چرا ذخیره‌ساز سازمانی دچار Bottleneck می‌شود؟ تجربه‌ای واقعی از گلوگاه‌های پنهان در استوریج HP

معمولاً وقتی یک زیرساخت سازمانی کند می‌شود، اولین چیزی که متهم می‌کنیم سرور است. بعدش شبکه. اما در بسیاری از پروژه‌هایی که بررسی کرده‌ایم، ریشه مشکل جایی بوده که کمتر به آن توجه می‌شود: سیستم ذخیره‌سازی.

Bottleneck در استوریج چیزی نیست که ناگهانی ظاهر شود. به‌مرور شکل می‌گیرد؛ زمانی که حجم داده‌ها رشد می‌کند، ماشین‌های مجازی بیشتر می‌شوند یا دیتابیس‌ها سنگین‌تر کار می‌کنند. سیستم همچنان کار می‌کند، اما آرام‌تر، با تأخیر بیشتر، با صف‌های طولانی‌تر. کاربران فقط می‌گویند «سیستم کند شده»، اما در پشت صحنه، یک گلوگاه در حال شکل‌گیری است.

در بسیاری از موارد، مشکل نه از برند تجهیزات است و نه از مدل ذخیره‌ساز. حتی یک استوریج قدرتمند HP هم اگر متناسب با نوع بار کاری (Workload) طراحی و پیکربندی نشود، می‌تواند به نقطه ضعف زیرساخت تبدیل شود. مسئله اصلی طراحی، انتخاب درست دیسک، کنترلر، RAID و پیش‌بینی رشد آینده است.

در این مقاله می‌خواهیم دقیق‌تر بررسی کنیم Bottleneck در استوریج چگونه ایجاد می‌شود، چه نشانه‌هایی دارد و مهم‌تر از همه، چطور می‌توان از آن جلوگیری کرد.

Bottleneck در استوریج دقیقاً چیست؟

اگر بخواهیم ساده بگوییم، Bottleneck یعنی جایی در مسیر پردازش یا انتقال داده که توانش کمتر از بقیه اجزاست و همین باعث می‌شود کل سیستم به سرعت همان بخش محدود شود.

اما در دنیای واقعی دیتاسنتر، داستان کمی پیچیده‌تر است.

در یک زیرساخت سازمانی، مسیر ذخیره‌سازی فقط «یک هارد» نیست. داده از ماشین مجازی یا نرم‌افزار شروع می‌شود، از طریق سیستم‌عامل عبور می‌کند، وارد کنترلر ذخیره‌ساز می‌شود، به آرایه RAID می‌رسد، روی دیسک نوشته می‌شود و دوباره همین مسیر را برای خواندن طی می‌کند. هر کدام از این نقاط می‌تواند گلوگاه باشد.

مثلاً فرض کن کنترلر ذخیره‌ساز توان پردازش بالایی دارد، اما تعداد دیسک‌ها کم است. در این حالت درخواست‌های ورودی زیاد می‌شود، ولی دیسک‌ها نمی‌توانند همزمان پاسخ دهند. نتیجه چه می‌شود؟ صف درخواست‌ها طولانی می‌شود. همین صف طولانی یعنی افزایش Latency. و وقتی تأخیر بالا برود، کاربر فقط یک چیز می‌بیند: کندی.

نکته جالب اینجاست که Bottleneck همیشه با افزایش مصرف CPU یا پر شدن کامل ظرفیت اتفاق نمی‌افتد. گاهی همه چیز ظاهراً عادی است، اما شاخص‌هایی مثل IOPS، Queue Depth یا Response Time به‌تدریج از محدوده طبیعی خارج می‌شوند. اینجاست که گلوگاه شکل گرفته، حتی اگر هنوز بحران نشده باشد.

در بسیاری از پروژه‌های ارتقای ذخیره‌ساز HP، دیده شده مشکل اصلی نه کمبود ظرفیت، بلکه عدم تناسب بین نوع دیسک، RAID و نوع بار کاری بوده است. مثلاً استفاده از RAID 5 برای محیطی با نوشتن سنگین (Write-Intensive) می‌تواند خودش تبدیل به عامل اصلی Bottleneck شود.

پس Bottleneck یک خرابی نیست. یک ناهماهنگی است.
ناهماهنگی بین نیاز واقعی سیستم و طراحی انجام‌شده.

مهم‌ترین دلایل ایجاد Bottleneck در ذخیره‌سازهای سازمانی

۱) انتخاب اشتباه نوع دیسک

این یکی کلاسیک‌ترین اشتباه است.

خیلی وقت‌ها سازمان صرفاً بر اساس قیمت تصمیم می‌گیرد و به سراغ HDD می‌رود، در حالی که بار کاری شامل ماشین‌های مجازی متعدد یا دیتابیس پرتراکنش است. HDD برای آرشیو و داده‌های کم‌تحرک مناسب است، اما وقتی درخواست‌های همزمان زیاد می‌شود، محدودیت IOPS خودش را نشان می‌دهد.

در چنین شرایطی حتی اگر کنترلر قدرتمند باشد، سرعت چرخش دیسک اجازه پاسخ سریع نمی‌دهد. نتیجه؟ صف طولانی درخواست‌ها و افزایش تأخیر.

گاهی ترکیب Hybrid (ترکیب SSD و HDD) راهکار منطقی‌تری است، به شرطی که درست طراحی شود.

۲) تعداد ناکافی دیسک در آرایه RAID

بسیاری تصور می‌کنند فقط ظرفیت مهم است. مثلاً اگر ۱۰ ترابایت نیاز داریم، پس دو دیسک ۱۰ ترابایتی کافی است. اما در دنیای عملکرد (Performance)، تعداد دیسک اهمیت حیاتی دارد.

چرا؟
چون IOPS مجموع آرایه تقریباً از مجموع توان دیسک‌ها به دست می‌آید. وقتی تعداد دیسک کم باشد، حتی اگر فضای خالی زیادی داشته باشی، توان پاسخگویی محدود می‌شود.

اینجاست که طراحی اشتباه RAID تبدیل به Bottleneck می‌شود، نه کمبود فضا.

۳) انتخاب نادرست RAID برای نوع Workload

RAID فقط بحث امنیت داده نیست، بحث عملکرد هم هست.

مثلاً RAID 5 برای خواندن مناسب است، اما در محیط‌هایی که نوشتن سنگین دارند (مثل دیتابیس یا سیستم حسابداری پرتراکنش)، به دلیل محاسبه Parity می‌تواند باعث افت عملکرد شود.

در چنین شرایطی RAID 10 معمولاً عملکرد پایدارتری ارائه می‌دهد، هرچند هزینه دیسک بالاتری دارد. اینجا تصمیم اقتصادی کوتاه‌مدت گاهی باعث هزینه عملکردی بلندمدت می‌شود.

۴) کنترلر تک‌گانه یا پیکربندی ضعیف

در بسیاری از پروژه‌های سازمانی، استفاده از Dual Controller باعث توزیع بار و افزایش پایداری می‌شود. اما اگر فقط یک کنترلر فعال باشد یا تنظیمات Cache بهینه نباشد، در زمان اوج مصرف، فشار مستقیم روی همان نقطه متمرکز می‌شود.

کنترلر مثل مغز استوریج است. اگر تحت فشار باشد، کل سیستم کند می‌شود.

۵) پهنای باند ناکافی در لایه شبکه SAN

گاهی Bottleneck اصلاً داخل خود ذخیره‌ساز نیست.

اگر اتصال بین سرورها و استوریج از طریق iSCSI یا Fibre Channel انجام شود، ولی کارت شبکه یا سوئیچ توان کافی نداشته باشد، گلوگاه در مسیر انتقال ایجاد می‌شود.

در این حالت ارتقای دیسک یا کنترلر کمکی نمی‌کند، چون مشکل در مسیر رسیدن داده است، نه در مقصد.

۶) پر شدن بیش از حد ظرفیت

بیشتر ذخیره‌سازها وقتی به بالای ۸۰٪ ظرفیت می‌رسند، رفتارشان تغییر می‌کند. مدیریت بلوک‌های داده پیچیده‌تر می‌شود و زمان پاسخ افزایش پیدا می‌کند.

سیستم هنوز کار می‌کند، اما دیگر چابک نیست.

نکته مهم این است که Bottleneck معمولاً حاصل یک اشتباه بزرگ نیست؛ حاصل چند انتخاب کوچک اشتباه است که روی هم جمع می‌شوند.

از کجا بفهمیم مشکل واقعاً Bottleneck در استوریج است؟

کندی سیستم همیشه دلیل واحد ندارد. اگر بدون بررسی دقیق سراغ ارتقا برویم، ممکن است هزینه کنیم اما مشکل باقی بماند. بنابراین باید دنبال نشانه‌های مشخص باشیم.

افزایش Latency (تاخیر پاسخ)

اولین شاخص جدی، افزایش زمان پاسخ است.
اگر در مانیتورینگ مشاهده شود که Latency دیسک به‌طور مداوم بالا رفته، مخصوصاً بالای ۱۵ تا ۲۰ میلی‌ثانیه در محیط‌های حساس، این یک هشدار است.

Latency بالا یعنی درخواست‌ها در صف منتظر می‌مانند.

افزایش Queue Depth

Queue Depth یعنی تعداد درخواست‌هایی که منتظر پردازش هستند.
اگر این عدد دائماً بالا باشد، یعنی سیستم نمی‌تواند همزمان همه درخواست‌ها را پاسخ دهد.

این دقیقاً تعریف یک گلوگاه است: حجم تقاضا بیشتر از توان پاسخگویی.

افت IOPS در زمان اوج مصرف

گاهی در ساعات عادی همه چیز طبیعی است، اما در ساعات اوج مصرف (مثلاً شروع ساعت کاری یا زمان گزارش‌گیری)، IOPS به سقف خود می‌رسد و دیگر افزایش پیدا نمی‌کند.

وقتی IOPS ثابت بماند ولی تقاضا افزایش یابد، یعنی سیستم به حداکثر ظرفیت عملکردی خود رسیده است.

کندی ماشین‌های مجازی بدون افزایش مصرف CPU

این مورد خیلی مهم است.

اگر کاربران از کندی VM شکایت دارند، اما مصرف CPU و RAM سرور طبیعی است، احتمال زیادی وجود دارد که مشکل در لایه ذخیره‌سازی باشد. چون VMها برای خواندن و نوشتن دائماً به استوریج وابسته‌اند.

افزایش زمان Backup یا Snapshot

اگر فرآیندهای Backup یا Snapshot نسبت به گذشته زمان بیشتری می‌برند، این هم می‌تواند نشانه فشار روی استوریج باشد.

سیستم هنوز کار می‌کند، اما دیگر با همان چابکی قبلی نیست.

یک اشتباه رایج

بعضی سازمان‌ها وقتی کندی می‌بینند، سریع سراغ ارتقای CPU یا افزایش RAM می‌روند.
اما اگر Bottleneck در استوریج باشد، این کار مثل تقویت موتور ماشینی است که مسیرش باریک شده. سرعت موتور بیشتر می‌شود، اما گلوگاه

همان‌جا باقی می‌ماند.

چطور از ایجاد Bottleneck در استوریج جلوگیری کنیم؟

حقیقت ساده است: Bottleneck معمولاً نتیجه انتخاب اشتباه نیست، نتیجه تحلیل ناقص است. اگر قبل از خرید یا ارتقا چند سؤال درست پرسیده شود، بسیاری از این مشکلات اصلاً شکل نمی‌گیرند.

۱) اول Workload را بشناسید، بعد تجهیزات انتخاب کنید

بزرگ‌ترین خطای رایج این است که ابتدا مدل ذخیره‌ساز انتخاب می‌شود و بعد تلاش می‌شود آن را با نیاز سازمان تطبیق دهند.

اما مسیر درست برعکس است.

باید مشخص شود:

چند ماشین مجازی فعال هستند؟

میزان خواندن و نوشتن چقدر است؟

دیتابیس داریم یا بیشتر فایل‌سرور است؟

رشد سالانه داده چقدر است؟

وقتی نوع بار کاری مشخص باشد، انتخاب نوع دیسک (SSD یا HDD)، تعداد آن‌ها و نوع RAID منطقی‌تر خواهد بود.

۲) همیشه کمی جلوتر از امروز طراحی کنید

زیرساختی که فقط پاسخگوی نیاز امروز باشد، احتمالاً شش ماه بعد وارد محدوده خطر می‌شود.

یک طراحی اصولی معمولاً ظرفیت و توان عملکردی را برای حداقل دو تا سه سال آینده در نظر می‌گیرد. این کار هزینه اولیه را کمی افزایش می‌دهد، اما از ارتقای اضطراری و پرهزینه جلوگیری می‌کند.

۳) تعادل بین ظرفیت و Performance را حفظ کنید

فضای زیاد به معنی سرعت بالا نیست.

گاهی سازمان‌ها تمرکز را روی ترابایت می‌گذارند، در حالی که شاخص اصلی باید IOPS و Latency باشد. اگر داده‌ها پرتراکنش هستند، اولویت با عملکرد است، نه فقط ظرفیت.

۴) از مانیتورینگ غافل نشوید

حتی بهترین طراحی هم بدون نظارت مداوم می‌تواند دچار مشکل شود.

مانیتورینگ دوره‌ای IOPS، Queue Depth و Latency کمک می‌کند قبل از اینکه کاربران متوجه کندی شوند، مشکل شناسایی شود. پیشگیری همیشه ارزان‌تر از بحران است.

جمع‌بندی

Bottleneck در استوریج معمولاً ناگهانی اتفاق نمی‌افتد؛ آرام و تدریجی شکل می‌گیرد. نشانه‌ها وجود دارند، اما اگر دیده نشوند، تبدیل به افت عملکرد گسترده می‌شوند.

طراحی درست، انتخاب آگاهانه تجهیزات و پیش‌بینی رشد آینده، مهم‌ترین عواملی هستند که می‌توانند از ایجاد گلوگاه در زیرساخت جلوگیری کنند.

اگر سازمانی در حال برنامه‌ریزی برای خرید یا ارتقای ذخیره‌ساز HP است، تحلیل دقیق نیاز واقعی و مشورت تخصصی قبل از انتخاب مدل، مهم‌ترین سرمایه‌گذاری در پایداری عملکرد خواهد بود.