Replication در ذخیره‌سازی: چگونه داده‌ها را به‌صورت همزمان در دو نقطه حفظ کنیم؟

چرا هم‌زمان‌سازی داده در بحران حیاتی است؟

در جهان پرآشوب امروز، که تهدیداتی مانند حملات سایبری، بلایای طبیعی، تخریب فیزیکی دیتاسنتر و تحریم‌های تکنولوژیک بیش از هر زمان دیگری سازمان‌ها را تهدید می‌کنند، نگهداری تنها یک نسخه از داده‌ها در یک محل اشتباهی بزرگ است.

Replication یا همان تکرار داده‌ها به صورت همزمان در چند محل مختلف، ستون فقرات راهکارهای تاب‌آوری داده است. این تکنیک به سازمان‌ها اجازه می‌دهد که در صورت از دست رفتن محل اصلی ذخیره‌سازی، بلافاصله عملیات را از محل دوم یا سوم از سر بگیرند.

Replication چیست و چه تفاوتی با Backup دارد؟

Replication فرآیندی است که طی آن داده‌های تولیدی در یک Storage Node (مبداً) به‌صورت بلادرنگ یا زمان‌بندی‌شده، به یک Node دیگر (مقصد) منتقل و در آنجا ذخیره می‌شوند.

انواع Replication در سیستم‌های ذخیره‌سازی

Replication همزمان (Synchronous Replication)

• داده‌ها ابتدا به هر دو سایت نوشته می‌شوند و سپس عملیات تأیید می‌شود.

• تضمین می‌کند که هر دو نسخه همیشه همگام هستند.

• مناسب برای فاصله‌های کم (زیر 100 کیلومتر) با تأخیر شبکه پایین.

مزایا:

• RPO = صفر

• بسیار امن در برابر از دست رفتن حتی یک بایت داده

معایب:

• نیازمند پهنای باند بالا و شبکه با تأخیر بسیار پایین

• گران‌تر و پیچیده‌تر

Replication غیرهمزمان (Asynchronous Replication)

• داده‌ها ابتدا در سایت مبداً ذخیره شده و سپس با تأخیر مشخصی به سایت دوم ارسال می‌شوند.

• تأخیر زمانی بین دو نسخه مجاز است.

مزایا:

• مناسب برای فاصله‌های زیاد (حتی بین‌المللی)

• پهنای باند مصرفی کمتر

معایب:

• RPO≠0 (ممکن است چند ثانیه یا دقیقه داده از دست برود در Failover)

Near-synchronous Replication

• بین دو مدل بالا، با استفاده از کش‌ها و تأیید هم‌زمان بهینه‌شده.

• مناسب برای سناریوهای Metro Cluster.

فناوری‌های مورد استفاده در Replication

ZFS Send/Receive

برای سیستم‌هایی مانند Open-E JovianDSS، TrueNAS و FreeNAS

بلوک‌محور، ایمن و با فشرده‌سازی در مسیر انتقال

پشتیبانی از Replication رمزنگاری‌شده

VMware vSphere Replication

در سطح Hypervisor برای ماشین‌های مجازی

مناسب برای محیط‌های vSAN یا ذخیره‌سازی‌های خارجی

Storage-based Replication (Block-Level)

پیاده‌سازی در سطح SAN یا NAS

از طریقFC،iSCSI  یا پروتکل‌های اختصاصی

برندهایی مانندEMC ،NetApp ،HPE ،IBM  از این مدل استفاده می‌کنند

طراحی معماری ذخیره‌سازی با Replication

سناریو ۱: Replication بین دو دیتاسنتر (درون یک شهر)

• استفاده از Synchronous Replication

• مناسب برای بانک‌ها، بورس، مراکز دولتی حیاتی

سناریو ۲: Replication بین دو شهر (فاصله زیاد)

• Asynchronous Replication با لینک اختصاصی یا VPN

• مناسب برای بیمه‌ها، مخابرات، سازمان‌های خدماتی

سناریو ۳: Replication به Cloud

• استفاده ازAWS،Azure  یا کلود بومی مانند ابر آروان

• برای سازمان‌هایی که سایت دوم ندارند

چالش‌های فنی در پیاده‌سازی Replication

• تأخیر شبکه (Latency): در Synchronous، حتی ۵ میلی‌ثانیه تأخیر می‌تواند عملکرد را مختل کند.

• پهنای باند: Replication بلادرنگ برای حجم زیاد داده به پهنای باند بالایی نیاز دارد.

• مدیریت نسخه‌ها: Snapshotهای ترکیبی و شناسایی تغییرات Block-level

• Consistency: در Replication غیرهمزمان، تضمین Consistency نیاز به الگوریتم‌های پیشرفته دارد.

امنیت در Replication

• استفاده از TLS یا IPSec برای انتقال داده بین سایت‌ها

• رمزگذاری در مبداً و رمزگشایی فقط در مقصد (End-to-End Encryption)

• استفاده از Immutable Volume در مقصد جهت مقابله با Ransomware

محصولات برجسته در بازار برای Replication

کاربرد Replication در شرایط بحران

نتیجه‌گیری: Replication، ستون پایداری در معماری بحران‌محور

در زمان‌هایی که ثانیه‌ها برای حفظ عملیات سازمان حیاتی هستند،Replication نه‌تنها یک مزیت، بلکه یک الزام زیرساختی است. ترکیب صحیح Replication با Snapshot،Backup  و امنیت شبکه، ساختاری را پدید می‌آورد که در برابر پیچیده‌ترین سناریوهای تهدید نیز مقاوم باقی می‌ماند.

سازمان‌هایی که امروز به فکر Replication نیستند، فردا در بازیابی شکست خواهند خورد.