مصطلحات تخزين صفيف أقراص التخزين

لتسهيل قراءة الفصول اللاحقة في هذا الكتاب، إليك بعض المصطلحات الأساسية لتخزين مصفوفة الأقراص. للحفاظ على تماسك الفصول، لن يتم تقديم تفسيرات فنية مفصلة.

سكسي:
اختصار لـ Small Computer System Interface، تم تطويرها في البداية في عام 1979 كتقنية واجهة لأجهزة الكمبيوتر الصغيرة ولكن تم الآن نقلها بالكامل إلى أجهزة الكمبيوتر العادية مع تقدم تكنولوجيا الكمبيوتر.

ATA (في المرفق):
تُعرف هذه الواجهة أيضًا باسم IDE، وقد تم تصميمها لتوصيل ناقل كمبيوتر AT الذي تم تصنيعه في عام 1984 مباشرةً بمحركات الأقراص ووحدات التحكم المدمجة. يأتي "AT" في ATA من كمبيوتر AT، الذي كان أول من استخدم ناقل ISA.

آتا التسلسلي (ساتا):
يستخدم نقل البيانات التسلسلي، حيث ينقل بت واحد فقط من البيانات لكل دورة على مدار الساعة. في حين أن محركات الأقراص الثابتة ATA تستخدم تقليديًا أوضاع النقل المتوازية، والتي يمكن أن تكون عرضة لتداخل الإشارة وتؤثر على استقرار النظام أثناء نقل البيانات بسرعة عالية، فإن SATA يحل هذه المشكلة باستخدام وضع النقل التسلسلي باستخدام كابل مكون من 4 أسلاك فقط.

NAS (التخزين المتصل بالشبكة):
يقوم بتوصيل أجهزة التخزين بمجموعة من أجهزة الكمبيوتر باستخدام طوبولوجيا الشبكة القياسية مثل Ethernet. NAS هي طريقة تخزين على مستوى المكونات تهدف إلى تلبية الحاجة المتزايدة لزيادة سعة التخزين في مجموعات العمل والمؤسسات على مستوى الأقسام.

DAS (التخزين المرفق المباشر):
ويشير إلى توصيل أجهزة التخزين مباشرة بالكمبيوتر من خلال واجهات SCSI أو القنوات الليفية. تشتمل منتجات DAS على أجهزة تخزين وخوادم بسيطة متكاملة يمكنها أداء جميع الوظائف المتعلقة بالوصول إلى الملفات وإدارتها.

SAN (شبكة منطقة التخزين):
يتصل بمجموعة من أجهزة الكمبيوتر من خلال قناة ليفية. توفر شبكة SAN اتصالاً متعدد المضيفين ولكنها لا تستخدم طبولوجيا الشبكة القياسية. تركز شبكة SAN على معالجة المشكلات المحددة المتعلقة بالتخزين في البيئات على مستوى المؤسسة وتستخدم بشكل أساسي في بيئات التخزين عالية السعة.

صفيف:
يشير إلى نظام قرص يتكون من أقراص متعددة تعمل بالتوازي. تقوم وحدة تحكم RAID بدمج أقراص متعددة في مصفوفة باستخدام قناة SCSI الخاصة بها. بعبارات بسيطة، المصفوفة عبارة عن نظام أقراص يتكون من أقراص متعددة تعمل معًا بالتوازي. من المهم ملاحظة أنه لا يمكن إضافة الأقراص المخصصة كقطع احتياطية إلى المصفوفة.

امتداد المصفوفة:
يتضمن الجمع بين مساحة التخزين لمصفوفتين أو ثلاث أو أربع صفيفات أقراص لإنشاء محرك أقراص منطقي بمساحة تخزين مستمرة. يمكن لوحدات تحكم RAID أن تمتد إلى صفائف متعددة، ولكن يجب أن يحتوي كل صفيف على نفس عدد الأقراص ونفس مستوى RAID. على سبيل المثال، يمكن تمديد RAID 1 وRAID 3 وRAID 5 لتكوين RAID 10 وRAID 30 وRAID 50، على التوالي.

سياسة التخزين المؤقت:
ويشير إلى استراتيجية التخزين المؤقت لوحدة تحكم RAID، والتي يمكن أن تكون إما إدخال/إخراج مؤقت أو إدخال/إخراج مباشر. يستخدم الإدخال/الإخراج المخزن مؤقتًا إستراتيجيات القراءة والكتابة وغالبًا ما يقوم بتخزين البيانات مؤقتًا أثناء القراءة. من ناحية أخرى، يقرأ الإدخال/الإخراج المباشر البيانات الجديدة مباشرة من القرص ما لم يتم الوصول إلى وحدة البيانات بشكل متكرر، وفي هذه الحالة تستخدم استراتيجية قراءة معتدلة وتخزن البيانات مؤقتًا. في سيناريوهات القراءة العشوائية بالكامل، لا يتم تخزين أية بيانات مؤقتًا.

توسيع القدرات:
عند تعيين خيار السعة الافتراضية ليكون متاحًا في أداة التكوين السريع لوحدة تحكم RAID، تقوم وحدة التحكم بإنشاء مساحة قرص افتراضية، مما يسمح للأقراص الفعلية الإضافية بالتوسع في المساحة الافتراضية من خلال إعادة الإعمار. لا يمكن إجراء إعادة الإنشاء إلا على محرك أقراص منطقي واحد ضمن مصفوفة واحدة، ولا يمكن استخدام التوسع عبر الإنترنت في مصفوفة ممتدة.

قناة:
إنه مسار كهربائي يستخدم لنقل البيانات والتحكم في المعلومات بين جهازي تحكم بالقرص.

شكل:
إنها عملية كتابة الأصفار على كافة مناطق البيانات الموجودة على القرص الفعلي (القرص الصلب). التنسيق هو عملية فيزيائية بحتة تتضمن أيضًا التحقق من تناسق وسيط القرص ووضع علامات على القطاعات غير القابلة للقراءة والتالفة. نظرًا لأن معظم محركات الأقراص الثابتة تمت تهيئتها بالفعل في المصنع، فإن التنسيق يكون ضروريًا فقط عند حدوث أخطاء في القرص.

قطع الغيار الساخنة:
عندما يفشل قرص نشط حاليًا، يقوم قرص احتياطي خامل قيد التشغيل باستبدال القرص الفاشل على الفور. تُعرف هذه الطريقة بالتوفير الساخن. لا تقوم الأقراص الاحتياطية الساخنة بتخزين أي بيانات للمستخدم، ويمكن تخصيص ما يصل إلى ثمانية أقراص كقطع غيار فعالة. يمكن تخصيص القرص الاحتياطي السريع لمصفوفة واحدة زائدة عن الحاجة أو أن يكون جزءًا من تجمع الأقراص الاحتياطية الساخنة للمصفوفة بأكملها. عند حدوث فشل في القرص، يقوم البرنامج الثابت لوحدة التحكم تلقائيًا باستبدال القرص الفاشل بقرص احتياطي ساخن ويعيد بناء البيانات من القرص الفاشل إلى القرص الاحتياطي الساخن. لا يمكن إعادة بناء البيانات إلا من محرك أقراص منطقي مكرر (باستثناء RAID 0)، ويجب أن يتمتع القرص الاحتياطي الساخن بسعة كافية. يمكن لمسؤول النظام استبدال القرص الفاشل وتعيين القرص البديل باعتباره القرص الاحتياطي الجديد.

وحدة قرص التبديل السريع:
يسمح وضع التبديل السريع لمسؤولي النظام باستبدال محرك الأقراص الفاشل دون إيقاف تشغيل الخادم أو مقاطعة خدمات الشبكة. نظرًا لأن كافة توصيلات الطاقة والكابلات مدمجة في اللوحة الإلكترونية للخادم، فإن التبديل السريع يتضمن ببساطة إزالة القرص من فتحة قفص محرك الأقراص، وهي عملية مباشرة. بعد ذلك، يتم إدخال قرص التبديل السريع البديل في الفتحة. تعمل تقنية التبديل السريع فقط في تكوينات RAID 1 و3 و5 و10 و30 و50.

I2O (الإدخال/الإخراج الذكي):
I2O عبارة عن بنية قياسية صناعية للأنظمة الفرعية للإدخال/الإخراج وهي مستقلة عن نظام تشغيل الشبكة ولا تتطلب دعمًا من الأجهزة الخارجية. يستخدم I2O برامج التشغيل التي يمكن تقسيمها إلى وحدات خدمات نظام التشغيل (OSMs) ووحدات الأجهزة (HDMs).

التهيئة:
إنها عملية كتابة الأصفار في منطقة البيانات لمحرك الأقراص المنطقي وإنشاء بتات التكافؤ المقابلة لجعل محرك الأقراص المنطقي في حالة الاستعداد. تؤدي عملية التهيئة إلى حذف البيانات السابقة وإنشاء التكافؤ، لذلك يخضع محرك الأقراص المنطقي لفحص الاتساق أثناء هذه العملية. المصفوفة التي لم تتم تهيئتها غير قابلة للاستخدام لأنها لم تولد التكافؤ بعد وسوف تؤدي إلى أخطاء في التحقق من الاتساق.

IOP (معالج الإدخال/الإخراج):
معالج الإدخال/الإخراج هو مركز أوامر وحدة تحكم RAID، وهو المسؤول عن معالجة الأوامر، ونقل البيانات على ناقلات PCI وSCSI، ومعالجة RAID، وإعادة بناء محرك الأقراص، وإدارة ذاكرة التخزين المؤقت، واسترداد الأخطاء.

محرك الأقراص المنطقي:
ويشير إلى محرك أقراص افتراضي في مصفوفة يمكن أن يشغل أكثر من قرص فعلي واحد. تقوم محركات الأقراص المنطقية بتقسيم الأقراص الموجودة في مصفوفة أو مصفوفة ممتدة إلى مساحات تخزين مستمرة موزعة على كافة الأقراص الموجودة في المصفوفة. يمكن لوحدة تحكم RAID إعداد ما يصل إلى 8 محركات أقراص منطقية بسعات مختلفة، مع محرك أقراص منطقي واحد على الأقل مطلوب لكل صفيف. لا يمكن إجراء عمليات الإدخال/الإخراج إلا عندما يكون محرك الأقراص المنطقي متصلاً بالإنترنت.

الحجم المنطقي:
وهو عبارة عن قرص افتراضي يتكون من محركات الأقراص المنطقية، ويُعرف أيضًا باسم أقسام القرص.

النسخ المتطابق:
إنه نوع من التكرار حيث يتم نسخ البيانات الموجودة على قرص واحد على قرص آخر. يستخدم RAID 1 وRAID 10 النسخ المتطابق.

التكافؤ:
في تخزين البيانات ونقلها، يتضمن التكافؤ إضافة بت إضافي إلى البايت للتحقق من الأخطاء. غالبًا ما يقوم بإنشاء بيانات متكررة من اثنين أو أكثر من البيانات الأصلية، والتي يمكن استخدامها لإعادة بناء البيانات الأصلية من إحدى البيانات الأصلية. ومع ذلك، بيانات التكافؤ ليست نسخة طبق الأصل من البيانات الأصلية.

في RAID، يمكن تطبيق هذه الطريقة على كافة محركات الأقراص في المصفوفة. يمكن أيضًا توزيع التكافؤ عبر جميع الأقراص الموجودة في النظام بتكوين تكافؤ مخصص. في حالة فشل القرص، يمكن إعادة إنشاء البيانات الموجودة على القرص الفاشل باستخدام البيانات من الأقراص الأخرى وبيانات التكافؤ.