تقنية Dell PowerFlex

يُعدّ PowerFlex (المعروف سابقًا باسم ScaleIO و VxFlex OS ) منتجًا تجاريًا لتخزين البيانات المعرّف برمجيًا من شركة Dell Technologies ، حيث يقوم بإنشاء شبكة تخزين (SAN) قائمة على الخادم من وحدة تخزين محلية للخادم باستخدام خوادم x86. ويقوم بتحويل وحدة التخزين المتصلة مباشرةً إلى وحدة تخزين مشتركة تعمل عبر شبكة قائمة على بروتوكول الإنترنت (IP).

يمكن توسيع نطاق PowerFlex من ثلاث عقد حوسبة/تخزين إلى أكثر من 2000 عقدة، مما يوفر أداءً يصل إلى 240 مليون عملية إدخال/إخراج في الثانية . يأتي PowerFlex مُدمجًا مع خوادم الحوسبة التجارية من Dell (المعروفة رسميًا باسم VxFlex Ready Nodes، وPowerFlex appliance، وPowerFlex rack).

يمكن نشر PowerFlex كوحدة تخزين فقط أو كبنية تحتية متكاملة تجمع موارد التخزين والحوسبة والشبكات في وحدة واحدة. يتم تجميع سعة وأداء جميع الموارد المتاحة وإتاحتها لكل خادم وتطبيق مشارك في PowerFlex. يمكن إنشاء طبقات تخزين بأنواع وسائط وأقراص تخزين تتوافق مع خصائص الأداء أو السعة المثالية لتلبية احتياجات التطبيق على أفضل وجه.

تأسست شركة ScaleIO في عام 2011 على يد بوعز بالجي، وإيريز ويبمان، وليور باهات، وعيران بوروفيك، وإيريز أونجار، ودفير كورين في إسرائيل. ^{[ 2 ]} تم تصميم البرنامج للأداء العالي والأنظمة الكبيرة. ^{[ 3 ]}

تم الإعلان عن المنتج في نوفمبر 2012. ^{[ 4 ]}

استحوذت شركة EMC على ScaleIO في يونيو 2013 مقابل حوالي 200 مليون دولار، بعد ستة أشهر فقط من إعلان الشركة عن نفسها رسميًا . ^{[ 5 ] [ 2 ]} بدأت EMC الترويج لـ ScaleIO في عامي 2014 و2015، وسوّقتها كمنافس لأنظمة تخزين البيانات الخاصة بها. وفي عام 2015 أيضًا، طرحت EMC نموذجًا من أجهزة البنية التحتية المتقاربة VCE (التابعة للشركة) التي تدعم تخزين ScaleIO.

أعلنت شركة EMC في معرضها التجاري لعام 2015 أن برنامج ScaleIO سيكون متاحًا مجانًا للمطورين لاختباره. وبحلول مايو 2015، أصبح بإمكان المطورين تنزيل برنامج ScaleIO. ^{[ 6 ]}

في سبتمبر 2015، أعلنت شركة EMC عن توفر برنامج ScaleIO الذي كان يعتمد سابقًا على البرمجيات فقط، والذي تم تضمينه مسبقًا في أجهزة EMC التجارية، والذي يسمى EMC ScaleIO Node. ^{[ 7 ]}

في مايو 2017، أعلنت شركة Dell EMC عن ScaleIO. Next، الذي يتميز بضغط البيانات المضمن، والتزويد المرن ، واللقطات المستندة إلى ذاكرة الفلاش . يُقدم الإصدار الجديد أدوات وميزات مُحسّنة للقطات، ودعمًا كاملاً لوحدات التخزين الافتراضية من VMware (VVols)، بالإضافة إلى ترحيل وحدات التخزين لعمليات النشر التي ترغب في الاستفادة من وسائط تخزين منخفضة التكلفة للبيانات ذات الأولوية المنخفضة. ^{[ 8 ]}

في مارس 2018، أعيد تسمية ScaleIO إلى VxFlex OS واستمرت في كونها وحدة التخزين المعرفة بالبرمجيات لعقد VxFlex الجاهزة، وجهاز VxFlex، ونظام VxFlex المتكامل (VxRack FLEX). ^{[ 9 ]}

في أبريل 2019، تم إصدار نظام التشغيل VxFlex OS 3.0 (ScaleIO 3.0). ^{[ 10 ]}

في يونيو 2020، تم تغيير اسم نظام التشغيل VxFlex إلى PowerFlex ^{[ 11 ]} وتم إصدار الإصدار 3.5 الذي تضمن تحديثات مثل النسخ المتماثل غير المتزامن الأصلي ، وواجهة مستخدم الويب HTML5 ، واللقطات الآمنة، وغيرها من التحسينات الأساسية.

في يونيو 2021، تم إطلاق PowerFlex 3.6 ويتضمن ميزات جديدة مثل النسخ المتماثل لـ HCI مع دعم VMware SRM، وتوقيت RPO لمدة 15 ثانية، وCloudIQ، ودعم Oracle Linux Virtualization، وتحسينات متزايدة في مرونة الشبكة، ودعم ما يصل إلى 2000 وحدة SDC. ^{[ 12 ]}

في نوفمبر 2021، تم إصدار PowerFlex 3.6.0.2 مع PowerFlex Manager 3.8، والذي يتضمن دعمًا لوحدات PowerFlex المثبتة على الرفوف، والأجهزة، ووحدات خادم Dell المخصصة بسرعة 15 جيجابت، بالإضافة إلى خيارات شبكات جديدة لدعم بنيات إضافية، وقدرات جديدة لمراقبة الحاويات باستخدام وحدات تخزين الحاويات (CSM) . ^{[ 13 ]}

في مايو 2022، تم الإعلان عن PowerFlex 4.0 في مؤتمر Dell Technologies World، وتتضمن ميزاته الجديدة مديرًا موحدًا يجمع بين بوابة PowerFlex، ومدير PowerFlex، وخادم عرض PowerFlex في أداة واحدة حديثة. ومن بين الميزات الجديدة والبارزة الأخرى لـ PowerFlex تقنية SD-NAS لتوفير الوصول إلى الملفات (NFS/CIFS)، ودعم NVMe/TCP لتوفير خيار مفتوح المصدر لاستخدام مساحة تخزين PowerFlex.

في سبتمبر 2023، تم إطلاق PowerFlex 4.5، والذي تضمن ميزات جديدة تشمل تحسينات في الأمان والصيانة والإدارة، وقابلية توسيع خدمات الملفات، وتكامل موسع مع CloudIQ. كما بدأ بدعم VMware ESXi 8 وAWS Outposts كوحدات تخزين فعلية أو برمجية فقط (افتراضية). وفي مجال الحوسبة السحابية، أصبح متاحًا على Azure تحت اسم "APEX Block Storage for Microsoft Azure".

في مايو 2024، تم إطلاق PowerFlex 4.6 مع إدارة دورة الحياة الكاملة لعقد 16G، وذاكرة ثابتة معرفة بالبرمجيات للضغط على مجموعات تخزين ذات دقة عالية، والمزيد من تحسينات الإدارة والتنسيق، وتحسينات الأمان التي تشمل التحقق من صحة المكونات الآمنة (SCV) / تمكين TPM على جميع عقد PowerFlex، وتكامل SSO مع العديد من موفري الهوية والبروتوكولات، والمزيد من CloudIQ (الآن APEX AIOps Observability)، وتجميع SDC عند الطلب وإدارة VMware ESXi 8 الكاملة.

تستخدم تقنية PowerFlex موارد التخزين والحوسبة من أجهزة x86 القياسية. وباعتبارها منتجًا يركز على الأداء، فإنها تستخدم عادةً وسائط تخزين تعتمد على ذاكرة NAND (SSD/NVMe/Optane) لإنشاء مجموعات تخزين ذات قدرات أداء مختلفة. كما يمكن استخدام وسائط أخرى مثل محركات الأقراص الصلبة (HDD) وبطاقات ذاكرة PCIe، وحتى الملفات، لتكوين مجموعة تخزين توفر تخزينًا مشتركًا للتطبيقات.

تُساهم كل عقدة تُضاف إلى مجموعة التخزين في زيادة السعة والأداء بشكل خطي حتى الحد الأقصى البالغ 512 عقدة تخزين / 16 بيتابايت. كما تتضمن ميزات حماية بيانات على مستوى المؤسسات، مثل اللقطات المستندة إلى السياسات والنسخ المتماثل غير المتزامن مع هدف استعادة البيانات (RPO) كل 15 ثانية. تشمل الميزات البارزة الأخرى جودة الخدمة (QoS)، والتزويد المرن، والضغط المضمن، وإدارة HTML5 (إلى جانب واجهة سطر الأوامر وواجهات برمجة تطبيقات REST).

يمكن تشغيل برنامج PowerFlex الأساسي على منصات أجهزة متعددة، بما في ذلك أنظمة الحوسبة السحابية العامة مثل Amazon Web Services (AWS). ومع ذلك، فإن إدارة دورة الحياة تكون في أفضل حالاتها على عقد Dell PowerFlex، حيث يمكن للبرنامج أتمتة عمليات التزويد والتحديث بالكامل وصولاً إلى مستوى نظام التشغيل/ المشرف الافتراضي .

تتألف بنية PowerFlex من مكونات متعددة تُثبّت على خوادم التطبيقات. تحتاج الخوادم التي ستساهم في التخزين المحلي للمجموعة إلى تشغيل مكون خادم بيانات التخزين (SDS). أما الخوادم التي ستستهلك التخزين، فتحتاج إلى تشغيل مكون برنامج تشغيل جهاز عميل بيانات التخزين (SDC) خفيف الوزن. في الإصدار 4.0، سيدعم PowerFlex أيضًا بروتوكول NVMe/TCP، لذا سيكون استخدام SDC اختياريًا.يمكن تثبيت مكونات SDS/SDC معًا على نفس المضيف لتصميم "متقارب للغاية" (HCI)، أو بشكل منفصل لبنية "ذات طبقتين".

العملاء الذين يستخدمون مكون SDC (حتى 2048 وحدة SDC لكل مجموعة) يعرفون بدقة مكان بياناتهم على المجموعة، حيث تحتفظ كل وحدة بخريطة بيانات وصفية صغيرة جدًا (بالميغابايت فقط) في الذاكرة. يضمن هذا الأداء الأمثل، إذ لا حاجة لإجراء عمليات بحث مركزية عن البيانات الوصفية لكل عملية إدخال/إخراج، وبالتالي لا تُصبح وحدات التحكم في التخزين عائقًا أمام الأداء. البروتوكول المستخدم من قِبل SDC خاص بالشركة، وقادر على الحفاظ على اتصالات TCP مع مئات من وحدات SDS، متجاوزًا بذلك قدرات بروتوكول iSCSI بكثير.

يشكل مكون SDS مجموعة تخزين متوازية للغاية، حيث يُستخدم كل جهاز وسائط (SSD/NVMe/إلخ) للقراءة والكتابة. لا توجد طبقة تخزين مؤقت في أنظمة PowerFlex التي تعمل بتقنية الفلاش بالكامل، وذلك للاستفادة من إمكانيات الإدخال/الإخراج المباشر للوسائط الأساسية. تُقسّم كل وحدة تخزين إلى أجزاء صغيرة (1 ميجابايت للتصميم الأصلي متوسط ​​الحجم، و4 كيلوبايت للتصميم عالي الحجم الذي يدعم الضغط المضمن). تُوزّع أجزاء البيانات هذه بالتساوي بنسبة 100% على جميع أجهزة الوسائط لتحقيق أعلى مستويات الأداء الممكنة من خلال التوازي. يُستغل هذا الأداء بشكل كبير أيضًا لتحقيق نسبة توفر PowerFlex البالغة 99.9999% (ستة تسعات) من خلال توفير عمليات إعادة بناء سريعة للغاية في حالة تعطل جهاز أو عقدة. يقلل ذلك من متوسط ​​وقت الإصلاح ، مما يوفر توافرًا إجماليًا أعلى دون الحاجة إلى توفير نسخ إضافية من البيانات. يستخدم PowerFlex تصميم تخطيط بيانات متطابق شبكيًا، وبالتالي تبلغ كفاءة التخزين حوالي 50% قبل الضغط.

يمكن إضافة موارد التخزين والحوسبة إلى مجموعة PowerFlex أو إزالتها منها حسب الحاجة، دون أي توقف وبأقل تأثير على أداء التطبيقات. تضمن خاصية الإصلاح الذاتي والتوازن التلقائي لمجموعة PowerFlex إعادة بناء البيانات وتوزيعها تلقائيًا على الموارد عند إضافة مكونات أو إزالتها أو تعطلها. ولأن كل خادم وجهاز تخزين محلي في المجموعة يُستخدم بالتوازي لمعالجة عمليات الإدخال/الإخراج وحماية البيانات، فإن أداء النظام يتحسن خطيًا مع إضافة خوادم وأجهزة تخزين إضافية إلى التكوين.

يقوم برنامج PowerFlex بتوزيع كل جزء من البيانات المراد كتابته على عدة عُقد، مع نسخها احتياطيًا. هذا يجعل إعادة بناء البيانات بعد فقدانها من القرص سريعًا للغاية، حيث تُساهم كل عُقدة بجهود إعادة بناء أصغر وأسرع ومتوازية. يدعم PowerFlex برامج إدارة الأجهزة الافتراضية VMware و Hyper-V وXen وKVM. كما يدعم أنظمة التشغيل OpenStack و Windows و Red Hat و SLES و CentOS وCoreOS (Docker). يمكن لأي تطبيق يحتاج إلى تخزين كتلي استخدامه، بما في ذلك Oracle وقواعد البيانات الأخرى عالية الأداء.