Storage (Veri Depoalama , Storage sistemleri ) Nedir?

     
Storage (Veri Depoalama , Storage sistemleri ) Nedir?

Storage (Veri Depoalama , Storage sistemleri ) Nedir?

Veri depolama, elektromanyetik, optik veya silikon tabanlı depolama ortamlarında dijital bilgileri yakalayan ve saklayan toplu yöntemler ve teknolojilerdir Tüketiciler ve işletmeler, kişisel fotoğraflardan iş açısından kritik bilgilere kadar çeşitli bilgileri korumak için buna güvenmeye başladıkları için depolama, dijital cihazların önemli bir bileşenidir.

Depolama, sabit diskler, flash aygıtlar, teyp sistemleri ve diğer ortam türleri dahil olmak üzere, bilgisayara giriş / çıkış (G / Ç) işlemleri aracılığıyla bağlanan aygıtları ve verileri tanımlamak için sıklıkla kullanılır.

Veri depolama neden önemlidir?

Depolamanın öneminin altını çizmek, büyük veriye ve nesnelerin interneti (IoT) cihazlarının bolluğuna atfedilebilen yeni veri üretiminde istikrarlı bir tırmanıştır Modern depolama sistemleri, işletmelerin bu verileri yakalamak, analiz etmek ve ondan maksimum değer elde etmek için makine öğrenimi özellikli yapay zeka (AI) uygulamalarına olanak tanıyan gelişmiş yetenekler gerektirir.

Daha büyük uygulama komut dosyaları ve gerçek zamanlı veritabanı analitiği, yüksek performanslı bilgi işlem depolaması, birleşik altyapı, bir araya getirilebilir depolama sistemleri, hiper birleşik depolama altyapısı, ölçeklenebilir ve ölçeklenebilir ağ dahil olmak üzere oldukça yoğun ve ölçeklenebilir depolama sistemlerinin ortaya çıkmasına katkıda bulunmuştur bağlı depolama ( NAS ) ve nesne depolama platformları.

 

BT analist firması IDC tarafından hazırlanan bir rapora göre , 2025 yılına kadar 163 zettabayt ( ZB ) yeni veri üretilmesi bekleniyor Bu tahmin, 2016 yılına kadar üretilen 16 ZB'den on kat potansiyel bir artışı temsil ediyor.

Veri depolama nasıl çalışır?

Terim depolama genellikle kullanıcının verilerine hem bakın ve daha spesifik olarak yakalama için kullanılan entegre donanım ve yazılım sistemleri, yönetmek ve verileri öncelik verebilir. Bu, uygulamalar, veritabanları, veri ambarları, arşivleme, yedekleme araçları ve bulut depolamadaki bilgileri içerir .

Dijital bilgiler, yazılım komutları kullanılarak hedef depolama ortamına yazılır. Bir bilgisayar belleğindeki en küçük ölçü birimi, tek bir kapasitörde bulunan elektrik voltajı düzeyine göre 0 veya 1 ikili değeriyle tanımlanan bir bittir . Sekiz bit bir bayt oluşturur .

Bilinmesi gereken diğer kapasite ölçümleri şunlardır:

  • kilobit (Kb)
  • megabit (Mb)
  • gigabit (Gb)
  • terabit (Tb)
  • petabit (Pb)
  • exabit (Eb)

Daha büyük önlemler şunları içerir:

  • kilobayt (KB) 1.024 bayta eşittir
  • 1.024 KB'a eşit megabayt (MB)
  • gigabayt (GB) 1.024 MB'ye eşittir
  • 1.024 GB'a eşit terabayt (TB)
  • petabayt (PB) 1.024 TB'ye eşit
  • eksabayt (EB) 1.024 PB'ye eşit

Çok az kuruluş, bir eksabayt veriye erişebilen tek bir depolama sistemine veya bağlı sisteme ihtiyaç duyar, ancak birden çok petabayta ölçeklenen depolama sistemleri vardır.

Veri depolama kapasitesi gereksinimleri, bir uygulamayı, bir dizi uygulamayı veya veri setini çalıştırmak için ne kadar depolama gerektiğini tanımlar. Kapasite gereksinimleri, veri türlerini dikkate alır. Örneğin, basit belgeler yalnızca kilobayt kapasite gerektirebilirken, dijital fotoğraflar gibi grafik yoğun dosyalar megabayt alabilir ve bir video dosyası gigabayt depolama alanı gerektirebilir. Bilgisayar uygulamaları genellikle bunları çalıştırmak için gereken minimum ve önerilen kapasite gereksinimlerini listeler.


.

Bir elektromekanik diskte, baytlar veri bloklarını sektörler içinde depolar. Sabit disk, ince bir manyetik malzeme tabakası ile kaplanmış dairesel bir plakadır. Disk bir mil üzerine yerleştirilir ve dakikada 15.000 devire (rpm) varan hızlarda döner. Veriler döndükçe manyetik kayıt kafaları kullanılarak disk yüzeyine yazılır. Yüksek hızlı bir aktüatör kolu, kayıt kafasını disk üzerindeki ilk kullanılabilir alana konumlandırarak verilerin dairesel bir şekilde yazılmasına izin verir.

Standart bir diskteki sektör 512 bayttır. Diskteki son gelişmeler , tabağın alan yoğunluğunu artırmak için veri yazma işlemlerinin üst üste binen bir tarzda meydana geldiği, shingled manyetik kaydı içermektedir .

Katı hal sürücülerde ( SSD'ler ) veriler, hücrenin elektrik yükünü korumasını sağlayan kayan kapı transistörleriyle tasarlanmış havuzlanmış NAND flash'a yazılır. Bir SSD teknik olarak bir sürücü değildir, ancak milimetre boyutundaki silikon yongalara yerleştirilmiş potansiyel olarak milyonlarca nanotransistör içeren, entegre bir devreye benzer tasarım özellikleri sergiler .

Yedek veri kopyaları, hiyerarşik bir depolama yönetim sistemi yardımıyla disk araçlarına yazılır. Ve geçmiş yıllara göre daha az yaygın olarak uygulanmasına rağmen, bazı kuruluşların taktiği, disk tabanlı yedekleme verilerini üçüncül bir depolama katmanı olarak manyetik banda yazmaya devam ediyor Bu, yasal düzenlemelere tabi kuruluşlarda en iyi uygulamadır.

Sanal bant kitaplığı ( VTL ) hiç bant kullanmaz. Verilerin sırayla disklere yazıldığı, ancak teybin özelliklerini ve özelliklerini muhafaza eden bir sistemdir. Bir VTL'nin değeri, hızlı kurtarılması ve ölçeklenebilir olmasıdır.

 

Depolama hiyerarşisini değerlendirme

Kuruluşlar, bir uygulamanın kapasitesine, uyumluluğuna ve performans gereksinimlerine bağlı olarak farklı depolama ortamlarına veri yerleştirmeyi otomatikleştirmek için kademeli depolamayı giderek daha fazla kullanıyor.

Kurumsal veri depolama, verilerin nasıl kullanıldığına ve gerektirdiği ortam türüne bağlı olarak genellikle birincil ve ikincil depolama olarak sınıflandırılır. Birincil depolama , bir şirketin günlük üretiminin ve ana iş kollarının merkezinde bulunan uygulama iş yüklerini yönetir.

Birincil depolama , bazen ana depolama veya birincil bellek olarak adlandırılır . Veriler, rastgele erişim belleğinde ( RAM ) ve işlemcinin L1 önbelleği gibi diğer yerleşik cihazlarda tutulur İkincil depolama, flash, sabit disk, teyp ve G / Ç işlemleri gerektiren diğer aygıtlardaki verileri kapsar. İkincil depolama ortamı genellikle yedekleme ve bulut depolamada kullanılır.

Birincil depolama, genellikle depolamanın bilgisayar işlemcisine yakınlığı nedeniyle ikincil depolamaya göre daha hızlı erişim sağlar Öte yandan, ikincil depolama, birincil depolamadan çok daha fazla veri tutabilir. İkincil depolama ayrıca etkin olmayan verileri bir yedek depolama cihazına kopyalar , ancak tekrar ihtiyaç duyulması durumunda yüksek düzeyde kullanılabilir durumda tutar.

İşin dijital dönüşümü, giderek daha fazla şirketin birden çok hibrit bulut kurmasına neden oldu ve yerel depolamayı desteklemek için bir uzak katman ekledi.

Veri depolama cihazlarının / ortamlarının türleri

Veri depolama ortamlarının farklı kapasite ve hız seviyeleri vardır. Bunlar arasında önbellek, dinamik RAM ( DRAM ) veya ana bellek; manyetik bant ve manyetik disk; CD'ler, DVD'ler ve Blu-ray diskler gibi optik diskler; flash bellek ve bellek içi depolamanın çeşitli yinelemeleri ; ve önbellek .

Ana belleğin yanı sıra, bilgisayarlar kalıcı olmayan salt okunur bellek (ROM) içerir, bu da verilerin yazılamayacağı anlamına gelir.

Günümüzde kullanılan ana depolama ortamı türleri arasında sabit disk sürücüleri ( HDD'ler ), katı hal depolaması, optik depolama ve teyp bulunur. Dönen HDD'ler, medyaya veri okuyan ve yazan disk kafalarına sahip manyetik ortamda kaplanmış üst üste istiflenmiş plakalar kullanır. HDD'ler kişisel bilgisayarlarda, sunucularda ve kurumsal depolama sistemlerinde yaygın olarak kullanılan depolamadır, ancak SSD'ler disk ile performans ve fiyat denkliğine ulaşmaya başlamıştır.

 

SSD'ler verileri kalıcı flash bellek yongalarında depolar. Dönen disk sürücülerin aksine, SSD'lerin hareketli parçaları yoktur. HDD'lerden daha pahalı kalmalarına rağmen, her tür bilgisayarda giderek daha fazla bulunurlar. Henüz ana akım haline gelmemiş olsalar da, bazı üreticiler RAM ve flash hibritini birleştiren depolama cihazları gönderiyor.

 

Optik veri depolama , bilgisayar oyunları ve filmler gibi tüketici ürünlerinde popülerdir ve ayrıca yüksek kapasiteli veri arşivleme sistemlerinde de kullanılır.

 

Flash bellek kartları , akıllı telefonlar, tabletler, ses kaydediciler ve medya oynatıcılar gibi dijital kameralara ve mobil cihazlara entegre edilmiştir. Flash bellek, Secure Digital kartlarda, CompactFlash kartlarda, MultiMediaCard'larda ve USB bellek çubuklarında bulunur.

 

Fiziksel manyetik disketler flaş çağında nadiren kullanılır. Eski modellerin aksine, yeni bilgisayar sistemlerinde manyetik diske alternatif olarak ortaya çıkan disketleri yerleştirmek için yuvalar bulunmuyor. Disketlerin kullanımı 1970'lerde başladı, ancak 1990'ların sonunda aşamalı olarak kaldırıldı. Sanal disketler bazen 3,5 inçlik fiziksel disket yerine kullanılır ve kullanıcıların bir bilgisayardaki A: sürücüsüne eşlenmiş bir görüntü dosyasını bağlamasına olanak tanır.

Kurumsal depolama ağları ve sunucu tarafı flash

Kurumsal depolama satıcıları, kuruluşların büyük hacimli verileri toplamasına ve yönetmesine yardımcı olmak için entegre NAS sistemleri sağlar. Donanım, sabit sürücüler, flash sürücüler veya hibrit kombinasyonla donatılmış depolama dizileri veya depolama sunucularını ve dizi tabanlı veri hizmetleri sunmak için depolama işletim sistemi yazılımını içerir.

 

Depolama yönetimi yazılımı arşivleme, klonlar, veri kopyalama yönetimi, çoğaltma ve anlık görüntüler için veri koruma araçları sunar. Sıkıştırma, veri tekilleştirme ve basit kaynak sağlama gibi veri azaltma özellikleri, çoğu depolama dizisinin standart özellikleri haline geliyor. Yazılım ayrıca, ikincil veri depolamaya veya bir felaket kurtarma planını veya uzun vadeli bekletmeyi desteklemek için bir hibrit buluta katmanlama için veri yerleşimini yönetmek için ilke tabanlı yönetim sağlar.

2011'den bu yana, artan sayıda işletme, disk dizilerine ek veya yedek olarak yalnızca NAND flash tabanlı SSD'lerle donatılmış tüm flaş dizilerini uyguladı.

 

Diskten farklı olarak, flash depolama aygıtları verileri depolamak için hareketli mekanik parçalara güvenmez, bu nedenle verilere daha hızlı erişim ve HDD'lerden daha düşük gecikme sunar. Flash kalıcıdır ve depolama sistemi güç kaybetse bile verilerin bellekte kalmasına izin verir. Disk tabanlı depolama sistemleri, verileri kalıcı kılmak için yerleşik pil yedeklemesi veya kapasitörler gerektirir. Ancak, flash henüz diske eşdeğer bir dayanıklılık elde edememiştir ve bu da her iki ortam türünü de entegre eden karma dizilere yol açmaktadır.

Ağ bağlantılı depolama sistemlerinin üç temel tasarımı vardır. En basit yapılandırmasında, doğrudan takılan depolama ( DAS ), ayrı bir bilgisayardaki dahili sabit sürücüyü içerir. Kuruluşta DAS, bir sunucudaki bir sürücü kümesi veya Küçük Bilgisayar Sistemi Arabirimi (SCSI), Seri Bağlı SCSI (SAS), Fiber Kanal (FC) veya internet yoluyla doğrudan sunucuya bağlanan bir grup harici sürücü olabilir. SCSI (iSCSI).

NAS, birden çok dosya düğümünün kullanıcılar tarafından, tipik olarak bir Ethernet tabanlı yerel alan ağı (LAN) bağlantısı üzerinden paylaşıldığı dosya tabanlı bir mimaridir. NAS'ın avantajı, dosyalayıcıların tam özellikli bir kurumsal depolama işletim sistemi gerektirmemesidir. NAS cihazları, tarayıcı tabanlı bir yardımcı programla yönetilir ve ağdaki her düğüme benzersiz bir IP adresi atanır.

Ölçeklenebilir NAS ile yakından ilişkili olan nesne depolaması , bir dosya sisteminin gerekliliğini ortadan kaldırır. Her nesne benzersiz bir tanımlayıcıyla temsil edilir. Tüm nesneler tek bir düz ad alanında sunulur.

Bir depolama alanı ağı ( SAN ), yüksek performanslı blok depolamaya ihtiyaç duyan birden çok veri merkezi konumunu kapsayacak şekilde tasarlanabilir. SAN ortamında, blok aygıtlar ana bilgisayara yerel olarak bağlı depolama olarak görünür. Ağdaki her sunucu, paylaşılan depolamaya doğrudan bağlı bir sürücü gibi erişebilir.

Son yıllarda düşen fiyatlar ile birlikte NAND flash'taki gelişmeler, yazılım tanımlı depolamanın yolunu açtı Bu yapılandırmayı kullanan bir kuruluş, depolama yönetimini uygulamak için üçüncü taraf depolama yazılımını veya özel açık kaynak kodunu kullanarak x86 tabanlı bir sunucuya emtia fiyatına sahip SSD'leri yükler.

Geçici olmayan bellek ekspres ( NVMe ), flash için gelişen bir endüstri protokolüdür. Endüstri gözlemcileri, NVMe'nin flash depolama için fiili standart olarak ortaya çıkmasını bekliyor. NVMe flash, uygulamaların , bir ağ ana bilgisayar veriyolu adaptörüne taşınan SCSI komut setlerini atlayarak, Çevresel Bileşen Ara Bağlantı Ekspres ( PCIe ) bağlantıları aracılığıyla doğrudan bir merkezi işlem birimi (CPU) ile iletişim kurmasına olanak tanır NVMe over Fabrics (NVMe-oF), kurulu Ethernet, FC veya InfiniBand ağ bağlantısını kullanarak bir ana bilgisayar ile flash hedef arasında veri aktarımını hızlandırmayı amaçlamaktadır.

Geçici olmayan çift sıralı bellek modülü ( NVDIMM ), bir bellek veri yolundaki standart bir DIMM yuvasına takılan tümleşik yedek güce sahip hibrit NAND ve DRAM'dir . NVDIMM'ler, DRAM'deki normal hesaplamaları işlemek için yalnızca yedekleme için flash kullanır. Bir NVDIMM, bilgisayarın üreticisinin sunucuyu değiştirdiğini ve aygıtı tanımak için temel giriş-çıkış sistemi ( BIOS ) sürücülerini geliştirdiğini varsayarak, flaşı anakarta yaklaştırır NVDIMM'ler, kapasite eklemek yerine sistem belleğini genişletmenin veya yüksek performanslı depolama sarsıntısı eklemenin bir yoludur. Piyasadaki mevcut NVDIMM'ler 32 GB ile zirvede, ancak form faktörü yalnızca birkaç yıl içinde 8 GB'den 16 GB'a çıktı.

Başlıca veri depolama satıcıları

Kurumsal depolama pazarındaki konsolidasyon, son yıllarda birincil NAS ve SAN dizisi satıcıları alanını kazandı. Pazara disk ürünleriyle giren depolama satıcıları artık satışlarının çoğunu tamamen flash veya hibrit flash'tan elde ediyor. Pazar lideri satıcılar şunları içerir: