۰۲۱۴۲۹۲۲

کاتالوگ

Menu

۰۲۱۴۲۹۲۲

Zero Tolerance Data Replication چیست و چرا مهم است؟

Zero Tolerance Data Replication چیست و چرا مهم است؟
Zero Tolerance Data Replication چیست و چرا مهم است؟
دسته‌ها
امنیت
فهرست مطالب

معرفی Zero Tolerance Data Replication

ZTDR سرنام Zero Tolerance Data Replication به معنای تکثیر داده‌ها با تحمل صفر خطا است. ZTDR یک فناوری یا به عبارت دقیق‌تر، راهکاری در زمینه مدیریت داده‌ها است که هدف آن تضمین صحت، یکپارچگی و دسترس‌پذیری داده‌ها در سیستم‌های توزیع شده و پایگاه‌های داده است. در واقع، ZTDR به دنبال ایجاد و حفظ نسخه‌های دقیق و همگام از داده‌ها در مکان‌های مختلف است، به گونه‌ای که هیچ گونه خطایی در تکثیر داده‌ها رخ ندهد و در صورت بروز هرگونه مشکل، داده‌ها به سرعت و خودکار بازیابی شوند.

ZTDR از تکنیک‌های مختلفی مانند تکثیر همزمان داده‌ها، بررسی صحت داده‌ها، و مکانیزم‌های بازیابی خطا برای دستیابی به این هدف استفاده می‌کند. این فناوری به ویژه در سیستم‌هایی که نیاز به دسترسی مداوم و بدون وقفه به داده‌ها دارند، مانند سیستم‌های مالی، سیستم‌های مخابراتی و سیستم‌های کنترل صنعتی، اهمیت زیادی دارد. با استفاده از ZTDR، سازمان‌ها می‌توانند از صحت و یکپارچگی داده‌های خود اطمینان حاصل کنند و خطرات ناشی از بروز مشکل از دست رفتن یا خراب شدن داده‌ها را به حداقل برسانند.

Zero Tolerance Data Replication چیست و چرا مهم است؟

معماری Zero Tolerance Data Replication

معماری ZTDR بر پایه اصول و تکنیک‌های مختلفی بنا شده است که هدف آنها ایجاد و حفظ نسخه‌های دقیق و همگام از داده‌ها در مکان‌های مختلف است. در قلب این معماری، مفهوم تکثیر داده قرار دارد که به معنای ایجاد و نگهداری چندین نسخه از داده‌ها در سیستم‌های مختلف یا مکان‌های ذخیره‌سازی گوناگون است. این تکثیر می‌تواند به صورت همزمان (Real-time Replication) یا غیر همزمان (Near Real-time or Asynchronous Replication) انجام شود. در معماری ZTDR، صحت داده‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است. برای اطمینان از صحت داده‌های تکثیر شده، از تکنیک‌های مختلفی مانند بررسی checksum و مقایسه داده‌ها استفاده می‌شود. همچنین، مکانیزم‌های بازیابی خطا نیز در این معماری تعبیه شده است تا در صورت بروز هرگونه مشکل، داده‌ها به سرعت و به صورت خودکار بازیابی شوند. یکی دیگر از جنبه‌های مهم معماری ZTDR، مدیریت consistency یا سازگاری داده‌ها است. از آنجایی که داده‌ها در مکان‌های مختلف تکثیر می‌شوند، حفظ سازگاری بین این نسخه‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است. برای این منظور، از پروتکل‌ها و الگوریتم‌های مختلفی مانند consensus algorithms و distributed locking استفاده می‌شود. با توجه به توضیاتی که ارائه کردیم باید بگوییم، معماری ZTDR به گونه‌ای طراحی شده است که قابلیت مقیاس‌پذیری داشته باشد و بتواند با افزایش حجم داده‌ها و تعداد کاربران، عملکرد خود را حفظ کند. برای این منظور، دو تکنیک‌ sharding و load balancing به شدت مورد توجه کارشناسان شبکه و امنیت قرار دارد.
Zero Tolerance Data Replication چیست و چرا مهم است؟

شاردینگ (Sharding)

شاردینگ، یک تکنیک کلیدی در مدیریت داده‌های توزیع شده است که برای بهبود مقیاس‌پذیری و عملکرد سیستم‌های بزرگ و پیچیده مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روش، داده‌ها و بار کاری سیستم بین چندین گره یا سرور تقسیم می‌شوند که به هر یک از آنها “shard” گفته می‌شود. هر shard مسئولیت مدیریت و پردازش بخش خاصی از داده‌ها را بر عهده دارد. شاردینگ به طور موثری حجم داده‌ها و بار کاری هر گره را کاهش می‌دهد و امکان پردازش موازی درخواست‌ها را فراهم می‌کند. این امر منجر به افزایش سرعت پاسخگویی سیستم، بهبود عملکرد کلی و کاهش زمان پاسخ می‌شود. همچنین، شاردینگ امکان افزایش ظرفیت سیستم را با اضافه کردن shards جدید فراهم می‌کند. در واقع، شاردینگ با تقسیم داده‌ها و بار کاری بین گره‌های مختلف، از تمرکز بار بر روی یک گره خاص جلوگیری می‌کند و از این طریق، گلوگاه‌های احتمالی را از بین می‌برد. این امر به ویژه در سیستم‌هایی که با حجم بالایی از داده‌ها و درخواست‌ها روبرو هستند، مانند پایگاه‌های داده بزرگ، شبکه‌های اجتماعی و سیستم‌های تجارت الکترونیک، بسیار مهم است. با این حال، شاردینگ چالش‌های خاص خود را نیز دارد. از جمله این چالش‌ها می‌توان به مدیریت توزیع داده‌ها، حفظ consistency بین shards و مدیریت خطاهای احتمالی اشاره کرد. برای مقابله با این چالش‌ها، از الگوریتم‌ها و تکنیک‌های مختلفی مانند hashing، consistent hashing و distributed transactions استفاده می‌شود.

تکنیک Load Balancing

تکنیک متعادل‌سازی بار (Load Balancing)، روشی است برای توزیع ترافیک ورودی یا بار کاری بین چندین سرور یا منبع محاسباتی. هدف اصلی این تکنیک، بهبود عملکرد، مقیاس‌پذیری و دسترس‌پذیری سیستم‌ها و برنامه‌های کاربردی است. با توزیع بار کاری بین سرورها، از overloading یک سرور خاص جلوگیری می‌شود و از منابع به صورت بهینه‌تر استفاده می‌شود. Load Balancing می‌تواند به صورت سخت‌افزاری یا نرم‌افزاری پیاده‌سازی شود. در روش سخت‌افزاری، از دستگاه‌های خاصی به نام متعادل‌کننده بار (Load Balancer) برای توزیع ترافیک استفاده می‌شود. این دستگاه‌ها معمولا بین کلاینت‌ها و سرورها قرار می‌گیرند و ترافیک را بر اساس الگوریتم‌های مختلفی مانند Round Robin، Least Connections و غیره، بین سرورها توزیع می‌کنند.

در روش نرم‌افزاری، Load Balancing توسط نرم‌افزارهای خاصی که بر روی سرورها نصب می‌شوند، انجام می‌شود. این نرم‌افزارها می‌توانند ترافیک را بر اساس معیارهای مختلفی مانند CPU usage، memory usage و غیره، بین سرورها توزیع کنند. متعادل‌سازی در سیستم‌های مختلفی مانند وب سرورها، پایگاه‌های داده، و برنامه‌های کاربردی توزیع شده مورد استفاده قرار می‌گیرد. با استفاده از این تکنیک، می‌توان از دسترس‌پذیری بالای سیستم‌ها اطمینان حاصل کرد و در صورت بروز مشکل برای یکی از سرورها، ترافیک را به سایر سرورها هدایت کرد.

چگونه Zero Tolerance Data Replication را پیاده‌سازی کنیم؟

پیاده‌سازی ZTDR یک فرآیند پیچیده و چند مرحله‌ای است که نیازمند برنامه‌ریزی دقیق، انتخاب تکنولوژی‌های مناسب و اجرای صحیح است. ابتدا، باید نیازها و الزامات سیستم خود را به طور کامل شناسایی کنید. این موضوع شامل تعیین نوع داده‌هایی که باید تکثیر شوند، سطح تحمل خطای مورد نیاز، و میزان بودجه و منابع موجود است. سپس، باید معماری مناسب برای ZTDR را طراحی کرد. این معماری باید شامل انتخاب روش‌های تکثیر داده (همزمان یا غیر همزمان)، تکنیک‌های بررسی صحت داده‌ها، و مکانیزم‌های بازیابی خطا باشد. در مرحله بعد، باید تکنولوژی‌های مورد نیاز برای پیاده‌سازی ZTDR انتخاب شود. این موضوع می‌تواند شامل نرم‌افزارهای مدیریت پایگاه داده، ابزارهای تکثیر داده، و سخت‌افزارهای ذخیره‌سازی باشد. پس از انتخاب تکنولوژی‌ها، باید سیستم ZTDR را پیکربندی و پیاده‌سازی کنید. این فرآیند شامل نصب و پیکربندی نرم‌افزارها، ایجاد و پیکربندی پایگاه‌های داده، و تنظیم پارامترهای مختلف سیستم است. در نهایت، باید سیستم ZTDR را به طور کامل آزمایش کرد تا از صحت عملکرد آن اطمینان حاصل شود. فرآیند آزمایش شامل انجام تست‌های مختلف مانند تست‌های failover، تست‌های بازیابی خطا، و تست‌های عملکرد است. پس از پیاده‌سازی و آزمایش سیستم، باید به طور منظم آن را مانیتور کرد و در صورت لزوم، تغییرات و بهبودهای لازم را اعمال کرد. همچنین، باید مستندات کاملی از سیستم ZTDR تهیه کرد تا در صورت بروز هرگونه مشکل، بتوان به سرعت آن را برطرف کرد. در نظر داشته باشید که پیاده‌سازی ZTDR یک فرآیند مداوم است و نیازمند توجه و مراقبت دائمی است.

سناریو پیاده‌سازیZero Tolerance Data Replication در یک بانک

برای درک بهتر موضوع فرض کنید در نظر داریم، ZTDR را در یک بانک بزرگ که میلیون‌ها مشتری و تراکنش‌های مالی فراوان دارد، پیاده‌سازی کنیم. این بانک نیازمند یک سیستم مدیریت داده بسیار مطمئن و قابل اعتماد است که بتواند از صحت و دسترس‌پذیری داده‌های مشتریان و تراکنش‌ها در هر شرایطی اطمینان حاصل کند. به همین منظور، بانک تصمیم به پیاده‌سازی ZTDR برای سیستم مدیریت داده خود می‌گیرد.

نیازمندی‌های Zero Tolerance Data Replication

در اولین مرحله باید نیازمندی‌های مختلف مشخص شوند که به شرح زیر هستند:

  • داده‌های حساس: سیستم باید از داده‌های حساس مشتریان مانند اطلاعات شخصی، موجودی حساب و تاریخچه تراکنش‌ها محافظت کند.
  • دسترسی مداوم: سیستم باید به صورت 24 ساعته و بدون وقفه در دسترس باشد تا مشتریان بتوانند در هر زمان و مکانی به حساب‌های خود دسترسی داشته باشند.
  • تحمل خطا: سیستم باید در برابر خطاهای سخت‌افزاری، نرم‌افزاری و شبکه مقاوم باشد و در صورت بروز هرگونه مشکل، داده‌ها به سرعت و به صورت خودکار بازیابی شوند.
  • مقیاس‌پذیری: سیستم باید قابلیت مقیاس‌پذیری داشته باشد تا بتواند با افزایش حجم داده‌ها و تعداد کاربران، عملکرد خود را حفظ کند.

بر مبنای پیش‌نیازها و الزاماتی که دارید، فرآیند پیاده‌سازی ZTDR را برای بانک فرضی خود به شرح زیر عملیاتی می‌کنیم:

  1. تکثیر داده‌ها: داده‌ها در سه مرکز داده مختلف تکثیر می‌شوند. هر مرکز داده شامل چندین سرور پایگاه داده است که به صورت redundant پیکربندی شده‌اند.
  2. تکثیر همزمان: تکثیر داده‌ها به صورت همزمان انجام می‌شود. به این معنا که هر تغییری که در یک مرکز داده ایجاد شود، بلافاصله در سایر مراکز داده نیز اعمال می‌شود.
  3. بررسی صحت داده‌ها: برای اطمینان از صحت داده‌های تکثیر شده، از تکنیک‌های چک‌سام و مقایسه داده‌ها استفاده می‌شود. به طور دوره‌ای، داده‌های موجود در مراکز داده مختلف با یکدیگر مقایسه می‌شوند و در صورت وجود هرگونه مشکل، داده‌های صحیح جایگزین داده‌های اشتباه یا ناقص می‌شوند.
  4. مکانیزم بازیابی خطا: در صورت بروز هرگونه خطا در یکی از مراکز داده، سیستم به صورت خودکار به مراکز داده دیگر سوییچ می‌کند تا بتواند به ارائه خدمات ادامه دهد. پس از رفع مشکل، داده‌های مرکز داده آسیب‌دیده از سایر مراکز داده بازیابی می‌شوند.
  5. مدیریت consistency: برای حفظ سازگاری بین داده‌های موجود در مراکز داده مختلف، از مکانیزم‌های مختلفی مثل consensus و distributed locking استفاده می‌شود. این راهکارها تضمین می‌کنند که تمامی تغییرات به ترتیب صحیح و به صورت یکپارچه در تمامی مراکز داده اعمال می‌شوند.
  6. مقیاس‌پذیری: سیستم به گونه‌ای طراحی می‌شود که قابلیت مقیاس‌پذیری داشته باشد تا همزمان با افزایش حجم داده‌ها و تعداد کاربران، به راحتی امکان افزودن سرورهای جدید به زیرساخت وجود داشته باشد.

اصول Zero Trust Data Resilience

اصول ZTDR بر پایه چند مفهوم کلیدی استوار است که هدف آنها ایجاد یک سیستم مدیریت داده مقاوم و امن در برابر تهدیدات سایبری و سایر خطرات است. یکی از اصول اساسی ZTDR، عدم اعتماد به هیچ چیز است. به بیان دقیق‌تر، سیستم به هیچ کاربر یا دستگاهی، چه داخل شبکه و چه در خارج از آن، اعتماد نمی‌کند و برای دسترسی به داده‌ها، احراز هویت و مجوز دسترسی را الزامی می‌داند. اصل دیگر ZTDR، دسترسی محدود است. به این معنا که کاربران و دستگاه‌ها فقط به داده‌هایی که برای انجام وظایف خود نیاز دارند، دسترسی دارند و از دسترسی به سایر داده‌ها منع می‌شوند. همچنین، ZTDR بر تکثیر داده‌ها تاکید دارد. با تکثیر داده‌ها در مکان‌های مختلف، سیستم در برابر از دست رفتن داده‌ها به دلیل خرابی سخت‌افزار، حملات سایبری یا سایر حوادث مقاوم می‌شود. علاوه بر این، ZTDR بر بررسی مداوم امنیت تاکید دارد. سیستم به طور مداوم از نظر آسیب‌پذیری‌ها و تهدیدات احتمالی بررسی می‌شود و اقدامات لازم برای رفع آنها انجام می‌شود. در نهایت، ZTDR بر بازیابی سریع داده‌ها تاکید دارد. به طوری که در صورت بروز هرگونه مشکل، سیستم باید بتواند به سرعت فرآیند بازیابی داده‌ها را به شکل خودکار انجام دهد. با رعایت این اصول، سازمان‌ها می‌توانند یک سیستم مدیریت داده مقاوم و امن در برابر تهدیدات سایبری و سایر مخاطرات ایجاد کنند و از دسترسی غیرمجاز به داده‌های خود جلوگیری کنند.

مزایای ZTDR چیست؟

ZTDR با ارائه مجموعه‌ای از مزایای کلیدی، به یک راهکار حیاتی برای سازمان‌ها و شرکت‌هایی تبدیل شده که به دنبال حفظ امنیت، دسترس‌پذیری و یکپارچگی داده‌های خود هستند. یکی از مهم‌ترین مزایای ZTDR، حفاظت از داده‌ها در برابر رخدادها است. با تکثیر داده‌ها در مکان‌های جغرافیایی مختلف، ZTDR از داده‌ها در برابر حوادثی مانند آتش‌سوزی، زلزله یا سیل که می‌توانند باعث خرابی یک مرکز داده شوند، محافظت می‌کند. مزیت دیگر ZTDR، دسترسی مداوم به داده‌ها است. با وجود چندین نسخه از داده‌ها، سیستم می‌تواند حتی در صورت بروز مشکل در یکی از مراکز داده، به کار خود ادامه دهد و کاربران همچنان به داده‌ها دسترسی داشته باشند. همچنین، ZTDR به بهبود عملکرد سیستم کمک می‌کند. با توزیع بار کاری بین چند مرکز داده، زمان پاسخگویی سیستم کاهش می‌یابد و کاربران تجربه بهتری خواهند داشت. علاوه بر این، ZTDR قابلیت مقیاس‌پذیری بالایی دارد. با افزایش حجم داده‌ها و تعداد کاربران، می‌توان به راحتی مراکز داده جدیدی را به سیستم اضافه کرد و عملکرد سیستم را حفظ کرد. در نهایت، ZTDR به کاهش هزینه‌های بازیابی داده‌ها کمک می‌کند. با وجود نسخه‌های متعدد از داده‌ها، بازیابی اطلاعات در صورت بروز مشکل بسیار سریع‌تر و آسان‌تر خواهد بود و هزینه‌های مربوط به بازیابی داده‌ها کاهش می‌یابد. در مجموع، ZTDR با ارائه مزایای متعدد، به سازمان‌ها کمک می‌کند تا داده‌های خود را به طور ایمن و موثر مدیریت کنند و از دسترس‌پذیری و یکپارچگی آنها اطمینان حاصل کنند.

کلام آخر

پیاده‌سازی ZTDR در یک سازمان بزرگ، راهکاری موثر برای تضمین صحت، دسترس‌پذیری و مقیاس‌پذیری داده‌ها است. با استفاده از این تکنولوژی، سازمان‌ها می‌توانند از داده‌های حساس مشتریان خود محافظت کنند و خدمات خود را به صورت مداوم و بدون وقفه به مشتریان ارائه دهند.

 

حمیدرضا تائبی

لیست سرور HPE نسل ۱۰ و ۱۱
اشتراک‌گذاری
مطالب مشابه
برای دریافت مشاوره و یا اطلاع از قیمت، با ما در تماس باشید.
تماس با مفتاح