ما المقصود بـ Block Storage؟

يقوم Block storage بتقسيم البيانات إلى كتل ثم تخزين تلك الكتل كقطع منفصلة، لكل منها معرّف فريد. وتضع SAN هذه الكتل البيانات أينما كانت أكثر كفاءة. وهذا يعني أنه يمكن تخزين تلك الكتل عبر أنظمة مختلفة ويمكن تهيئة (أو تقسيم) كل كتلة للعمل مع أنظمة تشغيل مختلفة.

يفصل Block storage البيانات عن بيئات المستخدم، ما يسمح بتوزيع البيانات عبر بيئات متعددة. ويؤدي هذا إلى إنشاء مسارات متعددة للبيانات ويسمح للمستخدم باستردادها بسرعة. وعندما يطلب المستخدم أو التطبيق بيانات من نظام Block Storage، يقوم نظام التخزين الأساسي بإعادة تجميع كتل البيانات وتقديم البيانات إلى المستخدم أو التطبيق.

لا يُعد Block Storage وحده في عالم تخزين البيانات. حيث يستخدم المطورون أيضًا أنظمة أخرى، مثل Object Storage وFile Storage في حين أن الهدف النهائي لكل منها هو توفير البيانات للمستخدمين والتطبيقات، إلا أن كل طريقة من طرق التخزين هذه تعمل على تخزين البيانات واسترجاعها بشكل مختلف.

Object storage، والذي يعرف أيضًا باسم التخزين القائم على الكائنات، يقوم بتقسيم ملفات البيانات إلى أجزاء تسمى الكائنات. ثم يقوم بتخزين هذه الكائنات في مستودع واحد، والذي يمكن توزيعه عبر أنظمة شبكية متعددة.

من الناحية العملية، تدير التطبيقات جميع الكائنات، ما يلغي الحاجة إلى نظام الملفات التقليدي. ويتلقى كل كائن معرفًا فريدًا تستخدمه التطبيقات لتعريف الكائن. ويقوم كل كائن بتخزين البيانات الوصفية—هي معلومات حول الملفات المخزنة في الكائن.

يتمثل أحد الاختلافات المهمة بين Object Storage وBlock Storage في كيفية تعامل كل منهما مع البيانات الوصفية. في Object Storage، يمكن تخصيص البيانات الوصفية لتضمين معلومات إضافية مفصلة حول ملفات البيانات المخزنة في الكائن.

على سبيل المثال، يمكن تخصيص البيانات الوصفية المصاحبة لملف الفيديو لمعرفة مكان إنشاء الفيديو ونوع الكاميرا المستخدمة لتصويره. كما يمكن أن يتضمن تفاصيل مثل الأهداف التي تم التقاطها في كل إطار. في Block Storage، تقتصر البيانات الوصفية على سمات الملف الأساسية.

يُعد Block storage هو الأنسب للملفات الثابتة التي لا يتم تغييرها كثيرًا لأن أي تغيير يتم إجراؤه على ملف ينتج عنه كائن جديد.

عادةً ما يرتبط File Storage، والذي يشار إليه أيضًا باسم التخزين على مستوى الملف أو التخزين المستند إلى الملفات، بتقنية التخزين المتصل بالشبكة (NAS). تقدم تقنية NAS التخزين للمستخدمين والتطبيقات باستخدام أيديولوجية نظام ملفات الشبكة التقليدي نفسه.

بمعنى آخر، يتلقى المستخدم أو التطبيق البيانات من خلال أشجار الدليل والمجلدات والملفات الفردية. ويعمل هذا بشكل مشابه لمحرك الأقراص الثابتة المحلي. ومع ذلك، يتعامل NAS أو نظام تشغيل الشبكة (NOS) مع حقوق الوصول ومشاركة الملفات وقفل الملفات وعناصر التحكم الأخرى.

يمكن أن يكون من السهل جدًا تكوين File Storage، ولكن الوصول إلى البيانات مقيد بمسار واحد للبيانات، ما قد يؤثر في الأداء مقارنةً بـ Block Storage أو Object Storage. كما أن File storage لا يعمل إلا مع بروتوكولات شائعة على مستوى الملفات، مثل نظام ملفات التقنية الجديدة (NTFS) لنظام التشغيل Windows أو نظام ملفات الشبكة (NFS) لنظام التشغيل Linux. وقد يحد هذا من قابلية الاستخدام عبر أنظمة مختلفة.

شاهد Bradley Knapp وهو يشرح نوعي التخزين الأكثر استخدامًا: Block Storage وFile Storage، بما في ذلك الاختلافات بينهما وفوائدهما وحالات استخدامهما.

يسمح Block storage بإنشاء وحدات التخزين الأولية، التي يمكن لأنظمة التشغيل المستندة إلى الخادم الاتصال بها. ويمكنك التعامل مع وحدات التخزين الأولية هذه كأقراص صلبة فردية. ويتيح لك هذا استخدام Block Storage لأي نوع من التطبيقات تقريبًا، بما في ذلك تخزين الملفات وتخزين قواعد البيانات ووحدات تخزين نظام ملفات الأجهزة الافتراضية (VMFS) وغيرها.

على سبيل المثال نشر الأجهزة الافتراضية عبر المؤسسة. باستخدام Block Storage، يمكنك بسهولة إنشاء وحدة تخزين قائمة على الكتل وتنسيقها لتخزين VMFS. ويمكن بعد ذلك إرفاق الخادم الفعلي بهذه الكتلة، ما يؤدي إلى إنشاء أجهزة افتراضية متعددة. والأكثر من ذلك، فإن إنشاء وحدة تخزين قائمة على الكتلة وتثبيت نظام تشغيل وإرفاقه بهذا المجلد يسمح للمستخدمين مشاركة الملفات باستخدام نظام التشغيل الأصلي هذا.

تُعد عمليات النشر السحابية الخاصة استخدامًا ممتازًا آخر لـ Block Storage. للتعمق أكثر في السحابة الخاصة وBlock Storage، اطلع على شرح IBM® Garage للمحاكاة الافتراضية لتوسيع السحابة الخاصة الافتراضية باستخدام Block Storage وFile Storage.

المرونة المتأصلة في Block Storage تجعله مثاليًا للحاويات. تقوم الحاويات بتلخيص التطبيقات من أنظمة التشغيل، تمامًا مثلما تقوم المحاكاة الافتراضية بتلخيص أنظمة التشغيل من الأجهزة المادية. وباستخدام Block Storage، يمكنك تعريف الحاويات وتشغيلها بسرعة. كما تستفيد الحاويات من سرعة Block Storage والقدرة الأصلية لمضيف واحد على تحميل كتل متعددة.

غالبًا ما يقوم المطورون بنشر Block Storage باستخدام شبكة التخزين (SAN). SAN هي شبكة كمبيوتر توفر إمكانية الوصول إلى تخزين البيانات. وتقدم شبكات SAN نظام Block Storage إلى أنظمة أخرى متصلة بالشبكة كما لو كانت هذه الكتل عبارة عن أجهزة متصلة محليًا.

على سبيل المثال، يمكن للخادم إرفاق SAN باستخدام اتصال شبكة بيانات، مثل قناة الألياف أو واجهة نظام الكمبيوتر الصغير للإنترنت (iSCSI) أو InfiniBand. ويسمح هذا الاتصال للخادم بالوصول إلى كتلة كما لو كانت وحدة تخزين يتم الوصول إليها محليًا. يمكنك أيضًا تكوين مصفوفات تخزين متعددة على شبكة SAN ويمكنك توصيل خوادم متعددة بشبكة SAN.

تتكون شبكة SAN من العديد من العناصر أو الطبقات. الطبقة الأولى هي الطبقة المضيفة، والتي تتكون من الخادم الذي يقوم بتشغيل نظام تشغيل الشبكة المتصل بشبكة البيانات من خلال بطاقة محول الناقل المضيف (HBA). وبطاقة HBA، بدورها، متصلة بشبكة التخزين باستخدام كابل.

ترتبط الطبقة المضيفة بطبقة الألياف، وهي عبارة عن مجموعة من الأجهزة، مثل محولات SAN وأجهزة التوجيه وجسور البروتوكول وأجهزة البوابة والكابلات. وتتفاعل طبقة الألياف مع طبقة التخزين، والتي تتكون من أجهزة التخزين المادية، مثل محركات الأقراص أو الأشرطة المغناطيسية أو الوسائط الضوئية.

لا يوفر Block Storage، بمفرده الكثير من التكرار، ما يجعل مصفوفات RAID أحد الاعتبارات المهمة لأي تطبيق لـ Block Storage للمهام الحساسة. وتحمي RAID (مصفوفة زائدة عن الحاجة من الأقراص المستقلة) البيانات عن طريق كتابتها على محركي أقراص أو أكثر. وإذا فشل أحد الأقراص، فيمكن عادةً استبداله بالمعلومات الموجودة على القرص (الأقراص) الأخرى دون أن يكون المستخدمون على دراية بحدوث انقطاع.

تشهد البدائل مفتوحة المصدر لحلول SAN التقليدية التي تركز على الموردين ارتفاعًا ملحوظًا، مع ظهور مشروعات جديدة بشكل شبه يومي، بينما تستمر المشروعات القائمة في التحسين وإضافة الميزات. ويوفر مشروع FreeNAS مفتوح المصدر كلاً من Block Storage وRAID المحددة بالبرمجيات. Openfiler هو حل تخزين مفتوح المصدر آخر يتضمن دعمًا لـ Block Storage وRAID.

على الرغم من أن المصدر المفتوح يظهر وعدًا كبيرًا في قطاع التخزين، إلا أنه يتطلب خبرة لضمان النجاح، ما يعني أن مسؤولي التخزين اليوم سيحتاجون إلى الموردين للحصول على الدعم والخدمة.

يقع Block Storage كخدمة (BSSaaS) ضمن فئة أكبر بكثير وهي تخزين المؤسسات كخدمة (ESaaS). ضمن ESaaS، يمكن لأولئك الذين يبحثون عن التخزين المستند إلى السحابة الاختيار من بين Block Storage أو File Storage أو Object Storage لدعم احتياجات تخزين البيانات الخاصة بهم. وبالنسبة إلى الجزء الأكبر، عند العمل مع ESaaS، سيتعين على المستخدمين أيضًا اختيار حل IaaS أو PaaS وينشر التطبيقات والخوادم مباشرةً في السحابة.

إن القدرة على تلبية الطلب أمر حساس عندما يتعلق الأمر بالتخزين. ولقد شهد استهلاك التخزين نموًا بمعدل هائل. ونظرًا لأن Block Storage مستقل عن الموارد، فإن توسيع النطاق لا يتطلب أكثر من إنشاء وحدات Block Storage إضافية مع مزود ESaaS.

بالنسبة إلى المؤسسات التي تستخدم نهج السحابة الهجينة ،قد يتطلب التوسع شراء محركات أقراص صلبة إضافية أو مصفوفات RAID، ولكن عملية التوسع الفعلية تظل كما هي نسبيًا. ويُعد توفير وحدات Block Storage إضافية هو المطلب الأساسي لزيادة مقدار التخزين المتاح. تعرف على المزيد حول التوسع وBlock Storage