الفصل : 8
الجزء : 4
العنوان : تقنيات التخزين (Mass Storage Technologies )
حماية البيانات باستخدام RAID
اطلب من الفنيين ذوي الخبرة "ما هو أغلى جزء في الكمبيوتر؟" وسيجيبون جميعًا بنفس الطريقة: "إنها البيانات." يمكنك استبدال أي جزء واحد من جهاز الكمبيوتر الخاص بك بمبلغ يصل إلى بضع مئات من الدولارات على الأكثر، ولكن إذا فقدت البيانات الحرجة - حسنًا، دعني أقول أنني على علم بشركتين صغيرتين تعطلتا فقط لأنهما فقدتا قرص صلب مليء بالبيانات.
البيانات هي الملك؛ البيانات هي الهدف الأساسي لجهاز الكمبيوتر الخاص بك. فقدان البيانات شيء سيء، لذلك تحتاج إلى طريقة لمنع فقدان البيانات. بالطبع، يمكنك إجراء نسخ احتياطية، ولكن إذا تعطل قرص صلب، يجب أن تغلق الكمبيوتر، وتثبت قرص صلب جديد، وتعيد تثبيت نظام التشغيل، ثم تستعيد النسخة الاحتياطية. ليس هناك شيء خاطئ في ذلك طالما يمكنك تحمل الوقت وتكلفة إيقاف تشغيل النظام.
في الواقع، الحل الأفضل سيحفظ بياناتك في حالة تعطّل أحد أقراص التخزين الصلبة ويمكّنك من الاستمرار في العمل خلال هذه العملية. يمكن تحقيق ذلك إذا توقفت عن الاعتماد على قرص تخزين واحد واستخدمت بدلاً من ذلك قرصين أو أكثر لتخزين بياناتك. يبدو الأمر جيدًا، لكن كيف يمكنك القيام بذلك؟ حسنًا، يمكنك تثبيت تحكّم خاص بقرص التخزين الصلب يقوم بقراءة وكتابة البيانات على قرصين تخزين صلبيين بشكل متزامن (انظر الشكل 1). ستكون البيانات على كل قرص متطابقة دائمًا. سيكون أحد الأقراص هو القرص الأساسي والقرص الآخر، المسمى بقرص المرآة (mirror drive) ، لن يتم استخدامه إلا في حالة فشل القرص الأساسي. يُسمى هذا العملية التي تتضمن قراءة وكتابة البيانات في نفس الوقت على قرصين بالdisk mirroring.
 | |
|
إذا كنت تريد حقًا ضمان أمان البيانات، يمكنك استخدام وحدة تحكم منفصلة لكل قرص. مع وجود قرصين، كل منهما على وحدة تحكم منفصلة، سيستمر النظام في العمل حتى إذا توقفت وحدة تحكم القرص الأساسي عن العمل. تُعرف هذه التقنية الرائعة لتكرار القرص بأسم disk duplexing (انظر الشكل 2 ).
ال disk duplexing أسرع قليلًا من disk mirroring بسبب عدم كتابة وحدة التحكم الواحدة لكل قطعة من البيانات مرتين.
 | |
|
على الرغم من أن duplexing أسرع من disk mirroring ، إلا أنهما على حد سواء أبطأ من إعداد القرص الكلاسيكي بقرص واحد ووحدة تحكم واحدة. يمكنك استخدام أقراص متعددة لزيادة سرعة الوصول إلى القرص الصلب. تسمى Disk striping بتوزيع البيانات عبر عدة Disk (على الأقل اثنين). التقسيم بنفسه لا يوفر أي استعادة. إذا قمت بحفظ ملف صغير من Microsoft Word، على سبيل المثال، يتم تجزئة الملف إلى قطع متعددة؛ يذهب نصف القطع على قرص واحد ونصفها الآخر على القرص الآخر (انظر الشكل 3 ).
 | |
|
الميزة الوحيدة لتقسيم الأقراص هي السرعة - إنها طريقة سريعة لقراءة وكتابة على أقراص الصلب. ولكن إذا فشل أي من الأقراص، فسيتم فقدان جميع البيانات. يجب عدم استخدام تقسيم الأقراص - إلا إذا كنت على استعداد لزيادة خطر فقدان البيانات من أجل زيادة سرعة تخزين واسترداد البيانات من أقراص الصلب الخاصة بك.
ملحوظة:
في الواقع (بالمقابل لاختبار الأداء)، لن تشعر بأي فرق في الأداء بين mirroring و striping .
على النقيض من ذلك، يحمي تقسيم الأقراص مع ال parity data عن طريق إضافة معلومات إضافية تُسمى بيانات التكافؤ/parity data ، والتي يمكن استخدامها لإعادة بناء البيانات إذا فشل أحد الأقراص. يتطلب تقسيم الأقراص مع بيانات التكافؤ على الأقل ثلاثة أقراص، ولكن من الشائع استخدام أكثر من ثلاثة. يجمع تقسيم الأقراص مع التكافؤ بين أفضل ميزات تكرار الأقراص وتقسيم الأقراص العادي. يحمي البيانات وسريع إلى حد كبير. يستخدم غالبية خوادم الشبكة نوعًا من تقسيم الأقراص مع التكافؤ.
ملحوظة:
في الواقع، هناك مصطلح لنظام تخزين يتألف من عدة أقراص مستقلة بأحجام مختلفة، وهو "JBOD"، وهو اختصار لـ "Just a Bunch Of Disks". تدعم العديد من وحدات التحكم في الأقراص هذا النوع من التكوين (JBOD).
ال RAID
في أوائل الثمانينيات، نظم عدد قليل من الأشخاص الذكيين في بيركلي العديد من التقنيات لاستخدام محركات الأقراص المتعددة لحماية البيانات وزيادة السرعات تحت مصطلح "redundant array of independent " (RAID). يصف مصطلح "array " اثنين أو أكثر من الأقراص تعمل كوحدة واحدة. قاموا بتحديد عدة أشكال أو "مستويات" مختلفة من تقنية RAID التي تم ترقيمها من 0 إلى 6 (بالإضافة إلى عدد قليل من التنفيذات الخاصة). تُستخدم فقط بعض أنواع RAID هذه الأيام: 0، 1، 5، 6، 10، و 0+1.
ال - RAID 0 - تقسيم الأقراص:
يتطلب تقسيم الأقراص على الأقل قرصين. لا يوفر تكرار البيانات. إذا فشل أي قرص، يتم فقدان جميع البيانات. سُميت هذه التقنية "RAID المخيفة" لهذا السبب بالضبط.
ال - RAID 1 - تكرار الأقراص:
تتطلب مصفوفة RAID 1 على الأقل قرصين صلبين، على الرغم من أنها تعمل أيضًا مع أي عدد زوجي من الأقراص. RAID 1 هي قمة الأمان، لكنك تفقد مساحة التخزين بسبب تكرار البيانات؛ بحاجة إلى قرصين صلبين بسعة 2 تيرابايت لتخزين 2 تيرابايت من البيانات.
ال - RAID 5 - تقسيم الأقراص مع تكافؤ موزع:
بدلاً من وجود قرصين مخصصين للبيانات والتكافؤ، يوزع RAID 5 البيانات ومعلومات التكافؤ بالتساوي عبر جميع الأقراص. هذه هي أسرع طريقة لتوفير تكرار البيانات. تتطلب مصفوفة RAID 5 على الأقل ثلاثة أقراص. تستخدم مصفوفات RAID 5 مساحة قرص واحد بغرض التكافؤ. إذا كان لديك، على سبيل المثال، ثلاثة أقراص بسعة 2 تيرابايت، فإن سعة التخزين الإجمالية هي 4 تيرابايت. إذا كان لديك أربعة أقراص بسعة 2 تيرابايت، فإن السعة الإجمالية هي 6 تيرابايت.
ملحوظة:
تبدو مصفوفة RAID 5 رائعة على الورق وستبدو رائعة في امتحان CompTIA A+ الخاص بك، ولكنها خارج الصيحة اليوم. معدل فشل الأقراص بالاشتراك مع السعة الضخمة (وأوقات إعادة البناء) يعني أن معظم تنفيذات RAID تتجنب RAID 5 الذي يسمح بفقدان قرص واحد فقط.
ال • RAID 6 - تقسيم الأقراص مع تكافؤ إضافي:
إذا فقدت قرصًا صلبًا في مصفوفة RAID 5، يكون البيانات معرضة لمخاطر كبيرة حتى تقوم بتبديل القرص السيئ وإعادة بناء المصفوفة. تعتبر RAID 6 هي RAID 5 مع معلومات تكافؤ إضافية. تتطلب RAID 6 على الأقل أربعة أقراص، ولكن بالمقابل يمكنك أن تفقد حتى اثنين من الأقراص في نفس الوقت.
ال • RAID 10 - مرايا مختنقة متقسمة:
الRAID 10، المعروف أيضًا باسم RAID 1+0 أو "stripe of mirrors"، هو نوع من تقنية RAID يجمع بين مزايا RAID 1 و RAID 0. يُعد RAID 10 خيارًا ممتازًا للمستخدمين الذين يبحثون عن توازن بين الأداء والأمان ومساحة التخزين.
يتطلب RAID 10 على الأقل أربعة أقراص صلبة. يتم تقسيم الأقراص إلى مجموعتين متساويتين، كل مجموعة تتكون من قرصين. تعمل كل مجموعة من القرصين كـ "مرآة" لبعضها البعض، مما يعني أن البيانات الموجودة على أحد الأقراص يتم نسخها تلقائيًا إلى القرص الآخر.
بعد ذلك، يتم تقسيم البيانات عبر المجموعتين المتطابقتين من الأقراص، مما يوفر فوائد كل من RAID 1 و RAID 0:
أمان RAID 1: إذا فشل أحد الأقراص في إحدى المجموعات، فلا تزال البيانات قابلة للوصول من القرص الآخر.
أداء RAID 0: يتم تقسيم البيانات عبر الأقراص، مما يسمح بسرعات قراءة وكتابة أسرع.
يعني مجموعة تعمل كعمل RAID 0 والاخرى ك RAID1
ال • RAID 0+1 - مرايا متقسمة:
مثل RAID 10، RAID 0+1 هي مجموعة من المصفوفات المتداخلة تعمل بتكوين معاكس لـ RAID 10. يتطلب تنفيذ RAID 0+1 على الأقل أربعة أقراص. نبدأ بمصفوفتي RAID 0 متقسمتين، ثم نقوم بعمل مرآة بين المصفوفتين. أيهما أفضل: RAID 10 أم RAID 0+1؟ لماذا لا تقم ببعض الأبحاث وتقرر بنفسك؟
تنفيذ تقنية RAID
مستويات RAID تصف طرقًا مختلفة لتوفير تكرار البيانات أو تعزيز سرعة نقل البيانات إلى ومن مجموعات من أقراص الصلب. لا توضح هذه المستويات كيفية تنفيذ هذه الطرق. يمكن استخدام الآلاف حرفيًا من الأساليب لإعداد RAID. تعتمد الطريقة التي تستخدمها بشكل كبير على مستوى RAID الذي ترغب فيه، ونظام التشغيل الذي تستخدمه، وسماكة محفظتك.
المكان الواضح للبدء في RAID هو توصيل ما لا يقل عن قرصين صلبين بطريقة ما لإنشاء مجموعة RAID. تدعم بطاقات تحكم RAID المتخصصة مجموعات RAID تصل إلى 15 قرصًا - بما يكفي لدعم احتياجات RAID الأكثر تعقيدًا. تجعل صناديق التخزين المخصصة بنية RAID المدمجة تنفيذ حل RAID بسيطًا للتخزين الخارجي وعمليات النسخ الاحتياطي.
بمجرد حصولك على أقراص صلبة، التساؤل التالي هو ما إذا كنت ترغب في استخدام الأجهزة أو البرمجيات للتحكم في المجموعة. دعونا نلقي نظرة على الخيارين.
البرمجيات مقابل الأجهزة
جميع تنفيذات RAID تنقسم إلى طرق إما برمجية أو أجهزة. يتم استخدام البرمجيات غالبًا عندما يكون الثمن أولوية على الأداء. يتم استخدام الأجهزة عندما تحتاج إلى السرعة جنبًا إلى جنب مع تكافؤ البيانات.
لا تتطلب RAID برمجيات تحكم خاصة. يمكنك استخدام وحدات التحكم العادية لـ SATA لإنشاء مصفوفة RAID برمجية. ولكنك بحاجة إلى برمجيات "ذكية". أكثر تنفيذات البرمجيات شيوعًا لـ RAID هي البرمجيات المدمجة لـ RAID التي تأتي مع نظام التشغيل Windows. يمكن لDisk Management program في إصدارات Windows Server تكوين الأقراص لـ RAID 0، 1، أو 5، ويعمل مع PATA أو SATA. برنامجDisk Management في إصدارات Windows 7/8/8.1/10 يمكنه القيام بـ RAID 0 و 1. (انظر الى الشكل 4 )
 | |
|
ملحوظة:
في الفصل التاسع بعنوان "تنفيذ التخزين الجماعي"، يتم مناقشة حلول RAID المنفذة في نظام Windows.
إلا أن إدارة الأقراص في Windows ليست البرمجية الوحيدة المتوفرة لتقنية RAID. هناك العديد من برامج الطرف الثالث التي تعمل مع Windows أو أنظمة التشغيل الأخرى.
ال RAID البرمجي يعني أن نظام التشغيل هو المسؤول عن جميع وظائف RAID. يعمل لحلول RAID الصغيرة ولكنه يميل إلى إجهاد نظام التشغيل بسهولة مما يؤدي إلى بطء التشغيل. عندما تحتاج حقًا للاستمرار في العمل، عندما تحتاج إلى RAID لا يخبر المستخدمين بحدوث مشكلة، فإن RAID على مستوى الأجهزة هو الحل.
ملحوظة:
في الفصل التاسع مناقشة مفصلة حول Storage Spaces، وهو تنفيذ RAID برمجي متاح في Windows 8/8.1/10.
تتمحور RAID على مستوى الأجهزة حول وحدة تحكم ذكية تتعامل مع جميع وظائف RAID (انظر الشكل 5 ). على عكس وحدات تحكم PATA/SATA العادية، تحتوي هذه الوحدات على رقائق لها معالج وذاكرة خاصة بها. يتيح ذلك للبطاقة أو الصندوق المخصص أن يتولى جميع أعمال تنفيذ RAID بدلاً من نظام التشغيل.
 | |
|
معظم إعدادات RAID التقليدية في العالم الحقيقي تعتمد على الأجهزة. توفر معظم حلول RAID المختلفة العديدة إمكانية التغيير الساخن (hot-swapping) - أي القدرة على استبدال قرص تالف دون التأثير على نظام التشغيل. يعتبر التغيير الساخن شائعًا في RAID على مستوى الأجهزة.
يكون RAID على مستوى الأجهزة غير مرئي لنظام التشغيل ويتم تكوينه بطرق مختلفة، اعتمادًا على الرقائق المحددة المشاركة. يحتوي معظم أنظمة RAID على أداة تكوين خاصة في ذاكرة الوصول العشوائي المتقدمة (Flash ROM) يمكنك الوصول إليها بعد CMOS وقبل تحميل نظام التشغيل. يُظهِر الشكل 6 برنامج البرامج الثابتة النموذجي المستخدم لتكوين حل RAID على مستوى الأجهزة.
 | |
|
صناديق RAID مخصصة
يقوم العديد من الأشخاص بإضافة صندوق RAID مخصص لزيادة سعة التخزين وتوفير مكان لنسخ الاحتياطية للملفات. تستخدم هذه الأجهزة قرصين أو أكثر وتتصل عبر أحد منافذ الكمبيوتر مثل USB أو Thunderbolt (في الأنظمة الحديثة) أو FireWire أو eSATA (في الأنظمة القديمة). (في الفصل 10 هنتكلم بالتفاصيل حول USB و FireWire.) يُظهِر الشكل 7 صندوق RAID خارجي (يُسمى أيضًا حاوية). هذا النموذج هو نموذج نموذجي يوفر ثلاثة خيارات للقرصين الموجودين بداخله: بدون RAID، RAID 0، أو RAID 1.
 | |
|
■ النهاية
نكون هنا انتهينا من الجزء 4 الفصل 8 تماما من شهادة A plus المقدمة من CompTIA نتقدم الأن تقدم ملحوظ وواضح ولكن المشوار ما زال ايضا طويل وممتع جدا جدا لذلك احرص على قرائة كل فصل سريعا
و لا بد وانت تقرا ان تكون مركز جيدا لكل معلومة ومعك ورقة وقلم , لانك بالتاكيد ستحتاجها
واذا واجهتك اي مشكلة في الفهم او ما شابه , يمكنك على الفور الذهاب الى المجتمع الخاص بنا في Telegram للمناقشة والتواصل معنا من هنا
او اذا واجهتك مشكلة في الموقع او تريد اجابة سريعة يمكنك الذهاب الى اخر صفحة في الموقع ستجد صفحة اتصل بنا موجودة يمكنك ارسالة لنا مشكلتك , وسيتم الرد عليها بسرعة جدا ان شاء الله
ويمكنك الأنضمام الى المجتمع Hidden Lock بالكامل مع جميع قنواته للأستفادة في اخر الأخبار في عالم التقنية وايضا الكتب بالمجان والكورسات والمقالات من خلال الرابط التالي لمجموعة القنوات من هنا
يمكنك ايضا متابعتنا في منصات X او Twitter سابقا , لمشاهدة الاخبار والمقالات السريعة والمهمة من
وفقط كان معكم sparrow مقدم هذه الشهادة من فريق Hidden Lock
