ذخیره سازی توزیع شده چیست و چگونه کار می کند؟

مفاهیم ذخیره سازی توزیع شده را در این راهنمای آموزنده کاوش کنید. با ویژگی ها و مزایای شبکه های ذخیره سازی توزیع شده آشنا شوید.

شرکت ها در هنگام ذخیره سازی داده ها در محل با چندین چالش روبرو هستند. افزایش و کاهش زیرساخت چالش‌های فنی و هزینه‌ای جدی ایجاد می‌کند و حفظ شبکه منطقه ذخیره‌سازی یک چالش است. آنها همچنین باید با مسائل پیچیده سازگاری و امنیت داده ها مقابله کنند.

این چالش ها منجر به ظهور مدل های ذخیره سازی ابری شده است که مقیاس پذیری، چابکی، امنیت، صرفه جویی در هزینه و سادگی را ارائه می دهند. Fortune Business Insights پیش‌بینی می‌کند که بازار جهانی ذخیره‌سازی ابری از ۸۳.۴۱ میلیارد دلار در سال ۲۰۲۲ به ۳۷۶.۳۷ میلیارد دلار تا سال ۲۰۲۹ رشد خواهد کرد.

فضای ذخیره سازی ابری به کاربران اجازه می دهد تا داده ها را در مکان های خارج از سایت از طریق اینترنت عمومی یا اتصالات شبکه خصوصی اختصاصی ذخیره کنند. به طور سنتی، راه حل های ذخیره سازی ابری مانند Dropbox، Sync و Google Drive از ارائه دهندگان ابر متمرکز مانند خدمات وب آمازون و Azure برای ذخیره داده ها استفاده می کردند. Dropbox یک بستر ذخیره‌سازی فایل و همکاری مبتنی بر ابر است که به کاربران اجازه می‌دهد فایل‌ها را از هر کجا و در هر دستگاهی ذخیره، دسترسی و به اشتراک بگذارند.

همگام سازی به کاربران اجازه می دهد تا به راحتی فایل ها را با دیگران به اشتراک بگذارند و حتی در زمان واقعی در پروژه ها همکاری کنند. این راه حل همچنین ویژگی های امنیتی پیشرفته ای مانند رمزگذاری سرتاسر و احراز هویت دو مرحله ای را برای محافظت از اطلاعات حساس ارائه می دهد.

Google Drive یک سرویس ذخیره‌سازی و همگام‌سازی فایل است که توسط Google توسعه یافته است که به کاربران اجازه می‌دهد فایل‌هایی مانند اسناد، عکس‌ها و ویدیوها را از هر دستگاه متصل به اینترنت ذخیره کرده و به آنها دسترسی داشته باشند.

با این حال، راه حل های متمرکز دارای اشکالات قابل توجهی هستند. ذخیره داده ها در یک مکان مرکزی به میزبان قدرت بیشتری در افشای داده ها به اشخاص ثالث بدون رضایت، از دست رفتن داده ها به دلیل خرابی سخت افزار یا شبکه و حملات سایبری می دهد.

ذخیره سازی توزیع شده به عنوان یک جایگزین مناسب برای گزینه های متمرکز ظاهر شده است. برنامه‌های ذخیره‌سازی غیرمتمرکز با فناوری بلاک چین در عصری که عملیات تجاری به کارایی پردازش داده‌ها بستگی دارد، بسیار مفید هستند.

این مقاله توضیح می دهد که ذخیره سازی توزیع شده چیست و چگونه کار می کند. همچنین به طور خلاصه راه حل های ذخیره سازی متمرکز و توزیع شده را مقایسه می کند.

ذخیره سازی توزیع شده چیست؟

ذخیره‌سازی غیرمتمرکز نوعی راه‌حل ذخیره‌سازی است که به جای تکیه بر یک موجودیت متمرکز، مبتنی بر یک شبکه غیرمتمرکز مبتنی بر بلاک چین است. داده ها بر روی یک سرور واحد تحت کنترل یک مرجع ذخیره نمی شوند، بلکه در گره های مختلف در یک شبکه توزیع شده ذخیره می شوند. این امر امنیت و قابلیت اطمینان را با اطمینان از توزیع داده ها و محافظت در برابر خطاها و سایر خطرات احتمالی بهبود می بخشد.

گزینه‌های ذخیره‌سازی غیرمتمرکز همچنین مالکیت و کنترل کامل داده‌های خود را به مصرف‌کنندگان می‌دهد و نیاز به تکیه بر شخص ثالث برای مدیریت و نگهداری داده‌های خود را از بین می‌برد. سیستم فایل بین سیاره ای (IPFS) و StorX دو نمونه از سیستم های ذخیره سازی توزیع شده هستند.

IPFS یک شبکه ذخیره‌سازی فایل‌های همتا به همتا غیرمتمرکز است که به کاربران اجازه می‌دهد تا فایل‌ها را به صورت توزیع‌شده ذخیره، دسترسی و به اشتراک بگذارند و امنیت، حریم خصوصی و مقیاس‌پذیری را بهبود ببخشند. StorX به شما این امکان را می‌دهد که داده‌های حیاتی خود را به‌طور امن رمزگذاری، قطعه‌بندی و توزیع کنید در چندین گره میزبانی در سراسر جهان. تمام فایل‌های ذخیره شده در StorX قبل از رمزگذاری به چندین مؤلفه تقسیم می‌شوند و در گره‌های ذخیره‌سازی مستقلی که توسط اپراتورهای مختلف در سراسر جهان اجرا می‌شوند، ذخیره می‌شوند.

StorX که به عنوان یک گروه از شبکه های ذخیره سازی مستقل ساختار یافته است، هیچ اپراتور واحدی ندارد که دسترسی کامل به داده های متعلق به یک کاربر را داشته باشد. اپراتورهای مختلف تکه‌هایی از داده‌ها را نگه می‌دارند، بنابراین هیچ مالکی به تنهایی نفوذ نامتناسبی را اعمال نمی‌کند و امنیت داده‌ها را افزایش می‌دهد. این شبکه دارای حفاظت از حریم خصوصی داخلی برای داده های شخصی متعلق به کاربران خاص است.

ذخیره سازی توزیع شده چگونه کار می کند؟

در ادامه مثال StorX، بیایید درک بهتری از نحوه عملکرد یک راه حل غیرمتمرکز داشته باشیم. با استفاده از لاگین و رمز عبور خود، فایل ها را به شبکه StorX آپلود کنید. در داخل، شبکه کلیدهای خصوصی منحصربه‌فرد تولید می‌کند، فایل‌ها را رمزگذاری می‌کند، فایل‌ها را به چند قطعه جدا می‌کند، و آنها را به صورت جهانی بین گره‌های مستقل توزیع می‌کند.

برای افزونگی، شبکه چندین کپی از این قطعات ایجاد می کند. این اجازه می دهد تا قطعات داده از گره های جایگزین بازیابی شوند حتی اگر گره در دسترس نباشد. هر زمان که کاربر بخواهد فایل را بازیابی کند، از اعتبار ورود خود برای فعال کردن کلید خصوصی و پس‌زمینه، بازسازی فایل و دسترسی به آن استفاده می‌کند.

این شبکه از توکن های بومی SRX به عنوان وسیله پرداخت استفاده می کند. مراکز داده با ظرفیت ذخیره سازی اضافی، گره های ذخیره سازی را اجرا می کنند. به طور منظم مدرک ذخیره سازی را به پلت فرم ارائه دهید.

مکانیسم شهرت گره ذخیره سازی

برای اطمینان از استانداردهای کیفیت بالای گره‌های ذخیره‌سازی ما، StorX دارای مکانیسم شهرت گره ذخیره‌سازی است، یک برنامه مبتنی بر هوش مصنوعی که بررسی‌های منظم کیفیت را در تمام گره‌های ذخیره‌سازی انجام می‌دهد. این مکانیسم بر اساس بررسی های کیفی انجام شده به هر گره نمره کیفیت اختصاص می دهد.

عواملی که بر مکانیسم رتبه‌بندی گره تأثیر می‌گذارند، کارایی گره، کیفیت و مکان آن و مقدار SRX است. SRX ارز بومی StorX است و اکوسیستم را تقویت می کند. با توجه به کارایی، مکانیزم پارامترهای امنیتی به روز شده و وصله های سیستم عامل سرور را در نظر می گیرد. این سیستم همچنین تضمین می‌کند که گره‌ها در یک ارائه‌دهنده خدمات اینترنتی یا مکان قرار نگرفته‌اند.

راه حل های ذخیره سازی توزیع شده و متمرکز

طرح های پلت فرم ذخیره سازی توزیع شده نسبت به سیستم های متمرکز برتری دارند. می توانید از StorX به عنوان مثال برای به دست آوردن بینش در مورد عملکرد استفاده کنید.

ذخیره سازی داده های مهم

سیستم های ذخیره سازی متمرکز مستعد جعل و محدودیت هستند، اما یک شبکه توزیع شده از بیش از ۴۰۰۰ گره در سراسر جهان به StorX اجازه می دهد تا داده های حیاتی را ذخیره کند. تمام گره های StorX درجه سازمانی هستند. یعنی سخت افزار در سطح سرور که در کوچکترین مراکز داده سطح ۳ قرار دارد. کیفیت سخت افزار در کیفیت ذخیره سازی منعکس می شود.

StorX نگاشت داده های در دسترس عموم را محدود می کند. فقط صاحب داده یا شخصی که مجاز به دسترسی به آن است می تواند داده های ذخیره شده در حساب خود را از طریق کلید خصوصی بازیابی کند.

با استفاده از رمزگذاری

برای رقابت با سیستم‌های ذخیره‌سازی غیرمتمرکز، برخی از سیستم‌های ذخیره‌سازی متمرکز راه‌حل‌های توزیع‌شده ترکیبی ایجاد کرده‌اند که فاقد عناصر اصلی تمرکززدایی هستند.

از سوی دیگر، StorX هم از رمزگذاری محتوا و هم از رمزگذاری حمل و نقل استفاده می کند و داده های ذخیره شده را ایمن تر می کند. StorX فضای ذخیره سازی ابری توزیع شده را با استفاده از رمزگذاری درجه نظامی AES-256 و فناوری تکه تکه کردن برای اطمینان از امنیت داده ها فراهم می کند زیرا هیچ گره واحدی مالک داده های کامل نیست.

ذخیره سازی ابری پیشرفته

در ذخیره سازی ابری سنتی، داده ها بر روی یک سرور فایل ذخیره می شوند که در یک مکان جغرافیایی میزبانی می شود. با این حال، داده های غیرمتمرکز فایل را به چند قسمت تقسیم می کند و آنها را در سراسر جهان پخش می کند. ذخیره سازی توزیع شده هیچ نقطه خرابی واحدی ندارد و می تواند چندین قطع و سانسور همزمان را تحمل کند.

StorX مکانیزمی را به کار می گیرد که بهترین های هر دو جهان را ترکیب می کند. فایل‌ها در گره‌های مختلف پخش می‌شوند، اما اینها همه سخت‌افزار در سطح سرور هستند، نه فقط رایانه‌ها. کاربران می‌توانند از فضای ذخیره‌سازی ابری پیشرفته که ساختارهای ابری سنتی و داده‌های توزیع‌شده را ترکیب می‌کند، استفاده کنند.

بالا بردن سرعت

برخلاف روش‌های ذخیره‌سازی سنتی که در آن مقادیر زیادی داده در یک منبع ذخیره می‌شوند، ذخیره‌سازی توزیع‌شده دارای چندین گره برای ذخیره داده‌ها است. در یک سیستم متمرکز، سرعت به عوامل متعددی مانند اتصال، پهنای باند و تعداد پردازنده های در حال اجرا بر روی سرور بستگی دارد. با این حال، در یک سیستم توزیع شده مانند StorX، سیستم از شبکه پرس و جو می کند و داده ها را از نزدیک ترین گره واکشی می کند که در نتیجه سرعت بازیابی اطلاعات بهینه می شود.

آینده سیستم های ذخیره سازی توزیع شده

سیستم‌های ذخیره‌سازی توزیع‌شده احتمالاً در آینده محبوب‌تر خواهند شد، زیرا مزایای زیادی نسبت به سیستم‌های ذخیره‌سازی متمرکز سنتی دارند، مانند بهبود امنیت، حفظ حریم خصوصی داده‌ها و افزایش قابلیت اطمینان. همچنین پتانسیل کاهش هزینه ها و بهبود دسترسی به منابع ذخیره سازی را دارد.

مطالب مرتبط: اینترنت اشیا (IoT): راهنمای مبتدیان

علاوه بر این، انتظار می‌رود که سیستم‌های ذخیره‌سازی توزیع‌شده در آینده در مقیاس‌پذیری، امنیت و سهولت استفاده بهبود یافته و برای طیف وسیعی از کاربران، از جمله افراد و سازمان‌ها، جذاب‌تر شوند. با گسترش دستگاه‌های اینترنت اشیا و سایر سیستم‌های توزیع شده، انتظار می‌رود تقاضا برای راه‌حل‌های ذخیره‌سازی توزیع‌شده افزایش یابد و نوآوری و تحقیقات بیشتر در این زمینه را تحریک کند.

نویسنده: Dilip Kumar Patairya