مقایسه استوریج های SA، FS، RS و DS سینولوژی

سینولوژی با هدف پوشش نیازهای متنوع کاربران خانگی و سازمانی در حوزه ذخیره‌سازی اطلاعات، محصولات خود را در قالب سری‌های متمایز طراحی کرده است که هر یک از منظر معماری سخت‌افزاری و اهداف عملیاتی، ویژگی‌های منحصربه‌فردی دارند. در این مطلب از تجارت الکترونیک مفتاح، استوریج‌های مختلف این شرکت را از منظر فنی و کاربردی مورد بررسی قرار می‌دهیم.

سری DS یا DiskStation

سری DS یا DiskStation شناخته‌شده‌ترین رده از محصولات این شرکت است که با فرم‌فکتور ایستاده و دسکتاپی (Desktop/Tower) طراحی شده و عمدتا برای محیط‌های خانگی، دفاتر کوچک و کسب‌وکارهای متوسط (SMB) خریداری می‌شود. از منظر فنی، معماری سری DS بر بهینه‌سازی مصرف انرژی، کاهش نویز صوتی و ارائه حداکثر ظرفیت در کمترین فضای ممکن طراحی شده است. در این سری، سینولوژی از پردازنده‌های متنوعی استفاده می‌کند؛ از مدل‌های اقتصادی آرم برای کارهای پایه مانند فایل‌سرور ساده تا پردازنده‌های قدرتمند سری رایزن شرکت ای‌ام‌دی یا زئون شرکت اینتل برای مدل‌های پیشرفته‌تر که نیاز به پردازش‌های سنگین نظیر مجازی‌سازی یا مدیریت پایگاه داده دارند. سیستم خنک‌کننده در سری DS معمولا بر مبنای فن‌های بزرگ با سرعت متغیر طراحی شده تا در محیط‌های اداری که فاقد اتاق سرور استاندارد هستند، صدای مزاحمی تولید نکند.

یکی از جنبه‌های معماری برجسته در مدل‌های رده‌بالای DS، وجود اسلات‌های M.2 NVMe داخلی است که بدون اشغال درگاه‌های اصلی هارد، امکان ایجاد حافظه کش برای افزایش سرعت عملیات خواندن و نوشتن (I/O) را فراهم می‌آورد. این سری به دلیل پشتیبانی از سیستم‌عامل DSM، تمامی قابلیت‌های نرم‌افزاری سینولوژی را در قالبی جمع‌وجور ارائه می‌دهد، اما محدودیت اصلی آن در مقایسه با سری‌های رکمونت، عدم تمرکز بر افزونگی کامل سخت‌افزاری در مدل‌های پایه و محدودیت در تعداد پورت‌های شبکه پرسرعت داخلی است که البته در مدل‌های حرفه‌ای‌تر با اضافه کردن کارت‌های PCIe قابل جبران است.

سری RS یا RackStation

در مقابل سری دسکتاپ، سری RS یا RackStation قرار دارد که به طور اختصاصی برای نصب در رک‌های استاندارد ۱۹ اینچی دیتاسنترها طراحی شده و معماری آن با اولویت “تداوم کسب‌وکار” و “تراکم بالا” مهندسی شده است. از دیدگاه فنی، سری RS تفاوت‌های ساختاری ملموسی با سری DS دارد؛ در این رده، تمرکز بر افزونگی در تمامی سطوح است. مدل‌های حرفه‌ای RS مجهز به منبع تغذیه‌های دوگانه هستند تا در صورت خرابی یکی از منابع یا قطع شدن یک فاز برق، دستگاه بدون وقفه به کار خود ادامه دهد. معماری داخلی این دستگاه‌ها به گونه‌ای است که جریان هوا به صورت خطی از جلو به عقب هدایت می‌شود تا با استانداردهای خنک‌سازی مراکز داده همخوانی داشته باشد.

از نظر پردازشی، در سری RS ما شاهد استفاده گسترده‌تر از پردازنده‌های زئون اینتل با تعداد هسته‌های بالا هستیم که امکان مدیریت بارهای کاری سنگین‌تری را نسبت به سری DS فراهم می‌کند. همچنین، قابلیت‌های توسعه در سری RS بسیار منعطف‌تر است؛ این دستگاه‌ها معمولا دارای چندین اسلات PCIe برای نصب کارت‌های شبکه 10، 25 و 40 گیگابیتی هستند. این در حالی است که فرآیند مدیریت در برخی مدل‌های سری RS از طریق ماژول‌های خاصی انجام می‌شود که تحت عنوان (Out-of-Band Management) شناخته می‌شوند و به مدیران فناوری اطلاعات اجازه می‌دهد به شکل دقیقی به زیرساخت دسترسی داشته باشند. این سری برای سازمان‌هایی که دارای زیرساخت رک هستند و نیاز به پایداری عملیاتی در سطح سازمانی دارند، گزینه‌ای حیاتی محسوب می‌شود و معماری آن برای کارکرد مداوم در شرایط دمایی اتاق سرور بهینه‌سازی شده است.

سری FS یا FlashStation

زمانی که صحبت از سرعت فوق‌العاده و تاخیر ناچیز در دسترسی به داده‌ها مطرح می‌شود، معماری سری FS یا FlashStation وارد میدان می‌شود که به طور کامل برای استفاده از حافظه‌های حالت جامد (SSD) بهینه شده است. بر خلاف سری‌های DS و RS که برای هارد دیسک‌ها طراحی شده و اس‌اس‌دی را تنها به عنوان کش می‌پذیرند، سری FS یک معماری تمام فلش است که تمام توان خود را بر بهره‌برداری از حداکثر پهنای باند حافظه‌های فلش متمرکز کرده است. از منظر فنی، گلوگاه اصلی در ذخیره‌سازهای معمولی، گذرگاه‌های ارتباطی و توان پردازش رید است، اما در سری FS، سینولوژی از الگوریتم‌های اختصاصی مانند RAID F1 استفاده می‌کند.

این الگوریتم به گونه‌ای طراحی شده که با مدیریت هوشمند نرخ نوشتن روی درایوها، از سوختن هم‌زمان چندین SSD که عمر مفید مشابهی دارند جلوگیری می‌کند؛ به این صورت که حجم کار بر روی یک درایو کمی بیشتر می‌شود تا آن درایو زودتر از بقیه به پایان عمر برسد و به ادمین اجازه تعویض بدهد، قبل از اینکه کل آرایه با مشکل روبرو شود. معماری داخلی FS از پردازنده‌های فوق‌قدرتمند زئون و حجم بسیار بالای رم (گاهی تا ۵۱۲ گیگابایت یا بیشتر) بهره می‌برد تا بتواند صدها هزار عملیات ورودی/خروجی در ثانیه (IOPS) را مدیریت کند. این سری برای کاربردهایی نظیر ویرایش ویدیوهای 8K، پایگاه‌های داده بسیار بزرگ و محیط‌های مجازی‌سازی با تراکم بالا که در آن‌ها کوچک‌ترین تاخیر منجر به افت کارایی کل سازمان می‌شود، طراحی شده است. از نظر بدنه، این دستگاه‌ها به گونه‌ای ساخته شده‌اند که لرزش‌های حداقلی داشته باشند و سیستم برق‌رسانی آن‌ها برای پاسخگویی به تغییرات ناگهانی جریان در بارهای کاری سنگین فلش، کاملا تقویت شده است.

سری SA یا Scalable Storage

برای سازمان‌هایی که با حجم عظیمی از داده‌های پر کاربرد و کم استفاده روبرو هستند و نیاز به ظرفیت‌های فوق‌العاده در مقیاس پتابایت دارند، سری SA یا Scalable Storage طراحی شده است که در واقع پرچم‌دار سینولوژی در زمینه ظرفیت و مقیاس‌پذیری است. معماری سری SA به گونه‌ای مهندسی شده است که شکاف میان سرورهای ذخیره‌سازی معمولی و تجهیزات ذخیره‌سازی سطح بالای سازمانی را پر کند. ویژگی فنی برجسته این سری، توانایی اتصال به واحدهای توسعه (Expansion Units) متعدد از طریق کابل‌های پرسرعت SAS است که اجازه می‌دهد ظرفیت کل سیستم به طور پیوسته و بدون نیاز به خاموشی افزایش یابد.

از منظر سخت‌افزاری، سری SA بر پایه پردازنده‌های زئون اینتل با پهنای باند حافظه بسیار بالا بنا شده است تا در هنگام بازسازی آرایه‌های رید با ظرفیت‌های بالا (مثلا در گروه‌های ۲۰ تایی از هاردهای ۱۸ ترابایتی)، سیستم دچار افت عملکرد نشود. معماری گذرگاه داده در سری SA برای مدیریت ترافیک‌های حجیم و متوالی بهینه‌سازی شده است، که آن را برای کاربردهایی مانند آرشیو ویدئویی، ذخیره‌سازی پشتیبان‌های عظیم سازمانی و میزبانی از فایل‌های حجیم در پروژه‌های مهندسی ایده‌آل می‌سازد.

پایداری در این سری به اوج خود می‌رسد؛ علاوه بر منبع تغذیه دوگانه، تمامی فن‌ها و کنترلرهای انتقال داده نیز با قابلیت Hot-swap طراحی شده‌اند تا در صورت بروز هرگونه مشکل فیزیکی، قطعه معیوب بدون تاثیر بر دسترسی کاربران تعویض شود. در واقع، سری SA پاسخی فنی به نیاز سازمان‌هایی است که رشد داده‌های‌شان غیرقابل پیش‌بینی است و به سیستمی نیاز دارند که بتواند همراه با کسب‌وکار آن‌ها، از چند صد ترابایت به چندین پتابایت گسترش یابد.

این مدل‌ها چه تفاوتی دارند؟

بررسی تفاوت‌های این چهار سری بدون در نظر گرفتن لایه فریم‌ویر و ارتباطی آن‌ها با سیستم‌عامل DSM ناقص خواهد بود، به این دلیل که نحوه تعامل نرم‌افزار با هر یک از این معماری‌ها متفاوت است. در سری‌های FS و SA، هسته سیستم‌عامل DSM برای مدیریت صف‌های طولانی داده و بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته‌ای مثل RDMA سرنام (Remote Direct Memory Access) بهینه‌سازی شده است. این فناوری به داده‌ها اجازه می‌دهد به شکل مستقیم از حافظه یک سرور به حافظه ذخیره‌ساز منتقل شوند بدون اینکه پردازنده مرکزی درگیر شود، که این امر در سری‌های DS معمولی به دلیل محدودیت‌های سخت‌افزاری در دسترس نیست. همچنین، در سری‌های رکمونت (RS, FS, SA)، سینولوژی از کنترلرهای پیشرفته‌تر SAS به جای SATA استفاده می‌کند؛ از منظر فنی، SAS یک پروتکل دوطرفه (Full Duplex) است که اجازه می‌دهد ارسال و دریافت داده به طور هم‌زمان انجام شود، در حالی که SATA یک پروتکل یک‌طرفه است.

این تفاوت در لایه فیزیکی باعث می‌شود که سری‌های سازمانی در محیط‌های پرمصرف که هزاران کاربر به طور هم‌زمان درخواست ارسال می‌کنند، عملکردی بسیار پایدارتر داشته باشند. علاوه بر این، سیستم مدیریت حرارت در معماری‌های رکمونت به گونه‌ای است که سنسورهای متعددی در نقاط حساس برد اصلی تعبیه شده‌اند تا سرعت هر فن را به صورت مجزا بر اساس دمای همان ناحیه تنظیم کنند، که این دقت در مهندسی داخلی، طول عمر قطعات الکترونیکی را در مقایسه با سری‌های ارزان‌قیمت‌تر دسکتاپ به شدت افزایش می‌دهد.

کدام استوریج سینولوژی را باید انتخاب کنیم؟

انتخاب بین سری‌های DS، RS، FS و SA بهتر است بر اساس درک دقیق تفاوت‌های معماری و نیاز به افزونگی در زیرساخت انجام شود. سری DS با معماری کاربرپسند و هزینه بهینه، قلب تپنده دفاتر کوچک است، اما برای محیط‌هایی با دسترسی ۲۴/۷ و شرایط فیزیکی رک، سری RS به دلیل افزونگی منبع تغذیه و طراحی صنعتی، برتری مطلق دارد. زمانی که عملکرد به عنوان متغیر اصلی در نظر گرفته شود، معماری تمام فلش سری FS تنها گزینه‌ای است که می‌تواند تاخیر را در حد میکروثانیه نگه دارد، و در نهایت سری SA به عنوان غول ظرفیت، معماری لازم برای مدیریت داده‌های در مقیاس کلان را فراهم می‌کند.

از منظر فنی، حتی نوع رم‌های به کار رفته در این سری‌ها متفاوت است؛ در حالی که مدل‌های پایه DS از رم‌های معمولی استفاده می‌کنند، تمام مدل‌های RS، FS و SA از رم‌های مجهز به ECC بهره می‌برند که قادر به تشخیص و اصلاح خطاهای تک‌بیت در حافظه هستند تا از بروز مشکل خرابی داده‌ها جلوگیری کنند. این دقت در انتخاب قطعات و طراحی لایه‌های مختلف گذرگاه داده، نشان‌دهنده این است که سینولوژی تنها یک کیس برای هارد تولید نمی‌کند، بلکه چهار پلتفرم محاسباتی و ذخیره‌سازی کاملا متفاوت را بر اساس چالش‌های خاص هر بخش از بازار توسعه داده است. درک این تفاوت‌های ساختاری به مدیران شبکه اجازه می‌دهد تا زیرساختی را بنا کنند که نه تنها امروز پاسخگوی نیازها باشد، بلکه از منظر پایداری فیزیکی و توان پردازشی، در طول سالیان متمادی نیز بدون افت کیفیت به سرویس‌دهی ادامه دهد.

انتخاب مدل مناسب از میان استوریج‌های متنوع سینولوژی نیازمند درک دقیق مرزهای میان کاربرد خانگی، محیط‌های اداری و زیرساخت‌های دیتاسنتر است، چرا که هر یک از این محیط‌ها الزامات خاص خود را در زمینه‌ی پایداری، سرعت و امنیت داده طلب می‌کنند.

• کاربردهای خانگی: برای مصارف خانگی و غیر حرفه‌ای، سری‌های پایه و میان‌رده DiskStation که با پیشوند DS شناخته می‌شوند، به گونه‌ای طراحی شده‌اند که نقش یک مرکز رسانه‌ای و مخزن پشتیبان‌گیری شخصی را ایفا کنند. در این لایه، کاربر معمولا به دنبال سادگی در نصب و بی‌صدا بودن دستگاه است، به همین دلیل مدل‌های دو تا چهار بیتی مانند سری Play یا مدل‌های اقتصادی سری j، با معماری پردازنده‌های کم‌مصرف، گزینه‌ای ایده‌آل هستند. این دستگاه‌ها به کاربران خانگی اجازه می‌دهند تا آرشیوهای عکس و فیلم خود را مدیریت کرده و از طریق قابلیت‌های استریم، محتوا را روی تلویزیون‌های هوشمند یا گوشی‌های موبایل پخش کنند، بدون اینکه نیاز به دانش فنی پیچیده‌ای در حوزه شبکه داشته باشند. در واقع برای یک کاربر خانگی، اولویت اصلی دسترسی آسان از راه دور و حفاظت از خاطرات دیجیتال در برابر خرابی هارد دیسک است که سینولوژی با ارائه راهکارهای رید نرم‌افزاری و اپلیکیشن‌های موبایل بصری، این نیاز را به خوبی پوشش داده است.

• کسب‌کارهای کوچک: با حرکت به سمت محیط‌های اداری و کسب‌وکارهای کوچک و متوسط، پارامترهای انتخاب به شدت تغییر کرده و مفاهیمی همچون تعداد کاربران هم‌زمان، سرعت دسترسی به فایل‌های مشترک و قابلیت‌های همکاری تیمی اهمیت پیدا می‌کنند. در این سطح، مدل‌های سری Plus سینولوژی (مانند DS923+ یا DS1821+) به عنوان ستون فقرات شبکه اداری عمل می‌کنند. این دستگاه‌ها از پردازنده‌های قدرتمندتر و مقدار رم بیشتری بهره می‌برند تا بتوانند سرویس‌هایی نظیر Synology Drive و Office را برای ده‌ها کارمند به صورت هم‌زمان اجرا کنند. در یک محیط اداری، NAS دیگر تنها یک هارد اکسترنال تحت شبکه نیست، بلکه به عنوان یک سرور همه‌کاره برای میزبانی ایمیل‌های سازمانی، مدیریت دوربین‌های مداربسته ساختمان و حتی اجرای ماشین‌های مجازی سبک برای نرم‌افزارهای حسابداری یا مدیریت مشتریان (CRM) شناخته می‌شود. معماری این مدل‌ها اجازه می‌دهد با اضافه کردن کارت‌های شبکه ۱۰ گیگابیت، پهنای باند لازم برای انتقال سریع فایل‌های حجیم مهندسی یا گرافیکی در شبکه داخلی فراهم شود، که این موضوع به طور مستقیم بر بهره‌وری کارکنان تاثیر می‌گذارد و زمان انتظار برای باز شدن فایل‌ها را به حداقل می‌رساند.

• مراکز داده و سازمان‌های بزرگ: در لایه دیتاسنتر و سازمان‌های بزرگ، اولویت‌ها به طور کامل بر محور تداوم سرویس‌دهی، ظرفیت‌های پتابایتی و مدیریت متمرکز زیرساخت می‌چرخد. در این سطح، استفاده از مدل‌های دسکتاپ عملا غیر مفید است و به همین دلیل از سری‌های رکمونت RS، SA و مدل‌های فوق‌سریع FS استفاده می‌شود. به طور کلی، تجهیزات مناسب دیتاسنتر باید بتوانند در شرایط سخت محیطی رک، به صورت ۲۴ ساعته و بدون حتی یک ثانیه وقفه فعالیت کنند. به همین دلیل، برخورداری از منبع تغذیه‌های دوگانه، سیستم‌های خنک‌کننده پرقدرت و قابلیت Hot-swap برای تمامی قطعات، از ویژگی‌های لاینفک این مدل‌هاست. در دیتاسنترها، سینولوژی اغلب به عنوان مخزن اصلی برای ذخیره‌سازی ماشین‌های مجازی در پلتفرم‌هایی مثل VMware یا به عنوان مقصد نهایی برای پشتیبان‌گیری‌های عظیم سازمانی استفاده می‌شود. مدل‌های سری FS که تماما از حافظه‌های SSD استفاده می‌کنند، برای پایگاه‌های داده حساس که نیاز به پاسخگویی در مقیاس میکروثانیه دارند، به کار گرفته می‌شوند، در حالی که سری‌های SA با قابلیت گسترش بی‌نظیر خود، برای آرشیو کردن داده‌های حجیم نظیر پروژه‌های فیلم‌سازی یا داده‌های تحقیقاتی در سطح پتابایت مهندسی شده‌اند.

یکی از نکات کلیدی در تشخیص مدل مناسب برای هر یک از این مصارف، توجه به هزینه‌های عملیاتی و ارزش افزوده نرم‌افزاری است که سینولوژی به همراه سخت‌افزار ارائه می‌دهد. برای مثال، یک سازمان اداری ممکن است با خرید یک مدل سری Plus، نیاز خود به خرید لایسنس‌های گران‌قیمت نرم‌افزارهای پشتیبان‌گیری یا سرویس‌های ابری عمومی را حذف کند، که این امر در درازمدت هزینه‌های فناوری اطلاعات را به شدت کاهش می‌دهد. در مقابل، برای یک دیتاسنتر، هزینه‌ی خرید سخت‌افزار در اولویت دوم قرار دارد و آنچه مهم است، قابلیت‌های مدیریتی نظیر Central Management System است که اجازه می‌دهد صدها دستگاه را از یک کنسول واحد کنترل کرد.

همچنین در محیط‌های حرفه‌ای، پشتیبانی از فایل‌سیستم Btrfs و قابلیت Snapshot برای مقابله با حملات باج‌افزاری، یک ضرورت غیرقابل انکار است که در مدل‌های اداری و دیتاسنتر به صورت استاندارد وجود دارد، اما ممکن است در مدل‌های ارزان‌قیمت خانگی با محدودیت‌هایی روبرو باشد. بنابراین، مرزبندی بین این مصارف تنها بر اساس تعداد هاردها نیست، بلکه بر اساس قدرت پردازشی، قابلیت‌های پایداری فیزیکی و سطح امنیت داده‌ای است که سیستم‌عامل برای آن سخت‌افزار خاص آزاد می‌کند. شایان ذکر است، یک کاربر خانگی نیازی به افزونگی منبع تغذیه سری RS ندارد و صدای فن‌های پرقدرت آن در محیط خانه برایش آزاردهنده خواهد بود؛ به همین ترتیب، یک مدیر دیتاسنتر هرگز نباید از یک مدل DS برای میزبانی پایگاه داده سازمان استفاده کند، زیرا معماری آن برای مدیریت بارهای کاری تصادفی و سنگین دیتاسنتر طراحی نشده است.

تداوم و تکامل سینولوژی در این سال‌ها نشان داده است که هر مدل با دقت ریاضی برای جایگاه خاص خود طراحی شده است؛ از مدل‌های کوچک تک‌بیتی که در گوشه‌ی یک آپارتمان از عکس‌های خانوادگی محافظت می‌کنند، تا کلاسترهای عظیم SA که در دیتاسنترهای مدرن، ستون فقرات اطلاعاتی یک کشور را تشکیل می‌دهند. انتخاب درست در این مسیر، نیازمند تحلیل دقیق حجم داده، تعداد کاربران و مهم‌تر از همه، ارزشِ حیاتی بودن آن داده‌ها برای کسب‌وکار یا زندگی شخصی فرد است.

حمیدرضا تائبی