فقط از سرور بیشتر با من حرف بزن
چگونه بلاک‌چین معماری مراکزداده آینده را تغییر خواهد داد؟
در میانه یک انقلاب فناوری هستیم. مفهوم بلاک‌چین (Blockchain) از سال ۱۹۹۱ مطرح شد و در سال ۲۰۰۸، همراه با بیت‌کوین بر سر زبان‌ها افتاد. اکنون، بلاک‌چین با ورود به هر حوزه‌ای در حال دگرگون‌سازی آن است. از رمز و ارز دیجیتالی گرفته تا تراکنش‌ها و معاملات مالی، صنایع دارویی، پزشکی، دریایی، حمل‌ونقل، رای‌گیری و نظرسنجی، احرازهویت و اعتبارسنجی، دفتر اسناد رسمی، بازار بورس، ذخیره‌سازی اطلاعات، حسابداری، تامین انرژی و مدیریت سرمایه، حفاظت مالکیت معنوی، تضمین کیفیت، مدیریت زنجیره تامین و اینترنت اشیا. پس چندان دور از انتظار نیست که بلاک‌چین بر مراکزداده، قلب شبکه‌های کامپیوتری و اینترنت تاثیرگذار باشد و باعث ایجاد تغییر در ساختار، زیرساخت و معماری این واحدها شود. اما بلاک‌چین باعث ظهور چه ویژگی‌ها و قابلیت‌هایی در مراکز داده می‌شود و چشم‌انداز آینده چیست؟

این مطلب یکی از مقالات پرونده ویژه«بلاک‌چین، کی، کِی، کجا، چگونه، چرا» شماره 213 ماهنامه شبکه است. علاقه‌مندان می‌توانند کل این پرونده ویژه را از روی سایت شبکه دانلود کنند.


عصر بلاک‌چین

فناوری بلاک‌چین در اعتماد، دقت، استقلال، ردیابی و امنیت سطح بالایی دارد. تصور کنید که در اینترنت اشیا، کلان‌داده، تراکنش‌های بزرگ مالی روی بسترهای دیجیتالی و الکترونیکی و شبکه‌های کامپیوتری از این قابلیت‌ها برخوردار باشید. بلاک‌چین همانند سیستم و کتابی باز و توزیع شده است که امکان دستکاری، تغییر و جعل در آن صفر درصد یا بسیار ناچیز است و همه چیز در آن قابل تعریف، ذخیره‌سازی، ردگیری و پردازش است؛ هزینه‌های سنگین سربار را کاهش داده و از خطرات و تهدیدات فراوان روی اینترنت می‌کاهد؛ یک کتابخانه اشتراکی توزیع‌شده و غیرمتمرکز است که به احرازهویت و اعتبارسنجی مرکز و شخص ثالث نیازی ندارد.
گزارش منتشرشده، از موسسه گارتنر نشان می‌دهد، ۱۵ درصد کل شرکت‌های مالی و اعتباری دنیا از جمله بانک‌های آنلاین در حال استفاده از بلاک‌چین هستند. گزارش سال ۲۰۱۷ موسسه FinTech نشان می‌دهد، ۷۷ درصد از نهادها و شرکت‌های مورد بررسی تصمیم دارند تا سال ۲۰۲۰ از فناوری بلاک‌چین استفاده کنند. بیش از ۵۰ درصد شرکت‌های بزرگ دنیا معتقدند بلاک‌چین یک فناوری نوظهور و متعلق به آینده است که باید حتما روی آن سرمایه‌گذاری کنند. این شرکت‌ها برنامه‌ریزی کردند طی ۱۲ ماه آینده به جرگه مشتریان این فناوری بپیوندند. بلاک‌چین به بزرگ‌ترین جریان و روند دنیا در سال‌های ۲۰۱۷، ۲۰۱۸ و ۲۰۱۹ تبدیل شده و در اغلب فهرست‌های فناوری‌های برتر، نوظهور، قدرتمند و تاثیرگذار موسسات تحقیقاتی و نشریات معتبری مانند IDC، گارتنر، فوربس، وایرد و بیزینس‌ویک قرار گرفته است. دوره‌های آموزشی بلاک‌چین در ۱۱ دانشگاه برتر دنیا و ایالات‌متحده به‌صورت فیزیکی و آنلاین تدریس شده و جزو پرمتقاضی‌ترین دوره‌های مجازی محسوب می‌شود. آمارها و گزارش‌ها نشان می‌دهند نباید نسبت به بلاک‌چین متفاوت بود و بهتر است تغییرات و تاثیرات آن را در صنایع مختلف ردگیری و بررسی کرد.

تاثیرات بلاک‌چین بر مراکزداده

تخمین زده می‌شود که مصرف انرژی سالانه برای استخراج بیت کوین حدود ۲۰هزار مگاوات است که برابر با ۱ درصد کل مصرف انرژی دنیا طی همان یک سال است. امروزه، از بلاک‌چین بیشتر در ارزکاوی و استخراج سکه‌های دیجیتالی از معادن استفاده می‌شود و مصارف دیگر بلاک‌چین در مقابل ارزکاوی بسیار کم و در حد ناچیز است. با یک جست‌وجوی ساده در گوگل متوجه شوید که صدها مرکزداده در سراسر دنیا در حال ارزکاوی هستند. ارزکاوی یعنی مصرف انرژی و قدرت محاسباتی. گاهی اوقات کاربران خانگی یک سیستم قدرتمند ارزکاوی در درون خانه‌شان راه‌اندازی کرده و مشغول استخراج بیت‌کوین و دیگر ارزهای رمزشده می‌شوند، اما در مقیاس‌های بزرگ‌تر، شاهدیم که شرکت‌های میزبانی وب و سرور، شرکت‌های مالی و اعتباری چندملیتی خواستار ارزکاوی هستند و با اجاره کردن سرور، مرکزداده، خرید پهنای‌باند و قدرت محاسباتی سعی می‌کنند به درآمدهای کلان برسند. 
در همین راستا، با مفاهیم جدیدی مانند Miners (سرورهای سخت‌افزاری طراحی‌شده برای ارزکاوی به همراه بلاک‌چین) و Cloud Mining (ارزکاوی بر بسترهای سرویس‌های ابری) در صنعت شبکه و مراکزداده روبه‌رو هستیم. مردم برای استفاده از یک سرویس ابری هزینه می‌دهند، اما تمایل دارند روی این بستر ارزکاوی کنند. کما این‌که برخی کسب‌وکارها چندین سرور یا ظرفیت مراکز داده را اجاره کرده‌اند، اما به‌جای اجرای برنامه‌های کاربردی بی‌درنگ و ترافیک شبکه سنگین، برای مقاصد استخراج ارز دیجیتالی استفاده می‌کنند. در حقیقت، ارزکاوی خواسته‌ها و نیازهایی را به مراکزداده تحمیل می‌کند و مالکان این مراکز هم باید آن‌ها را تامین کنند. ارزکاوی به امنیت بالا، پشتیبان‌گیری، آپ‌تایم در حد ۱۰۰ درصد و افزونگی نیازی ندارد.
به‌طور سنتی، مراکزداده محلی برای ذخیره‌سازی اطلاعات کسب‌وکارها، تامین امنیت و افزونگی آن‌ها بودند. شاید در یک مرکزداده سنتی، قطع بودن چند ساعته یک سرویس موجب خسارت‌ها و زیان‌های چند میلیون دلاری شود. اما در مراکزداده‌ای که باید خدمات ارزکاوی ارائه دهد، امنیت، افزونگی، پشتیبان‌گیری و آپ‌تایم به نسبت قدرت محاسباتی و انرژی بیشتر اهمیت کمتری دارند. کاربرانی که می‌خواهند با مراکزداده ارزکاوی کنند درخواست امنیت بیشتر یا افزونگی ندارند و اگر مراکزداده چند ساعتی هم قطع باشد، زیان چندانی نکرده‌اند، اما دریافت پردازش بیشتر و ارزان‌تر، استفاده از سرورهایی با تعداد GPU بیشتر و محدودیت نداشتن در مصرف انرژی برایشان اهمیت دارد. ارزکاوها به سرورها و سیستم‌های محاسباتی، پهنای‌باند، انرژی بیشتر و تا حدودی تضمین ارائه این سرویس‌ها نیاز دارند. آن‌ها به‌سرعت و قدرت بیشتر علاقه دارند و از صاحبان مراکزداده می‌خواهند سرورهای بیشتری به آن‌ها اختصاص دهد یا هزینه سرویس‌ها را ارزان‌تر کند. 

معماری و زیرساخت مراکز داده ارزکاو

مراکزداده‌ای که قصد دارند سرویس‌های ارزکاوی ارائه دهند باید تغییرات و اصلاحاتی در معماری و زیرساخت خود ایجاد کنند. برای مثال، سخت‌افزار رگولار (خالص بدون سرویس) بیشتری به مشتری بدهند. آن‌ها باید سطح امنیتی و افزونگی کمتری ارائه داده و مدیریت مصرف انرژی بهتری داشته باشند. آن‌ها سعی می‌کنند خدمات سطح‌ کیفیت کمتر را به‌گونه‌ای ارائه دهند که از نظر قدرت سخت‌افزاری و محاسباتی یا مصرف انرژی درخواست‌های مورد نیاز مشتری را تامین کنند. اغلب مراکز داده‌ای سراغ خدمات ارزکاوی می‌روند که مشکلی در تامین انرژی نداشته باشند. نخست، انرژی خود را از منابع تجدیدپذیری مانند آب، باد و خورشید تامین می‌کنند. دوم، خودشان تولیدکننده انرژی الکتریکی هستند و مثلا به شبکه نیروگاهی برق سراسری متصل نیستند. سوم از باتری‌ها، دستگاه‌های UPS و ژنراتورهای تولیدکننده برق استفاده می‌کنند تا کمبود انرژی را در بخش‌های مختلف مرکزداده تامین کنند. یک مرکزداده در حال ارزکاوی مبتنی بر اثبات کار (proof of work) باید ۲۴ ساعته مشغول کار محاسباتی و مصرف انرژی باشد. 
براساس پیش‌بینی کارشناسان تا چند سال آینده، مدل، نوع و هزینه انرژی‌های مراکزداده تغییر می‌کند. بلاک‌چین و ارزهای دیجیتالی یک صنعت پول‌ساز و سرمایه‌گذارمحور است. اگر صاحبان مراکزداده مطمئن شوند هزینه‌های آن‌ها قابل برگشت است به سمت استفاده از انرژی تجدیدپذیر می‌روند و سیستم‌های سنتی مدیریت و کنترل مصرف انرژی را کنار خواهند گذاشت. بیشتر کسب‌وکارهای ارزکاو، برای هزینه کردن در مراکزداده محدودیت و مانعی ندارند، چون این هزینه‌ها از طریق ارزکاوی بیشتر جبران می‌شود. بنابراین از یک‌سو با صنعتی روبه‌رو هستیم که خواهان محاسبات و انرژی بیشتر است و از سوی دیگر، صنعتی که به سرمایه‌گذاری برای تامین انرژی نیاز دارد.  معماری سنتی مراکزداده باید به معماری و ساختاری سازگار با پردازش‌های بلاک‌چین تغییر کند. برای مثال، از سیستم‌های خنک‌سازی بیشتر و قدرتمندتر استفاده کند، مدیریت ظرفیت‌ها و مجازی‌سازی هوشمندتر شود و از تمام ظرفیت‌های کانتینرها، سرورها و تجهیزات نصب‌شده در مراکزداده استفاده کند. برخی از مراکزداده مبتنی بر بلاک‌چین به‌سوی سیستم‌های خنک‌سازی با مایع رفتند که کارآمدتر و مقرون‌به‌صرفه‌تر است. یکی از نیازهای اساسی در مراکزداده مبتنی بر بلاک‌چین پردازنده‌های گرافیکی (GPU) است. یکی از تغییرات بزرگ در ساختار مراکز داده در همین نقطه صورت می‌گیرد. طراحی برنامه‌های کاربردی مبتنی بر بلاک‌چین به گونه‌ای است که به اجرا در پلتفرم‌ها و بسترهایی با قدرت پردازش گرافیکی نیاز دارند. در مراکزداده سنتی روی پردازنده (CPU)، حافظه رم و فضای ذخیره‌سازی تمرکز بیشتری بود، اما مراکزداده مبتنی بر بلاک‌چین به GPU قوی‌تر و بیشتری نیاز دارند. پس باید نوع و مدل سرورها تغییر کند و سخت‌افزارهایی نصب شوند که از بالاترین هسته پردازشی گرافیکی سود می‌برند.

تغییر در DCIM و DMaaS

تصور کنید کسب‌وکاری چندین شعبه در یک شهر دارد و تصمیم گرفته در همه این شعبه‌ها‌ از بلاک‌چین استفاده کند. منطقی است که تمام این شعبه‌ها از یک مرکزداده استفاده کنند. حتی اگر شرکتی شعبه‌هایی در شهرهای مختلف داشته باشد، باز هم باید از خدمات و سخت‌افزارهای یک شرکت ارائه‌دهنده خدمات مراکزداده سود ببرد. پس مراکزداده باید سراغ فناوری‌ها و ابزارهای توزیعی بروند که بتوانند متناسب با نیازهای بلاک‌چین در نقاط مختلف سرویس‌دهی دهند. بخش‌های DCIM و DMaaS مراکزداده باید بر اساس سایت‌ها و گره‌های مختلف توزیع‌شده در یک منطقه جغرافیایی فیزیکی یا منطقی، ظرفیت‌سازی کرده و منابع سخت‌افزاری و نرم‌افزاری تخصیص دهند. یعنی منابع خنک‌کننده، تجهیزات سرور، دستگاه‌های ذخیره‌سازی، منابع انرژی و... باید میان سایت‌های مختلف توزیع شود. در ضمن، همه این منابع توزیع‌شده باید با یکدیگر در ارتباط و لینک شده باشند تا بتوانند با همکاری همدیگر یک پلتفرم یکپارچه برای پیاده‌سازی بلاک‌چین فراهم کنند. اگر تنها یک نود یا کاربر بلاک‌چین نتواند به شبکه متصل شده و بلوک‌های جدید را دریافت و اعتبارسنجی کند، تمام این زنجیره بلوکی برهم خواهد خورد. خودکارسازی فرآیندها در مباحث آینده مراکزداده مبتنی بر بلاک‌چین اهمیت بیشتری نسبت به گذشته پیدا خواهد کرد. 

مطلب پیشنهادی

2019 سال تغییرات در مرکزداده و ابر
چگونگی برقراری تعادل بین ابر و دیگر فناوری‌های مرتبط

چشم‌انداز آینده

هر اندازه بلاک‌چین محبوب‌تر شود و در صنایع مختلف بیشتر نفوذ کند، نیازش به سخت‌افزار، انرژی و زیرساخت بیشتر از گذشته حس می‌شود. تامین این منابع نیازمند سرمایه‌گذاری و برنامه‌ریزی است. به همین دلیل پیش‌بینی می‌شود، مراکزداده طراحی‌شده برای مصارف بلاک‌چین نه در سال ۲۰۲۰ بلکه در سال‌هایی دورتر و مثلا ۲۰۲۵ رونمایی شوند. مراکزداده‌ای که از ساختار و معماری کاملا دگرگون شده با مراکزداده سنتی و حتی مراکزداده مبتنی بر کلاود و مجازی‌سازی سود می‌برند. در مراکز داده آینده، خنک‌کنندگی، مصرف بهینه انرژی، سیستم‌های مبتنی بر پردازنده گرافیکی و ساختارهای توزیعی حرف اول را زده و مباحثی مانند امنیت، افزونگی، آپ‌تایم و ذخیره‌سازی کم‌رنگ‌تر خواهند بود. محاسبات در لبه (Edge Computing) یکی از کلیدهای موفقیت در این فضا است و البته سیستم‌های توزیعی که می‌توانند منابع را میان سایت‌ها و شعبه‌های مختلف تقسیم کنند تا هریک از آن‌ها بتوانند نسخه‌ای کامل از بلاک‌چین داشته باشد.


ماهنامه شبکه را از کجا تهیه کنیم؟
ماهنامه شبکه را می‌توانید از دکه‌های روزنامه فروشی تهران و شهرستان‌ها تهیه کنید. همچنین می‌توانید برای مطالعه شماره‌ها مختلف آن به کتابخانه‌های عمومی سراسر کشور مراجعه نمایید.

آخرین نسخه ماهنامه شبکه را دریافت کنید
برای دانلود ماهنامه شبکه 221 با پرونده ویژه «ترفندهای سیستم‌عامل‌ها» اینجا کلیک کنید.

اشتراک ماهنامه شبکه
اشتراک ماهنامه شبکه یکی دیگر از راه‌های دسترسی به مطالب مجله است؛ به ویژه اشتراک آنلاین که با قیمتی مناسب محتوای کامل مجله، شامل مطالب و آگهی‌ها را در ختیار شما قرار می‌دهد.

برچسب: 

مطالب پربازدید روز

پشتیبانی توسط ایران دروپال