اگر به یاد داشته باشید، در مقاله قبلی با Erasure Coding آشنا شدیم و تفاوت آن با تکنولوژی RAID را نیز بررسی کردیم. در این مقاله قصد داریم تا Erasure Coding را با Replication مقایسه کرده و در نهایت مزایا و کاربردهای اصلی و کلیدی این روش را مورد بررسی قرار دهیم، با ما همراه باشید.
مقایسه Erasure Coding و Replication
Erasure Coding و Replication دو روش برای اطمینان از پایداری و دسترسی‌پذیری داده‌ها هستند، اما رویکردهای متفاوتی ارائه می‌دهند.
تفاوت‌های اصلی این دو روش به شرح زیر هستند:
- Replication فرآیندی ساده است که شامل نگهداری نسخه‌های دقیقی از داده‌های اصلی در گره‌های ذخیره‌سازی مختلف می‌شود، در حالی که در Erasure Coding، اطلاعات افزوده به‌جای تکثیر مستقیم داده‌ها در میان چندین گره توزیع می‌شود.
- Replication معمولاً به فضای ذخیره‌سازی بیشتری نسبت به Erasure Coding نیاز دارد زیرا کپی‌های کاملی از داده‌ها را در هر دستگاه یا گره ذخیره‌سازی می‌کند. از طرف دیگر، Erasure Coding به‌طور معمول سربار کمتری در ذخیره‌سازی ایجاد می‌کند، زیرا به جای ذخیره نسخه‌های کامل داده‌ها، بلوک‌های Parity تولید می‌کند و در چنین سناریوهایی از منابع به شکل مؤثرتری استفاده می‌کند.
- Erasure Coding بسیار مقیاس‌پذیر است و برای سیستم‌های ذخیره‌سازی توزیع‌شده با تعداد زیادی گره مناسب است، زیرا می‌تواند به‌صورت کارآمد بلوک‌های داده و توازن را در زیرساخت ذخیره‌سازی توزیع کند. از سوی دیگر، تکثیر با افزایش تعداد نسخه‌ها، به‌ویژه در سیستم‌های ذخیره‌سازی توزیع‌شده در مقیاس بزرگ، کارایی کمتری پیدا کرده و منابع بیشتری مصرف می‌کند.
- Erasure Coding برای داده‌هایی که پس از استفاده اولیه کمتر مورد دسترسی و تغییر قرار می‌گیرند، بهترین عملکرد را دارد. در مقابل، Replication برای داده‌هایی که به‌طور منظم مورد دسترسی و تغییر قرار می‌گیرند، مناسب‌تر است.
- هنگام کار با بخش‌هایی از داده که کوچکتر از اندازه بلوک هستند، Erasure Coding ممکن است در مقایسه با Replication، بلوک‌های بیشتری تولید کند، زیرا بلوک‌های parity بیشتری نیاز است. این مسئله می‌تواند منجر به افزایش مصرف حافظه شود.
موارد استفاده کلیدی از Erasure Coding
Erasure Coding بخش مهمی از ذخیره‌سازی مبتنی بر اشیاء در فضای ابری است و برای محیط‌هایی که به سطوح بالای امنیت داده و بازیابی از فاجعه (DR) نیاز دارند، ایده‌آل محسوب می‌شود.
در اینجا برخی از کاربردهای کلیدی Erasure Coding آورده شده است:
سیستم‌های ذخیره‌سازی توزیع‌شده: Erasure Coding به‌ویژه برای برنامه‌های ذخیره‌سازی توزیع‌شده مفید است و دوام داده‌ها را در میان چندین گره تضمین می‌کند، حتی در صورت بروز اختلالات شبکه.
آرایه‌های دیسک: Erasure Coding تحمل خطا را در پیکربندی‌های آرایه دیسک افزایش می‌دهد و خطر از دست رفتن داده‌ها به دلیل خرابی دیسک‌ها را کاهش می‌دهد.
شبکه‌های داده: Erasure Coding امکان توزیع و تکثیر داده‌ها را به طور مؤثر در معماری‌های شبکه داده فراهم می‌کند و دسترسی قابل اعتماد به مجموعه‌های داده بزرگ را تسهیل می‌سازد.
مخازن داده ابری: خدمات ذخیره‌سازی ابری بزرگ مانند Amazon Simple Storage Service (S3) ،Microsoft Azure و Google Cloud به طور گسترده‌ای از Erasure Coding برای محافظت از ذخیره‌سازی عظیم داده‌های خود استفاده می‌کنند.
ذخیره‌سازی مبتنی بر شیء: Erasure Coding به ویژه برای محافظت از سیستم‌های ذخیره‌سازی مبتنی بر شیء و سیستم‌های توزیع‌شده مفید بوده است، که آن را برای خدمات ذخیره‌سازی ابری بسیار مناسب می‌سازد. همچنین، کدگذاری حذف در سیستم‌های ذخیره‌سازی شیء محلی نیز در حال گسترش است، مانند پلتفرم ذخیره‌سازی شیء Dell Elastic Cloud Storage.
مجموعه‌های داده بزرگ: Erasure Coding می‌تواند برای مقادیر زیادی داده و برنامه‌ها یا سیستم‌هایی که باید تحمل خرابی‌ها را داشته باشند مفید باشد، مانند سیستم‌های آرایه دیسک، شبکه‌های داده، برنامه‌های ذخیره‌سازی توزیع‌شده، ذخیره‌سازی شیء و ذخیره‌سازی آرشیوی. بیشتر موارد استفاده امروزی حول داده‌های بزرگ می‌چرخد که RAID برای آن‌ها گزینه عملی نیست. برای پشتیبانی از EC، زیرساخت باید قادر به ارائه عملکرد لازم باشد، به همین دلیل بیشتر استفاده‌ها در خدمات ابری بزرگ است.
پشتیبان‌ها و آرشیوها: Erasure Coding اغلب برای ذخیره‌سازی‌هایی مانند پشتیبان‌ها یا آرشیوها توصیه می‌شود — انواع داده‌هایی که نسبتاً ثابت هستند و نیازی به نوشتن مداوم ندارند. با این حال، کدگذاری حذف به تدریج وارد سیستم‌های مختلفی می‌شود که سعی دارند هزینه‌های بالای تکثیر داده‌ها را کاهش دهند. برای مثال، بسیاری از تنظیمات Hadoop Distributed File System اکنون از EC برای کاهش هزینه‌های مربوط به ذخیره‌سازی داده‌های تکراری در گره‌های داده استفاده می‌کنند.
مزایای Erasure Coding
EC مزایای زیادی را در زمان برنامه‌ریزی ذخیره‌سازی داده‌ها ارائه می‌دهد:
بهره‌وری بهتر از منابع: تکنیک‌های تکثیر مانند آینه‌سازی RAID 1 درصد بالایی از ظرفیت ذخیره‌سازی را برای کپی‌های داده استفاده می‌کنند. Erasure Coding می‌تواند مصرف فضای ذخیره‌سازی را به طور قابل توجهی کاهش دهد در حالی که همچنان از داده‌ها محافظت می‌کند. این به دلیل توزیع کدهای توازن یا Erasure Coding بین چندین گره است که افزونگی را بدون نیاز به تکثیر کامل داده‌ها فراهم می‌کند.
کاهش خطر از دست دادن منابع: EC خطر از دست دادن داده‌ها را کاهش می‌دهد. زمانی که یک آرایه RAID از دیسک‌های با ظرفیت بالا ساخته شده باشد، بازسازی یک دیسک خراب می‌تواند زمان زیادی ببرد که این خطر از دست دادن داده‌ها را افزایش می‌دهد، به ویژه اگر دیسک دیگری قبل از بازسازی دیسک اول خراب شود. Erasure Coding می‌تواند تعداد بیشتری از خرابی‌های همزمان دیسک را مدیریت کند، که به این معنی است که خطر از دست دادن داده‌ها در صورت خراب شدن دیسک کاهش می‌یابد.
انعطاف‌پذیری بیشتر: RAID معمولاً به پیکربندی‌های ثابت محدود است. اگرچه فروشندگان می‌توانند پیکربندی‌های اختصاصی RAID را اجرا کنند، بیشتر پیاده‌سازی‌های RAID استاندارد هستند. Erasure Coding انعطاف‌پذیری بیشتری را فراهم می‌آورد. سازمان‌ها می‌توانند نسبت داده به پاریتی را انتخاب کنند که بهترین تطابق را با بار کاری و سیستم‌های ذخیره‌سازی خاص خود داشته باشد.
دوام بیشتر: Erasure Coding به سازمان‌ها این امکان را می‌دهد که سیستمی ذخیره‌سازی با درجه بالای در دسترس بودن و دوام بالا پیکربندی کنند. به‌طور مثال، سرویس Amazon S3 برای تضمین 99.999999999% دوام شیء در چندین منطقه دسترسی طراحی شده است. برخلاف RAID 6 که تنها می‌تواند دو خرابی همزمان دیسک را تحمل کند، یک سیستم مبتنی بر Erasure Coding می‌تواند برای تحمل خرابی‌های بیشتری پیکربندی شود.
افزایش تاب‌آوری: به دلیل ماهیت توزیع‌شده داده‌های کدگذاری‌شده، سیستم می‌تواند حتی در صورت بروز چندین خرابی یا از دست دادن، داده‌های اصلی را بازیابی کند. این ویژگی به‌ویژه در سیستم‌های ذخیره‌سازی آرشیوی یا ابری که یکپارچگی داده‌ها حیاتی است، بسیار مفید است.
هنگام برنامه‌ریزی استراتژی‌های ذخیره‌سازی، سازمان‌ها باید عوامل مختلفی را در نظر بگیرند، از جمله نحوه حفاظت در برابر از دست دادن داده‌ها و فراهم کردن بازیابی پس از فاجعه (DR). تکرار ساده یک روش است و RAID روش دیگر. Erasure Coding نیز یک روش دیگر است که می‌تواند به این اهداف کمک کند.
هر استراتژی مزایا و معایب خود را دارد. با این حال، با رشد حجم داده‌ها و انتقال مداوم به ذخیره‌سازی شیء، پیش‌بینی می‌شود که EC رشد بیشتری پیدا کند. این فناوری به سازمان‌ها این امکان را می‌دهد که نیازهای مقیاس‌پذیری خود را برآورده کرده و همچنان داده‌هایشان را بدون هزینه‌های بالای تکرار کامل محافظت کنند. با این حال، هیچ فناوری‌ای بدون تطبیق با تغییرات صنعت موفق نمی‌شود و Erasure Coding امروزی ممکن است پنج سال دیگر بسیار متفاوت باشد.
نتیجه‌گیری
در پایان، Erasure Coding با ارائه یک رویکرد کارآمد و مقیاس‌پذیر برای ذخیره‌سازی داده‌ها، نقش مهمی در سیستم‌های مدرن ذخیره‌سازی ایفا می‌کند. در مقایسه با Replication، این فناوری توانسته است مزایای کلیدی از جمله کاهش مصرف فضای ذخیره‌سازی، افزایش تاب‌آوری در برابر خرابی‌ها و انعطاف‌پذیری بیشتر در طراحی سیستم‌های ذخیره‌سازی را به نمایش بگذارد.
در حالی که Replication برای داده‌هایی که به‌طور مکرر مورد دسترسی و تغییر قرار می‌گیرند مناسب‌تر است، Erasure Coding به دلیل بهره‌وری بالاتر در منابع ذخیره‌سازی و قابلیت تحمل خرابی‌های متعدد، انتخاب بهتری برای ذخیره‌سازی داده‌های حجیم، آرشیوها و سیستم‌های ذخیره‌سازی مبتنی بر ابر محسوب می‌شود.
با رشد سریع حجم داده‌ها و نیاز به سیستم‌های مقیاس‌پذیر و انعطاف‌پذیر، Erasure Coding به یکی از اجزای کلیدی در زیرساخت‌های ذخیره‌سازی پیشرفته تبدیل شده است و انتظار می‌رود در آینده نیز با نوآوری‌های بیشتر، جایگاه قوی‌تری پیدا کند.
آداک فناوری مانیا با عرضه سرور و استوریج با قیمت و کیفیت مناسب در کنار شماست تا بهترین انتخاب را داشته باشید. با مشاورین فنی ما در تماس باشید تا بهترین پیشنهاد را به شما داشته باشند.
