عندما تتصفح تقنيات اللوحة الأم ووحدات التخزين المعتمدة، ستجد كلمة RAID والأرقام 0 و1 و5 و10 بجانبها. قد يكون هذا أثناء البحث عن حلول تخزين مناسبة لشركتك.
العناوين تتحدث عن RAID والمستويات المختلفة مثل 0،1،5 و 10، فإذا كنت تبحث عن حلول للتخزين من الشركات المصنعة لقرص صلب أو قرص صلب خارجي، ستجد هذه المصطلحات بجانب كثير من الموديلات. بالضرورة تتمثل في قرص صلب واحد، فقد توجد حاجة لعدة أقراص صلبة لنظام التخزين الخاص بك. ومن هنا فإن دعم تقنية RAID من الأقراص يتيح لك توافر المساحة اللازمة والاحتفاظ بالبيانات في حال حدوث عطل أو فشل في إحدى الأقراص. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام بطاقات SATA إضافية لزيادة عدد المنافذ المتوفرة في جهاز الكمبيوتر الخاص بك. يتمثل الهدف الأساسي لهذا الجهاز في التخزين والعرض السريع للبيانات المهمة فقط، كما يتميز وحدات التخزين بتقنيات عديدة تجعلها أكثر فائدة داخل جهازك الشخصي أو داخل مؤسستك وبشكل خاص إذا كنت تشغِّل وظيفة في مجال تقنية المعلومات.
ما هو الـ RAID؟
تعنى كلمة RAID، وهي اختصار للمصطلح Redundant Array of Inexpensive Disks المعنى الحرفي "مصفوفة الأقراص الغير مكلفة"، بمجموعة من الأقراص المتشابكة بطريقة تجعلها تعزز بعضها بعضًا. ثُم تغيرت هذه التسمية لتصبح Redundant Array of Independent Disks أو مصفوفة الأقراص المستقلة.
تمكن هذه الطريقة المستخدم من جمع الأقراص الحرة ذات المساحات الصغيرة ودمجها في كيان واحد وتحويلها إلى قرص واحد بسعة تخزينية كبيرة، يُطلق على هذه الأقراص اسم "المصفوفة" حيث يتكوّن القرص الواحد من عضو في تلك المصفوفة. لهذه المصفوفة فوائد معيّنة للتنظيم وطرق محددة للتعامل مع البيانات. بالإضافة إلى توفر مستويات تناسب احتياجات المستخدمين بجميع فئاتهم.
فوائد تقنية الــ RAID
Fault-Tolerance
تتيح هذه المصفوفة للأقراص حماية نفسها من المشاكل العديدة التي تواجه أقراص التخزين، سواء كانت من نوع HDD الميكانيكية أو من نوع SSD الحالة الصلبة.
Performance
الفائدة الثانية هي رصد تغيير في أداء حلول التخزين المتعددة داخل المصفوفة، إذ يتغير معدل القراءة والكتابة بالمقارنة مع وجود قرص واحد خارج المصفوفة.
Capacity
الفائدة الثالثة هي إمكانية الحصول على مساحة تخزينية كبيرة من خلال دمج الأقراص المنفصلة لتشكل كيان واحد. هذه المساحة التخزينية هي الخاصية الرئيسية التي تم ذكرها سابقًا، وتتيح للمستخدم جمع كل معطياته في مكان واحد.
تحدثنا عن فوائد هذه التقنية، ولكن كيف يتم التعامل مع البيانات المخزنة على المصفوفة؟
تتعلق تقنية RAID بأساليب تخزين البيانات والتعامل معها بشكل فعال. يستخدمها الكثير من المستخدمين والشركات حول العالم لضمان حفظ البيانات بطريقة آمنة وفعالة. تتضمن هذه التقنية الأساسية أربعة مستويات مختلفة، وتتفاوت في عدد الأقراص المسؤولة عن تخزين البيانات، من المستوى 1 إلى المستوى 5. كل مستوى يتضمن نظامًا خاصًا لحفظ وحماية البيانات، سواء كان ذلك من خلال نسخ احتياطية أو التزامنية entre الترابط. يجب فهم مزايا كل مستوى RAID في التأكد من استخدام التقنية بشكل صحيح وشامل لضمان حفظ جودة بيانات المستخدم في جميع الأحوال.
تتقسم تقنية RAID في معالجة البيانات إلى ثلاثة أساليب، كل منها يؤثر على معدل القراءة والكتابة وطريقة الاحتفاظ بالبيانات.
Striping
تستخدم مصفوفة الأقراص المقسِّمة الطريقة الأولى لتحسين أداء الأقراص التخزينية، حيث تُقسِّم تدفق البيانات إلى وحدات صغيرة بمساحات معينة، ثم يتم كتابتها واحدًا تلوَ الآخرَ، مما يَعزِّز أداء الأقراص التخزينية باستخدام هذهَ الطريقة.
Mirroring
تقوم المصفوفة بالطريقة الثانية بتخزين نسخة من البيانات على كل عضو في نفس الوقت، وهذا يعزز أداء أقراص التخزين ويمنع حدوث الأخطاء خلال التشغيل.
Parity
الطريقة الأخيرة لتخزين البيانات تسمح بالتعامل معها كمجموعة واحدة. إذا فقدت أي جزء من هذه المجموعة، ستتوقف قرص التخزين عن العمل وسيُعاد حساب البيانات المفقودة وتوزيعها مرة أخرى على المجموعة.
تعتمد معظم المصفوفات المتاحة حاليًا على إحدى الطرق الثلاثة التي ذُكرت سابقًا، وهناك مصفوفة واحدة تستخدم اثنتين من تلك الطرق في التعامل مع البيانات. تختلف استخدامات هذه المصفوفات حسب استخدامات الأفراد والمنظمات، فإن استخداماتها في التعامل مع بيانات شخصية تختلف عن استخدامها في المؤسسات الصغيرة والضخمة.
مستويات التقنية ( أنواع RAID)
بعدما فهمت معنى تلك التقنية وتأكدت من فوائدها للأقراص التخزين، وكذلك الطرق المختلفة للاستفادة من تلك المصفوفة، يجب أن نذكر أن هناك مستويات مختلفة لهذه المصفوفة. الأرقام التي نشاهدها على الألواح الأم هذه هي مستويات RAID. سأشارح لك بالتفصيل كل مستوى وعدد الأقراص المطلوب على الأقل لإنشاء تلك المصفوفة. لتثبيتها وكذلك إدخال البيانات على تلك المستويات.
المستوى الأول RAID 0
4 أقراص على الأكثر، وتشمل هذه الطريقة توفير قدرات الاستعادة في حالة تلف واحد من هذه الأقراص. يتطلب المستوى الأول من RAID تكوين معين للإعدادات، بما في ذلك بروتوكول نقل البيانات المستخدم ونظام التشغيل. تفسير هذه الفقرة بالعربية: يوجد 32 قرصًا في هذا المستوى، ولكن يتعامل معهم بحذر لأن إذا سقط حتى قرص واحد، سيؤدي ذلك إلى فشل المصفوفة بأكملها وفقدان البيانات فيها. يستخدم هذا المستوى في الغالب من قبل أولئك الذين يحتاجون إلى أقصى درجات الأداء من أجهزتهم، حتى لو كان ذلك على حساب خسارة بعض المعلومات التي قد تكوَّن تحديًا كبيرًا في حال فُقِدهَا. لا يتم استخدامها بعد الآن.
المستوى الثاني RAID 1
يعتمد المستوى الثاني على طريقة المرآة، حيث يتألف من قرصين فقط، وتلاحظ في هذا المستوى ارتفاعًا في أداء القرص أثناء القراءة. بالنسبة للطريقة التي يعتمدها المستوى الثاني، فإنه يدعم خاصية "Fault-tolerance" حيث تكون نسخة احتياطية من البيانات مخزَّنة على قرص ثانٍ. في حال سقوط أحد الأقراص، فإنَّ هذه المصفوفة لا يزال بإمكانها العمل وإتاحة استخدام بقية مكوِّناته. علي المستخدم التعامل مع البيانات حتى يتم إصلاح أو استبدال القرص المتضرر.
المستوى الثالث RAID 5
تتألف هذه المرحلة من ثلاث قرص تخزينية على الأقل، وتجمع بين خاصية Parity للبيانات التي تعامل ككتلة واحدة، وطريقة أولى لتشفير البيانات باستخدام Stripe، مما يسهم في زيادة سرعة القراءة. يتم إبقاء مصفوفة المشغَّل في حالة عمل مستمر حتى لو فشل أو توقف أحد الأقراص. يُعتبر هذا المستوى واحدًا من المستويات المتداولة بشكل عام في المؤسسات التي تقوم بإنتاج كمية كبيرة من البيانات التي لا يمكن تحمّل فقدانها.
المستوى الرابع RAID 10
الاسم الحقيقي لهذا المستوى هو RAID 1 0، لأنه يعتمد على المستويين الأول والثاني في طريقة معالجة وحفظ البيانات، حتى يتمكن المستخدم من الاستمتاع بسرعة عالية في القراءة والكتابة وإمكانية حفظ البيانات. البيانات المتاحة. يفضل معظم الناس الاعتماد على هذا المستوى لتجنب فقدان البيانات وعدم فقدان البيانات تتضمن الاستغفار بجزء من أداء الأقراص داخل المصفوفة.
كيفية تركيب مصفوفة RAID (تجميع الأقراص كـ RAID)
نحن بحاجة إلى معرفة كيفية تثبيت الأقراص كـ "مصفوفة RAID".
عند الحديث عن الكمبيوتر الشخصي، يتناول الحديث قسمين، الأول هو برامج المكونات غير الملموسة، والثاني هو معدات داخلية ملموسة، وهي المكوِّنات (هاردوير).
التثبيت في البداية يعتمد على البرمجيات.
يمكن أن تمتلك تطبيقاً يضع الأقراص في تلك المصفوفات، أو يمكن أن تحصل على نظام تشغيل مدعوم لهذه التقنية. في الوقت الحالي لا يوجد نظام تشغيل يتعذر عليه إنشاء هذه المصفوفة.
مزايا التنصيب باستخدام البرمجيات:
- غير مكلفة للمستخدم و يتوفر في كل الأنظمة الحالية مثل نظام ويندوز من مايكروسوفت و نظام OSX من أبل، بالإضافة إلى أي توزيعة من توزيعات لينكس مثل أوبونتو.
عيوب التنصيب باستخدام البرمجيات:
- نظراً لأن تشكيل المصفوفة يتم على نواة نظام التشغيل المعتمد على وحدة المعالجة المركزية، فهذا يعني أن الضغط على وحدة المعالجة المركزية يختلف اعتمادًا على مستوى المصفوفة.
- لا يمكن استخدام RAID 5 وRAID 0، يجب استخدام RAID 1 فقط، حيث لا يدعم المستوى الأول والثالث عملية الإقلاع إذا تم تكوينهم عبر البرامج.
- بالإضافة إلى ذلك، عدم دعم عملية الـ Hot-Swapping التي تتيح إزالة وتركيب واستبدال أي قرص من الأقراص الموجودة في المصفوفة.
ثانيًا، يمكن تثبيتها باستخدام الأجزاء الداخلية للحاسوب.
تعتمد الطريقة المذكورة على بطاقات منفصلة، تحتوي على متحكم خاص بدعم تقنية RAID. يمكن اعتبارها طريقة باهظة الثمن نوعًا ما، بسبب وجود معالج مركزي خاص بتلك البطاقات المنفصلة والبطارية المأخوذة للذاكرة المخبئية لتخزين إعدادات المصفوفة؛ الشرائح الرئيسية في معظم لوحات الأم تحتوي على نفس المتحكم. ترتبط كل من متحكمين بهذه التقنية بمنافذ توصيل خاصة بالأقراص، سواءً كانت حالة صلبة أو ميكانيكية.
يتمثل التفوق في استخدام الإعدادات الخاصة بالمعدات لأن تهيئة كل قطعة من الأجهزة المستخدمة في الحاسوب يتم تكوينها بشكل دقيق وذلك على عكس التثبيت عبر محرك نسخ لأن أي خطأ صغير في الإعدادات يمكن أن يؤثر على كامل نظام التشغيل والبرامج في المستقبل. إذا قُطِّعَ التركيب المادي للأجهزة، فلا توجد طرق لإجراء أي تغييرات داخلية.
- لا يوجد ارتباط بين تلك المراقبات ووحدة المعالجة المركزية في الكمبيوتر الأساسي.
- يهدف الدعم إلى تمكين استخدام جميع أنواع المصفوفات وتشغيل الأنظمة في بداية التشغيل.
- يهدف التعامل بفعالية أكبر مع الأخطاء إلى التعامل المباشر مع أقراص التخزين الموجودة في المصفوفة.
- دعم لـ Hot-Swapping.
تتمثل مشكلة الاعتماد على التنصيب عن طريق قطع الـ Hardware في العيوب التي من الممكن أن تحدث، مثل خسارة بعض البيانات أو تلف بعض الملفات.
- تُعد التكلفة باهظة جدا عند المقارنة بالاستخدام البرمجيات (بسبب الحاجة إلى وحدة إضافية).
- من الممكن أن تتضرر الوحدة الإضافية ويصبح استبدالها ضروريًا.
في النهاية، يعد استخدام تقنية RAID عبر قطع الـ Hardware الأفضل بكثير، حيث تُوفِّر جودة أعلى وتحرِّرك من القيود التي يفرضها البرمجيات، وتمنحك مرونةً أكبر في استخدامها والتكوينات المختلفة.