إذا كنت قد فكرت يومًا في إنشاء جهاز NAS أو خادم ، أو انخرطت للتو في عالم التخزين ، فربما تكون قد سمعت عن RAID. الشكل الكامل لـ RAID هو في الواقع 'صفيف متكرر من الأقراص المستقلة (أو غير المكلفة)'. الغرض الرئيسي من هذه المجموعة هو إنشاء شبكة أمان لجميع وحدات التخزين المتصلة بـ NAS أو الخادم. التسامح مع الخطأ هو الهدف الرئيسي لهذه التقنية.
يعني التسامح مع الخطأ أنه في حالة فشل محرك أقراص واحد أو موته ، فإن المصفوفة نفسها ستستمر في العمل وستتم حماية البيانات. هذا مهم للغاية في التطبيقات الاحترافية ومراكز البيانات حيث قد تحتوي الخوادم وجميع محركات الأقراص بداخلها على بيانات حساسة تحتاج إلى الحماية بأي ثمن. يمكن أن تساعد مصفوفة RAID في توفير نوع من ميزات الأمان حيث تظل البيانات محمية حتى في حالة حدوث عطل في الأجهزة.
يمكن لمراكز البيانات والخوادم الكبيرة الاستفادة من مستويات RAID المعقدة مثل RAID 5 و RAID 1 + 0 - صورة: TelecomReview
حيث RAID مهم
يتم استخدام RAID بشكل تقليدي في التطبيقات حيث يتم تخزين البيانات عبر محركات أقراص متعددة. تحتاج مناطق مثل الخوادم ومراكز البيانات إلى حاجة ماسة للغاية إلى RAID بحيث يمكن حماية الكميات الهائلة من البيانات الحساسة في حالة فشل الأجهزة. بالإضافة إلى هذه التطبيقات ، تزداد شعبية RAID أيضًا في تطبيقات المنزل والمكتب. يتجه المستهلكون الآن إلى RAID إما لزيادة الأداء أو توفير التكرار في حالة فقد محرك الأقراص. يتم إعداد هذا النوع من RAID بشكل شائع في تطبيقات مثل خوادم NAS المنزلية وما شابه ذلك.
كيفية إعداد RAID
يمكن إعداد RAID باستخدام تكوينات البرامج والأجهزة. يعني تكوين RAID الخاص بالبرنامج أنه يمكنك استخدام إمكانات RAID بدون استخدام أي جهاز مخصص. تعني أجهزة RAID المخصصة عمومًا وحدة تحكم RAID. أثناء استخدام برنامج RAID ، يتم تعزيز قدرات RAID المتأصلة في نظام التشغيل. تتمتع أنظمة Windows 10 و Windows 8 و Windows 7 بالإضافة إلى خوادم Linux و OS X بدعم كامل لـ RAID على مستوى البرامج. نظرًا لأنه يمكن تكوين هذا المستوى من RAID داخل البرنامج دون أي تكلفة إضافية ، فإن هذا يعني أن هذه الطريقة مثالية للأفراد الذين يعملون على عدد صغير من محركات الأقراص على مستوى المنزل أو المكتب الصغير.
من ناحية أخرى ، تتطلب RAID للأجهزة وحدات تحكم RAID محددة للاستفادة من إمكانات RAID إلى أقصى حد. هذه طريقة أكثر تكلفة ولكنها أكثر موثوقية وتنوعًا ويمكن أن تكون مفيدة لأعمال التخزين الاحترافية أو تطبيقات مركز البيانات أو خوادم NAS الشاملة.
وحدة تحكم RAID نموذجية - صورة: PCMag
أي مستوى RAID يجب أن تختاره
هناك العديد من مستويات RAID شائعة الاستخدام في كل من مساحات المستهلكين والمستهلكين. هذه المستويات (تسمى أيضًا مصفوفات RAID) تأتي مع مزاياها وعيوبها. الأمر متروك للمستخدم لتحديد أيهما يناسب احتياجاته أكثر. من المهم أيضًا ملاحظة أن تكوينات RAID للبرامج والأجهزة تدعم مستويات مختلفة من RAID ويمكنها أيضًا تحديد أنواع محركات الأقراص المدعومة في تكوين RAID: SATA أو SAS أو SSD.
RAID 0
يستخدم مستوى RAID هذا لتعزيز أداء الخادم. باستخدام هذا التكوين ، تتم كتابة البيانات عبر أقراص متعددة. يُعرف أيضًا باسم 'شريطية القرص'. مهما كان العمل الذي تقوم به على هذا الخادم يتم التعامل معه بواسطة محركات أقراص متعددة ، وبالتالي يتم زيادة الأداء بسبب زيادة عدد عمليات الإدخال / الإخراج. فائدة أخرى بصرف النظر عن السرعة هي أنه يمكن تكوين RAID 0 في كل من أشكال البرامج والأجهزة ، كما أن معظم وحدات التحكم تدعم أيضًا. أكبر عيب في هذا التكوين هو التسامح مع الخطأ. في حالة فشل محرك أقراص واحد ، تختفي جميع البيانات الموجودة على كافة الأقراص المخططة. النسخ الاحتياطي هو المفتاح إذا كنت تخطط للعمل في هذا التكوين.
شرح RAID 0 أو تقسيم القرص - صورة: NetworkEncyclopedia
RAID 1
يُعرف هذا التكوين أيضًا باسم 'انعكاس القرص' وأكبر نقطة قوية في RAID 1 هي التسامح مع الخطأ. تعد محركات الأقراص في مجموعة RAID هذه نسخًا متماثلة تمامًا لبعضها البعض ، وبالتالي إنشاء شبكة أمان أكبر في حالة فشل أي محرك أقراص في الصفيف. يتم نسخ البيانات بسلاسة من محرك إلى آخر وهي أبسط طريقة لإنشاء مرآة قرص بتكلفة منخفضة نسبيًا.
شرح RAID 1 أو انعكاس القرص - صورة: EnterpriseStorageForum
أكبر عيب في RAID 1 هو عائق الأداء. نظرًا لحقيقة أن البيانات تتم كتابتها عبر محركات أقراص متعددة بدلاً من محرك واحد ، فإن أداء مجموعة RAID 1 يكون أبطأ من محرك أقراص مفرد. العيب الثاني هو أن إجمالي السعة القابلة للاستخدام لمصفوفة RAID تبلغ نصف مجموع سعات محرك الأقراص. على سبيل المثال ، الإعداد الذي يحتوي على محركي أقراص سعة 1 تيرابايت لكل منهما سعة RAID إجمالية تبلغ 1 تيرابايت بدلاً من 2 تيرابايت. من الواضح أن هذا لأسباب التكرار.
إذا كنت ترغب فقط في استنساخ محرك الأقراص الثابتة يدويًا ، مرشدنا قد تكون مفيدة في هذا الصدد.
RAID 5
هذا هو التكوين الأكثر شيوعًا لأجهزة NAS الخاصة بالمؤسسات وخوادم الأعمال. تعد هذه المصفوفة تحسينًا على RAID 1 لأنها تخفف بعضًا من فقدان الأداء الملازم للنسخ المتطابق للقرص ، كما توفر تسامحًا جيدًا مع الخطأ. كلا الأمرين مهمين حقًا في تطبيقات تخزين البيانات الاحترافية. في RAID 5 ، تكون البيانات والتكافؤ مخططًا عبر 3 محركات أقراص أو أكثر. إذا كان هناك أي مؤشر على وجود خطأ في محرك أقراص واحد ، يتم نقل البيانات بسلاسة إلى كتلة التكافؤ. فائدة أخرى لتطبيق RAID هذا هو أنه يسمح للعديد من محركات أقراص الخادم بأن تكون 'قابلة للتبديل السريع' مما يعني أنه يمكن تبديل محركات الأقراص في المصفوفة أثناء تشغيل النظام.
شرح RAID 5 مع تماثل الكتلة الواحدة - الصورة: AOMEI DiskPart
العيب الرئيسي لهذه المجموعة هو أداء الكتابة في الخوادم الكبيرة. قد يكون هذا مصدر قلق إذا قام الكثير من المستخدمين بالوصول إلى مصفوفة معينة والكتابة إليها في وقت واحد كجزء من عبء العمل اليومي.
RAID 6
صفيف RAID هذا مطابق تقريبًا لـ RAID 5 مع اختلاف رئيسي واحد فقط. يحتوي على نظام تكافؤ أقوى مما يعني أنه يمكن أن يفشل ما يصل إلى محركي أقراص قبل أي فرصة لتأثر البيانات. هذا يجعلها خيارًا جذابًا للغاية لمراكز البيانات وتطبيقات المؤسسات الأخرى.
RAID 10
RAID 10 هو مزيج من RAID 1 و RAID 0 (وبالتالي 1 + 0). إنها مجموعة RAID هجينة تحاول الجمع بين أفضل أجزاء كل من مصفوفتي RAID 1 و RAID 0. فهو يجمع بين شريط RAID 1 وانعكاس RAID 2 في محاولة لزيادة السرعات بالإضافة إلى توفير تسامح أفضل مع الأخطاء. هذا يجعلها مثالية للخوادم التي تؤدي الكثير من عمليات الكتابة. يمكن أيضًا تنفيذه في البرامج أو الأجهزة ، ولكن تنفيذ الأجهزة بشكل عام هو طريق أفضل للاختيار.
شرح RAID 10 (1 + 0) مع التخطيط المتزامن والنسخ المتطابق - الصورة: EnterpriseStorageForum
العيب الصارخ لمصفوفة RAID 10 هو تكلفتها. يلزم وجود 4 محركات كحد أدنى لهذه المجموعة ، حيث يتعين على مراكز البيانات الأكبر وتطبيقات المؤسسات إنفاق ما لا يقل عن ضعف المبلغ على محركات الأقراص كما هو الحال في المصفوفات الأخرى.
مستويات RAID الأخرى
بصرف النظر عن مستويات RAID الرئيسية المذكورة أعلاه ، هناك بعض المصفوفات الأخرى أيضًا. هذه مجموعات من المصفوفات الرئيسية وتستخدم لأغراض محددة.
RAID 2
هذا مشابه لـ RAID 5 ولكن بدلاً من استخدام نظام التكافؤ ، يحدث الشريط على مستوى بت. يلزم وجود 10 محركات كحد أدنى لنشر مجموعة RAID 2 ، ويمكن أن يعاني أداء الإدخال / الإخراج أيضًا بشكل كبير. التكلفة الهائلة للدخول والأداء السيئ هي السبب الرئيسي لقلة شعبية RAID 2.
RAID 3
هذا مشابه أيضًا لـ RAID 5. والفرق هو أنه يستخدم محرك تماثل مخصص بدلاً من كتلة تماثل. RAID 3 هو تطبيق متخصص للغاية يستخدم في بعض قواعد البيانات المحددة ومجالات المعالجة.
RAID 4
يستخدم RAID 4 نظام شريطي على مستوى البايت بدلاً من نظام شرائط مستوى البت كما هو مستخدم في RAID 3. التطبيقات الأخرى متطابقة.
RAID 7
هذا مستوى RAID مملوك لشركة Storage Computer Corporation ، وهو الآن غير صالح.
RAID 0 + 1
غالبًا ما يتم الخلط بينه وبين RAID 1 + 0 (RAID 10) ، فإن هذا التطبيق لـ RAID 0 + 1 يختلف كثيرًا في الواقع عن RAID 10. RAID 0 + 1 عبارة عن مصفوفة معكوسة بمقاطع هي نفسها صفائف RAID 0. تحتوي هذه المجموعة أيضًا على تطبيقات متخصصة في البيئات المهنية التي تتطلب مستوى عالٍ من الأداء ولكنها لا تتطلب بالضرورة قابلية التوسع.
شرح RAID 0 + 1 - صورة: GoLinuxHub
RAID ليس بديلاً عن النسخ الاحتياطي
الخطأ الكبير الذي يمكن أن يرتكبه المستخدمون الجدد أو حتى بعض المستخدمين ذوي الخبرة في هذا المجال هو الخلط بين RAID والنسخ الاحتياطي. من المهم للغاية التفريق بين الاثنين. يمكن أن يؤدي RAID مستويات معينة من تحسينات الأداء أو يمكنه توفير شبكة أمان فعالة لبياناتك بحيث إذا كان هناك عطل في الأجهزة يؤدي إلى إتلاف بعض محركات الأقراص ، يكون لدى المستخدم الوقت للتصرف واستبدال محركات الأقراص المذكورة. يمكن أن يساعد في حفظ البيانات من الضياع مرة واحدة. ومع ذلك ، يعد النسخ الاحتياطي المناسب أمرًا ضروريًا للمستخدمين المحترفين والشركات ويجب إجراؤه في 3 أماكن على الأقل ، أحدهم في موقع مادي مختلف. حتى مجموعة RAID المتقدمة للغاية يمكن أن تستسلم للأضرار المادية أو الأخطار الخارجية مثل الحريق أو الماء وما إلى ذلك. وهذا هو السبب في أن النسخ الاحتياطي المنفصل للبيانات الحساسة أمر مهم دائمًا ويجب أن يكون إلزاميًا للتطبيقات المهنية وتطبيقات الشركات. إذا قمت بحذف بعض البيانات المهمة عن طريق الخطأ من محرك الأقراص الثابتة ، دليل الشفاء لدينا قد تساعدك في استعادتها.
الكلمات الأخيرة
تعد RAID أداة مفيدة في الحوسبة الحديثة ويمكن أن توفر العديد من المزايا الرئيسية في أعباء العمل الاحترافية مثل الخوادم الكبيرة أو مراكز البيانات. يمنح RAID المستخدمين الاختيار بين الأداء العالي والمستويات الأعلى من الأمان ، ومع مستويات RAID المتقدمة ، من الممكن أيضًا الحصول على كليهما في وقت واحد. من المهم أن يتم تنفيذ RAID بالإضافة إلى نسخة احتياطية مناسبة ، ويجب عدم الخلط بين الاثنين. أي بيانات حساسة على مصفوفة RAID يمكن أن تظل عرضة للضياع الدائم إذا لم يتم عمل نسخ احتياطية مناسبة.
