ما المقصود بتخزين البيانات؟

يوجد نوعان من المعلومات الرقمية: بيانات الإدخال وبيانات الإخراج. يقدم المستخدمون بيانات الإدخال، وتقدم أجهزة الكمبيوتر بيانات الإخراج. ومع ذلك، لا يمكن لوحدة المعالجة المركزية في الكمبيوتر أن تعالج أي شيء أو تنتج بيانات إخراج بدون مدخلات المستخدم. 

يمكن للمستخدمين إدخال بيانات الإدخال مباشرةً إلى الكمبيوتر.ومع ذلك، في وقت مبكر من عصر الكمبيوتر، وجدوا أن إدخال البيانات بشكل مستمر يدويًا أمر يستهلك الكثير من الوقت والطاقة. أحد الحلول قصيرة المدى هو ذاكرة الكمبيوتر، والمعروفة أيضًا باسم ذاكرة الوصول العشوائي (RAM). ومع ذلك، فإن قدرتها على التخزين والاحتفاظ بالذاكرة محدودة. ذاكرة القراءة فقط (ROM)، كما يوحي اسمها، هي الذاكرة التي يمكن فيها قراءة البيانات فقط ولكن لا يمكن تحريرها بالضرورة.حيث تتحكم في الوظائف الأساسية للكمبيوتر. 

على الرغم من أن علماء الكمبيوتر قد حققوا تقدمًا كبيرًا في ذاكرة الكمبيوتر مع تطوير ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) وذاكرة الوصول العشوائي المتزامنة (SDRAM)، إلا أنهم لا يزالون مقيدين بالتكلفة والمساحة والاحتفاظ بالذاكرة. فعندما يتم إيقاف تشغيل الكمبيوتر، تتوقف أيضًا قدرة ذاكرة الوصول العشوائي على الاحتفاظ بالبيانات. الحل؟ تخزين البيانات.

بفضل مساحة تخزين البيانات، يمكن للمستخدمين حفظ البيانات على الجهاز.وفي حالة إيقاف تشغيل الكمبيوتر، سيتم الاحتفاظ بالبيانات.بدلاً من إدخال البيانات يدويًا في الكمبيوتر، يمكن للمستخدمين توجيه الكمبيوتر لسحب البيانات من أجهزة التخزين.يمكن لأجهزة الكمبيوتر قراءة البيانات المدخلة من مصادر مختلفة حسب الحاجة، ومن ثم يمكنها إنشاء المخرجات وحفظها في نفس المصادر أو مواقع تخزين أخرى.ويمكن للمستخدمين أيضًا مشاركة تخزين البيانات مع الآخرين. 

تتطلب المؤسسات والمستخدمون اليوم تخزين البيانات لتلبية الاحتياجات الحاسوبية عالية المستوى لتحليلات البيانات الكبيرة والذكاء الاصطناعي (AI) والتعلم الآلي (ML) وإنترنت الأشياء (IoT). والجانب الآخر من الحاجة إلى تخزين بيانات واسع النطاق هو الحماية من فقدان البيانات بسبب الكوارث أو الفشل أو الاحتيال. لذلك، لتجنب فقدان البيانات، يمكن للمؤسسات أيضًا استخدام تخزين البيانات كحل للنسخ الاحتياطي والاستعادة.

بمصطلحات بسيطة، تتصل أجهزة الكمبيوتر أو المحطات الطرفية الحديثة بأجهزة التخزين إما بشكل مباشر أو عبر شبكة.ويقوم المستخدمون بتوجيه أجهزة الكمبيوتر للوصول إلى البيانات من أجهزة التخزين هذه وتخزين البيانات عليها.ومع ذلك، على المستوى الأساسي، هناك أساسان لتخزين البيانات: الشكل الذي تؤخذ به البيانات والأجهزة التي يتم تسجيلها وتخزينها عليها.

لتخزين البيانات، بغض النظر عن تنسيقها، يحتاج المستخدمون إلى أجهزة تخزين.تأتي أجهزة تخزين البيانات في فئتين رئيسيتين: التخزين المباشر بالمنطقة والتخزين القائم على الشبكة.

التخزين المباشر بالمنطقة، المعروف أيضًا باسم التخزين المتصل المباشر (DAS)، هو كما يوحي الاسم.غالبًا ما يكون هذا التخزين في المنطقة المجاورة مباشرةً ومتصلًا بشكل مباشر بجهاز الحوسبة الذي يمكنه الوصول إليه.وفي كثير من الأحيان، يكون هذا الجهاز هو الجهاز الوحيد المتصل به.يمكن للتخزين المتصل المباشر (DAS) أيضًا توفير خدمات النسخ الاحتياطي المحلية الجيدة، لكن المشاركة محدودة. تشتمل أجهزة التخزين المتصل المباشر (DAS) على الأقراص المرنة والأقراص الضوئية — الأقراص المضغوطة (CDs) وأقراص الفيديو الرقمية (DVDs) — محركات الأقراص الثابتة (HDD)، ومحركات الأقراص المحمولة، ومحرك الأقراص ذو الحالة الصلبة (SSD). 

يتيح التخزين القائم على الشبكة لأجهزة كمبيوتر متعددة إمكانية الوصول إليه عبر الشبكة، مما يجعله أفضل لمشاركة البيانات والتعاون.وتُعد قدرته على التخزين خارج الموقع أيضًا أكثر ملاءمة للنسخ الاحتياطي وحماية البيانات.هناك إعدادان قياسيان للتخزين يعتمدان على الشبكة، وهما تخزين المتصل بالشبكة (NAS) وشبكة التخزين (SAN).

غالبًا ما يكون التخزين المتصل بالشبكة عبارة عن جهاز واحد يتكون من حاويات تخزين متكررة أو مصفوفة متكررة من الأقراص المستقلة (RAID). التخزين على شبكة منطقة التخزين (SAN) يمكن أن يكون عبارة عن شبكة مكونة من أجهزة متعددة من أنواع مختلفة، بما في ذلك SSD والتخزين بالذاكرة الوميضية والتخزين الهجين والتخزين على السحابة الهجينة والتخزين على السحابة وأجهزة وبرامج النسخ الاحتياطي.

فيما يلي الفرق بين NAS و SAN:

التخزين المتصل بالشبكة (NAS)

• جهاز تخزين واحد أو RAI
• نظام File Storage
• شبكة TCP/IP Ethernet
• عدد مستخدمين محدود
• سرعة محدودة
• خيارات توسعة محدودة
• تكلفة أقل وإعداد سهل

شبكة التخزين (SAN)

• شبكة من أجهزة متعددة
• نظام Block Storage
• شبكة قناة ألياف
• مُحسّن لمستخدمين متعددين
• أداء أسرع
• قابل للتوسع بدرجة كبيرة
• تكلفة أعلى وإعداد معقد

يمكن تسجيل البيانات وتخزينها في ثلاثة أشكال أساسية: File Storage، و Block Storage و Object Storage. 

لمقارنة أكثر تفصيلاً بين أنواع تخزين البيانات، راجع" نظام تخزين Object مقابل File مقابل Block: ما الفرق؟" وشاهد الفيديو التالي.

File Storage، أو التخزين القائم على الملفات، هو منهجية تخزين هرمية تستخدم لتنظيم البيانات وتخزينها. بمعنى آخر، يتم تخزين البيانات في ملفات، والتي يتم تنظيمها في مجلدات، والتي يتم تنظيمها ضمن تسلسل هرمي من الدلائل والدلائل الفرعية.

Block storage، والذي يُطلق عليه أحيانًا التخزين على مستوى الكتلة، هو تقنية لتخزين البيانات في كتل. يتم بعد ذلك تخزين الكتل كقطع منفصلة، ولكل منها معرف فريد. يُفضل المطورون استخدام نظام Block Storage لحالات الحوسبة التي تتطلب نقل البيانات بسرعة وكفاءة وموثوقية.

Object Storage، يُطلق عليه غالبًا التخزين المستند إلى الكائنات، وهو بنية لتخزين البيانات تتعامل مع كميات كبيرة من البيانات غير المنظمة. لا تتوافق هذه البيانات مع—أو لا يمكن تنظيمها بسهولة في—قاعدة بيانات علائقية تقليدية تحتوي على صفوف وأعمدة. تشمل الأمثلة رسائل البريد الإلكتروني ومقاطع الفيديو والصور وصفحات الويب وملفات الصوت وبيانات الاستشعار والوسائط الأخرى ومحتوى الويب (نصي أو غير نصي). تشمل حالات الاستخدام الأخرى بناء تطبيقات سحابية أصلية أو تحويل التطبيقات القديمة إلى تطبيقات سحابية من الجيل التالي باستخدام تخزين الكائنات المستند إلى السحابة كمخزن بيانات دائم.

قد لا توفر ذاكرة الكمبيوتر والتخزين المحلي سعة تخزين كافية، أو حماية للتخزين، أو وصولًا لعدة مستخدمين، أو سرعة وأداء مناسبين لتطبيقات المؤسسات. لذا، تستخدم معظم المؤسسات شكلًا من أشكال شبكة التخزين (SAN) بالإضافة إلى نظام تخزين متصل بالشبكة (NAS).

شبكة التخزين (SAN) والتي يُطلق عليها أحيانًا اسم الشبكة الكامنة وراء الخوادم، هي شبكة متخصصة عالية السرعة تربط الخوادم وأجهزة التخزين. وهي تتكون من بنية تحتية للاتصالات توفر اتصالات فعلية، مما يسمح لأي جهاز بالربط مع الشبكة باستخدام عناصر مترابطة، مثل المحولات والموجهات.

يمكن أيضًا اعتبار شبكة التخزين (SAN) بمثابة امتداد لمفهوم ناقل التخزين. يتيح هذا المفهوم لأجهزة التخزين والخوادم الارتباط فيما بينها باستخدام عناصر مماثلة، مثل شبكات المنطقة المحلية (LAN) وشبكات المنطقة الواسعة (WAN). تتضمن شبكة التخزين (SAN) أيضًا طبقة إدارة تعمل على تنظيم الاتصالات وعناصر التخزين وأنظمة الكمبيوتر. تضمن هذه الطبقة نقل البيانات بشكل آمن وفعال.

تقليديًا، كان من الممكن ربط عدد محدود فقط من أجهزة التخزين بخادم واحد. وبدلاً من ذلك، قدمت شبكة التخزين (SAN) المرونة في الشبكات، مما مكن خادمًا واحدًا أو العديد من الخوادم غير المتجانسة عبر مراكز بيانات متعددة من مشاركة أداة تخزين مشتركة. تلغي شبكة التخزين الاتصال المخصص التقليدي بين الخادم والتخزين. كما أنها تلغي مفهوم امتلاك الخادم وإدارته لأجهزة التخزين بشكل فعال. لذلك، قد تشتمل الشبكة على العديد من أجهزة التخزين، بما في ذلك الأقراص والأشرطة المغناطيسية والتخزين الضوئي—وقد تكون أداة التخزين موجودة بعيدًا عن الخوادم التي تستخدمها.

البنية التحتية للتخزين هي الأساس الذي تعتمد عليه المعلومات.لذلك، يجب أن تدعم أهداف الأعمال ونماذج الأعمال التي تعتمدها الشركة.توفر البنية الأساسية لشبكة التخزين (SAN) معدلات محسّنة فيما يتعلق بتوفر الشبكة وإمكانية الوصول إلى البيانات وإمكانية إدارة النظام.في هذه البيئة، لا يكفي مجرد نشر المزيد من أجهزة التخزين الأكثر سرعة. تبدأ شبكة التخزين (SAN) الجيدة من التصميم الجيد.

في يومنا الحالي، تطورت عملية تخزين البيانات نحو نهج برمجي يدور حول التخزين المعرّف بالبرمجيات (SDS) والتقنيات ذات الصلة التي تزيد من سرعة الحركة والمرونة والكفاءة في إدارة البيانات.في تقرير صادر عن شركة Technavio، من المتوقع أن ينمو حجم سوق التخزين المعرّف بالبرمجيات (SDS) العالمي بمقدار 105.07 مليار دولار أمريكي في الفترة من 2024 إلى 2029.¹

التخزين المعرف بالبرمجيات (SDS) هو نوع من تخزين البيانات تفصل فيه طبقة برمجية موارد التخزين عن البنية التحتية لأجهزتها المادية الأساسية. وتستخدم SDS المحاكاة الافتراضية لإنشاء مجموعة موحدة من موارد التخزين يمكن تخصيصها ديناميكيًا من خلال الأتمتة أو يدويًا عبر لوحة معلومات واجهة برمجة التطبيقات (API).

على عكس أنظمة التخزين المتصل بالشبكة (NAS) أو شبكات التخزين (SAN) التقليدية، يوفر نظام التخزين المعرف بالبرمجيات (SDS) مرونة للاستجابة لعملية التحول الرقمي المعقدة. على سبيل المثال، يمكن لنظام SDS تبسيط المهام المتعلقة بإدارة التخزين بشكل كبير عن طريق أتمتة أعباء العمل المتعلقة بالتزويد والمراقبة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها.

تشير المحاكاة الافتراضية للتخزين إلى تجميع موارد التخزين الفعلية من أنظمة تخزين متعددة بحيث يبدو أن كل وحدات التخزين موجودة على جهاز واحد. في المقابل، يقوم التخزين المعرف بالبرمجيات (SDS) باستخلاص خدمات التخزين وفصلها عن الجهاز نفسه. يقوم المستخدمون بإدارة المحاكاة الافتراضية للتخزين باستخدام وحدة تحكم لضمان أمن وموثوقية وكفاءة بياناتهم وموارد التخزين من أجل بيئات أجهزة الكمبيوتر والخادم الافتراضي.

التخزين فائق الارتباط بنية لتخزين البيانات يتم فيها تجميع موارد التخزين المعرف بالبرمجيات (SDS) وإدارتها داخل بنية تحتية فائقة الارتباط (HCI).

يدمج التخزين فائق الارتباط كل وحدات التخزين مباشرةً في مجموعة بنية تحتية فائقة الارتباط (HCI)، إلى جانب وظائف الحوسبة والشبكات. ومن خلال المحاكاة الافتراضية، تقوم البنية التحتية فائقة الارتباط (HCI) بإلغاء ربط موارد التخزين من قطع الأجهزة الفردية، مما يجعل التخزين فائق الارتباط أكثر مرونة وقابلية للتوسع من حلول التخزين التقليدية بدرجة كبيرة.

أمن تخزين البيانات يحمي البيانات في المواقع المحلية وفي البيئات المستندة إلى السحابة ضد اختراق أمن البيانات والهجمات الإلكترونية والتهديدات الأمنية الأخرى.

يعد اختراق أمن البيانات أمرًا مكلفًا للغاية وتمثل تحديًا مستمرًا للشركات. وفقًا لتقرير IBM لتكلفة اختراق أمن البيانات لعام 2023، بلغ متوسط التكلفة العالمية لاختراق أمن البيانات في ذلك العام 4.45 مليون دولار أمريكي، بزيادة قدرها 15% على مدى ثلاث سنوات. وكشف التقرير أيضًا أن متوسط الوفورات للمؤسسات التي تستخدم الذكاء الاصطناعي والأتمتة الأمنية على نطاق واسع يبلغ 1.76 مليون دولار أمريكي مقارنة بالمؤسسات التي لا تفعل ذلك.

تنشر المؤسسات تدابير أمن البيانات لتعزيز الرؤية في تخزين البيانات. تتضمن ميزات أجهزة وبرامج أمان التخزين أذونات خاصة وتشفيرًا وإخفاء البيانات وتنقيح الملفات الحساسة. تساعد أحدث حلول برامج أمان التخزين أيضًا في أتمتة التقارير لتبسيط عمليات التدقيق والالتزام بالمتطلبات التنظيمية.

فضلًا عن ذلك، أصبحت المرونة الإلكترونية—وهي قدرة المؤسسة على منع حوادث الأمن السيبراني وتحملها والتعافي منها—جزءًا لا يتجزأ من أمن تخزين البيانات. فالمرونة الإلكترونية تنقل أمن البيانات إلى مستوى جديد من خلال الجمع بين استمرارية الأعمال والتعافي من الكوارث (BCDR)، وأمن نظم المعلومات، والمرونة التنظيمية لمساعدة المؤسسات على درء التهديدات وحماية بياناتها.

اليوم، يمكن للصناعات التي تحتاج إلى حفظ السجلات والحفاظ على سلامة البيانات (على سبيل المثال، الرعاية الصحية، والحكومة) اختيار التخزين غير القابل للتغيير، والذي يحمي البيانات المخزنة عن طريق منع أي تغييرات أو تعديلات لفترة محددة أو غير محددة من الوقت. تسمح أنظمة الملفات هذه بالوصول إلى البيانات المخزنة بشكل متكرر بمجرد إنشائها، ولكن لا يمكن تعديلها ويمكن أن تساعد في حماية البيانات من العبث والهجمات الإلكترونية وبرامج الفدية.