التخزين المعرف بالبرمجيات

التخزين المعرّف برمجياً ( SDS ) هو مصطلح تسويقي لبرمجيات تخزين البيانات الحاسوبية ، يُستخدم لتوفير وإدارة تخزين البيانات وفقاً للسياسات، بشكل مستقل عن الأجهزة الأساسية. يتضمن التخزين المعرّف برمجياً عادةً شكلاً من أشكال المحاكاة الافتراضية للتخزين، لفصل أجهزة التخزين عن البرمجيات التي تديرها. ^{[ 1 ]} قد توفر البرمجيات التي تُفعّل بيئة التخزين المعرّف برمجياً أيضاً إدارة السياسات لميزات مثل إزالة البيانات المكررة، والنسخ المتماثل، والتوفير المرن ، واللقطات، ونسخ البيانات عند الكتابة، والتصنيف، والنسخ الاحتياطي.

قد تتضمن أجهزة التخزين المعرّفة برمجياً (SDS) برامج تجريد أو تجميع أو أتمتة خاصة بها، أو قد لا تتضمنها. عند تطبيقها كبرنامج فقط بالتزامن مع خوادم قياسية ذات أقراص داخلية، قد تشير إلى برامج مثل نظام ملفات افتراضي أو عالمي أو تخزين كتلي موزع . أما إذا كانت برنامجاً مُدمجاً فوق مصفوفات تخزين كبيرة ومتطورة، فقد تشير إلى برامج مثل محاكاة التخزين أو إدارة موارد التخزين ، وهي فئات من المنتجات تعالج مشاكل منفصلة ومختلفة. إذا تضمنت وظائف السياسة والإدارة أيضاً شكلاً من أشكال الذكاء الاصطناعي لأتمتة الحماية والاسترداد، فيمكن اعتبارها تجريداً ذكياً. ^{[ 2 ]} يمكن تطبيق التخزين المعرّف برمجياً عبر أجهزة على شبكة منطقة تخزين تقليدية (SAN)، أو كوحدة تخزين متصلة بالشبكة (NAS)، أو باستخدام التخزين القائم على الكائنات . في مارس 2014، بدأت جمعية صناعة شبكات التخزين (SNIA) بإعداد تقرير عن التخزين المعرّف برمجياً. ^{[ 3 ]}

استخدمت شركة VMware مصطلح " مركز البيانات المعرّف برمجياً " (SDDC) للدلالة على مفهوم أوسع، حيث يمكن تعريف جميع موارد التخزين والخوادم والشبكات والأمان الافتراضية التي يحتاجها التطبيق بواسطة البرمجيات وتوفيرها تلقائياً. ^{[ 4 ] [ 5 ]} ثم تبنت شركات أصغر مصطلح "التخزين المعرّف برمجياً"، مثل Cleversafe (التي استحوذت عليها IBM ) و OpenIO .

استنادًا إلى مفاهيم مماثلة للشبكات المعرفة بالبرمجيات (SDN)، ^{[ 6 ]} ازداد الاهتمام بـ SDS بعد أن استحوذت VMware على Nicira مقابل أكثر من مليار دولار في عام 2012.

استخدم موردو حلول تخزين البيانات تعريفات مختلفة للتخزين المعرف بالبرمجيات تبعاً لخط إنتاجهم. وقد حاولت جمعية صناعة شبكات التخزين (SNIA)، وهي مجموعة معنية بالمعايير، وضع تعريف متفق عليه بين عدة موردين مع أمثلة توضيحية. ^{[ 7 ]}

من المتوقع أن تصل صناعة التخزين المعرف بالبرمجيات إلى 86 مليار دولار بحلول عام 2023. ^{[ 8 ]}

استنادًا إلى مفهوم VMware، أطلقت esurfing Cloud منتجًا جديدًا للتخزين المعرّف برمجيًا يُسمى HBlock. يُعد HBlock وحدة تحكم خفيفة الوزن لمجموعات التخزين، تعمل في وضع المستخدم. يمكن تثبيته على أي نظام تشغيل Linux كتطبيق عادي دون الحاجة إلى صلاحيات الجذر، ونشره جنبًا إلى جنب مع التطبيقات الأخرى على الخادم. يدمج HBlock مساحة القرص غير المستخدمة عبر خوادم متعددة لإنشاء أقراص افتراضية عالية الأداء ومتاحة بشكل دائم. يمكن ربط هذه الأقراص الافتراضية بخوادم محلية أو بعيدة أخرى باستخدام بروتوكول iSCSI القياسي، مما يُعيد تنشيط موارد التخزين في الموقع دون التأثير على العمليات الحالية أو الحاجة إلى شراء أجهزة إضافية. ^{[ 9 ]}

قد تتضمن خصائص التخزين المعرف بالبرمجيات الميزات التالية: ^{[ 10 ]}

• تجريد خدمات وقدرات التخزين المنطقي من أنظمة التخزين المادية الأساسية، وفي بعض الحالات تجميعها عبر تطبيقات متعددة مختلفة. ولأن نقل البيانات مكلف وبطيء نسبيًا مقارنةً بالحسابات والخدمات، فإن أساليب التجميع تقترح أحيانًا تركها في مكانها وإنشاء طبقة ربط لها تمتد عبر المصفوفات. ومن الأمثلة على ذلك:
  • تُعدّ تقنية المحاكاة الافتراضية للتخزين فئة عامة من الأساليب والمنتجات التاريخية. تتضمن المصفوفات القائمة على وحدات تحكم خارجية تقنية المحاكاة الافتراضية للتخزين لإدارة الاستخدام والوصول عبر محركات الأقراص داخل مجموعات التخزين الخاصة بها. كما توجد منتجات أخرى مستقلة لإدارة التخزين عبر المصفوفات و/أو خوادم التخزين المباشر (DAS).
  • وحدات التخزين الافتراضية (VVols) هي اقتراح من VMware لربط أكثر شفافية بين وحدات التخزين الكبيرة وصور أقراص الأجهزة الافتراضية الموجودة بداخلها، مما يسمح بتحسين الأداء وإدارة البيانات. لا يمثل هذا ميزة جديدة لمسؤولي البنية التحتية الافتراضية (الذين يمكنهم بالفعل استخدام بروتوكولات مثل NFS)، ولكنه يوفر للمصفوفات التي تستخدم بروتوكولات iSCSI أو Fibre Channel مسارًا لتعزيز صلاحيات الإدارة لتطبيقات إدارة المصفوفات المتعددة المصممة للبنية التحتية الافتراضية.
  • نظام الملفات الشبكي المتوازي (pNFS)، وهو تطبيق محدد تطور داخل مجتمع NFS ولكنه توسع ليشمل العديد من التطبيقات.
  • OpenStack وواجهات برمجة التطبيقات Swift و Ceph وCinder الخاصة بها للتفاعل مع التخزين، والتي تم تطبيقها على مشاريع مفتوحة المصدر وكذلك على منتجات البائعين.
  • تُعد العديد من منصات تخزين الكائنات أمثلة على تطبيقات التخزين المعرفة بالبرمجيات.
  • يُعد عدد من حلول التخزين الموزعة لأنظمة الملفات المجمعة أو تخزين الكتل الموزعة أمثلة جيدة على التخزين المعرف بالبرمجيات.
• أتمتة توفير التخزين القائم على السياسات، مع استبدال تفاصيل التقنية باتفاقيات مستوى الخدمة . يتطلب ذلك واجهات إدارة شاملة لمنتجات مصفوفات التخزين التقليدية، وذلك كتعريف محدد لفصل "مستوى التحكم" عن "مستوى البيانات"، بما يتماشى مع مبادئ بروتوكول OpenFlow . وشملت جهود التوحيد القياسي السابقة في هذا المجال مبادرة إدارة التخزين - المواصفات (SMI-S) التي بدأت عام 2000.
• أجهزة قياسية مزودة بمنطق تخزين مُجرّد في طبقة برمجية. ويُطلق على هذا أيضًا اسم نظام ملفات مُجمّع للتخزين المُتقارب .

في مجال الحوسبة ، يُعدّ مُشرف التخزين برنامجًا يُمكن تشغيله على منصة خادم فعلي، أو على جهاز افتراضي ، أو داخل نظام تشغيل مُشرف، أو في شبكة التخزين. وقد يتواجد مع مُشرفي الأجهزة الافتراضية أو يتمتع بالتحكم الحصري في منصته. ومثل مُشرفي الخوادم الافتراضية ، قد يعمل مُشرف التخزين على منصة أجهزة مُحددة، أو بنية أجهزة مُحددة، أو يكون مُستقلًا عن الأجهزة. ^{[ 11 ]}

يقوم برنامج إدارة التخزين الافتراضي بمحاكاة موارد التخزين الفردية التي يتحكم بها، وإنشاء مجموعة أو أكثر من مجموعات سعة التخزين المرنة. وبهذه الطريقة، يفصل البرنامج الرابط المباشر بين الموارد المادية والمنطقية، على غرار برامج إدارة الخوادم الافتراضية. كما يُسهم نقل إدارة التخزين إلى طبقة معزولة في زيادة وقت تشغيل النظام وتوافره العالي . "وبالمثل، يمكن استخدام برنامج إدارة التخزين الافتراضي لإدارة موارد التخزين الافتراضية لزيادة معدلات استخدام القرص مع الحفاظ على موثوقية عالية." ^{[ 12 ]}

يوفر برنامج إدارة التخزين، وهو برنامج إشرافي يتم إدارته مركزياً، مجموعة شاملة من وظائف التحكم في التخزين ومراقبته والتي تعمل كطبقة افتراضية شفافة عبر مجموعات الأقراص الموحدة لتحسين توافرها وسرعتها واستخدامها.

تعمل برامج إدارة التخزين على تعزيز القيمة المشتركة لأنظمة تخزين الأقراص المتعددة ، بما في ذلك النماذج المختلفة وغير المتوافقة، من خلال استكمال قدراتها الفردية بخدمات التزويد الموسعة وحماية البيانات والنسخ المتماثل وتسريع الأداء.

على عكس البرامج المدمجة أو البرامج الثابتة لوحدة تحكم القرص المقتصرة على نظام أو جهاز تخزين مُعبأ، فإن مُشرف التخزين ووظائفه يشملان نماذج وعلامات تجارية وأنواع تخزين مختلفة [بما في ذلك أقراص الحالة الصلبة SSD ، وشبكة منطقة التخزين SAN، والتخزين المباشر DAS ، والتخزين الموحد (SAN وNAS)]، ويغطيان نطاقًا واسعًا من خصائص السعر والأداء. ولا يشترط دمج الأجهزة الأساسية مع بعضها البعض أو تجميعها معًا.

يُمكّن مُشرف التخزين من استبدال الأجهزة المادية. ولا تُؤثر أجهزة التخزين التي يقوم عليها مُشرف التخزين إلا بشكل عام على الأداء والسعة. وبينما يُمكن تمرير "الميزات" الأساسية عبر المُشرف، فإن فوائد مُشرف التخزين تكمن في قدرته على عرض أجهزة وخدمات افتراضية موحدة من أجهزة مختلفة وغير متوافقة، مما يجعل هذه الأجهزة قابلة للاستبدال. ويُمكن استبدال وحدة التخزين المادية الأساسية بشكل مستمر دون تغيير بيئة التخزين الافتراضية أو تعطيلها.

يقوم برنامج إدارة التخزين الافتراضي بإدارة جميع موارد التخزين، وتحويلها إلى بيئة افتراضية، والتحكم فيها، وتخصيص وتوفير السمات والخدمات اللازمة (الأداء، والتوافر) ( التزويد التلقائي ، واللقطات ، والنسخ المتماثل )، إما مباشرة أو عبر شبكة تخزين، حسب الحاجة لتلبية احتياجات كل بيئة على حدة.

يُطلق على مصطلح "المشرف" ضمن "مشرف التخزين" هذا الاسم لأنه يتجاوز المشرف، ^{[ 13 ]} فهو من الناحية المفاهيمية مستوى أعلى من المشرف، وبالتالي يعمل كمستوى أعلى من الإدارة والذكاء الذي يقع فوق ويمتد تحكمه في وحدات التحكم في التخزين على مستوى الجهاز، ومصفوفات الأقراص، وبرامج الوسيطة الافتراضية.

يُعرَّف مُشرف التخزين أيضًا بأنه برنامجٌ مُتطورٌ لتقنية التخزين الافتراضي ^{[ 14 ]} ، يُوفر "الدمج وخفض التكاليف: يُحسِّن تجميع التخزين من الاستخدام ويُقلِّل التكاليف. توافر الأعمال: يُمكن أن تُحسِّن قابلية نقل البيانات في وحدات التخزين الافتراضية من التوافر. دعم التطبيقات: يُوَافِق تحسين التخزين المُتدرِّج تكاليف التخزين مع مستويات خدمة التطبيقات المطلوبة". ^{[ 15 ]} كما استُخدم المصطلح للإشارة إلى حالات استخدام أخرى، بما في ذلك دوره في تقنية التخزين الافتراضي في استعادة البيانات بعد الكوارث ^{[ 16 ]} ، وبشكلٍ أضيق، يُعرَّف بأنه إمكانية ترحيل وحدات التخزين عبر شبكات التخزين (SANs). ^{[ 17 ]}

• برنامج إدارة الأجهزة الافتراضية
• الشبكات المعرفة بالبرمجيات
• مركز بيانات مُعرّف بالبرمجيات