مساحة تخزين الكتل

menu icon

مساحة تخزين الكتل

يغطي هذا الدليل أساسيات مساحة تخزين الكتل - وهي نوع من أنواع مساحات التخزين التي يتم استخدامها لتخزين ملفات البيانات على شبكات مساحات التخزين Storage Area Networks (SAN) أو بالمنصات السحابية.

ما هي مساحة تخزين الكتل؟

مساحة تخزين الكتل، التي يتم الإشارة إليها أحيانا باسم التخزين على مستوى الكتلة، هي تقنية يتم استخدامها لتخزين ملفات البيانات في شبكات مساحات التخزين Storage Area Networks (SAN) أو في بيئات التخزين القائمة على البيئة السحابية. يفضل المطورون مساحات تخزين الكتل لحالات الحوسبة التي يحتاجون فيها إلى نقل البيانات بسرعة وكفاءة وموثوقية.

تقوم مساحة تخزين الكتل بتقسيم البيانات إلى كتل، ثم تقوم بتخزين هذه الكتل كقطع منفصلة، لكل منها كود تعريف متفرد. تضع شبكات مساحات التخزين SAN كتل البيانات تلك في أي مكان تكون فيه أكثر كفاءة. يعني ذلك أنه يمكن تخزين تلك الكتل في أنظمة مختلفة ويمكن أن يتم توصيف كل كتلة (أو تقسيمها) للعمل مع أنظمة تشغيل مختلفة.

كما تقوم مساحة تخزين الكتل بفصل البيانات عن بيئات التشغيل الخاصة بالمستخدم، مما يسمح بانتشار البيانات عبر بيئات التشغيل المتعددة. يؤدي ذلك إلى تكوين مسارات متعددة للبيانات ويسمح للمستخدم باسترجاعها بسرعة. عندما يقوم مستخدم أو تطبيق بطلب بيانات من نظام مساحة تخزين الكتل، يقوم نظام التخزين الأساسي بإعادة تجميع كتل البيانات وتقديم البيانات إلى المستخدم أو التطبيق.

مساحة تخزين الكتل مقابل مساحة تخزين العناصر مقابل مساحة تخزين الملفات

لا تقف مساحة تخزين الكتل وحدها في عالم مساحات تخزين البيانات. يقوم المطورون أيضا باستخدام أنظمة أخرى، مثل مساحة تخزين العناصر ومساحة تخزين الملفات. في حين أن الهدف النهائي لكل منها هو توفير البيانات للمستخدمين والتطبيقات، فإن كل من طرق التخزين تلك تقوم بتخزين واسترجاع البيانات بشكل مختلف.

مساحة تخزين العناصر

مساحة تخزين العناصر، المعروفة أيضا بمساحة التخزين القائمة على العناصر، تقوم بفصل ملفات البيانات إلى أجزاء تسمى العناصر. ثم تقوم بعد ذلك بتخزين هذه العناصر في مستودع تخزين واحد، والذي يمكن أن ينتشر بين العديد من الأنظمة المتصلة بشبكة اتصالات.

في الممارسة العملية، تدير التطبيقات جميع هذه العناصر، مما يلغي الحاجة إلى نظام الملفات التقليدي. يتسلم كل عنصر كود تعريف متفرد تستخدمه التطبيقات لتعريف العنصر. ويقوم كل عنصر بتخزين بيانات التوصيف - وهي عبارة عن معلومات عن الملفات التي يتم تخزينها في العنصر.

أحد الاختلافات الهامة بين مساحة تخزين العناصر ومساحة تخزين الكتل هو طريقة تعامل كل منهما مع بيانات التوصيف. في مساحة تخزين العناصر، يمكن تهيئة بيانات التوصيف لكي تتضمن معلومات إضافية مفصلة عن ملفات البيانات التي يتم تخزينها في العنصر. على سبيل المثال، يمكن تهيئة بيانات التوصيف المصاحبة لملف فيديو بحيث تقدم المعلومات عن المكان الذي تم فيه عمل الفيديو، ونوع الكاميرا المستخدمة في تصويره، وحتى العناصر التي تم التقاطها في كل إطار. في مساحة التخزين، تقتصر بيانات التوصيف على الخصائص المميزة الأساسية للملف.

تعتبر مساحة تخزين الكتل مناسبة للملفات الثابتة التي لا يتم تغييرها كثيرا لأن أي تغيير يتم إجراؤه على ملف ينتج عنه تكوين عنصر جديد.

لمزيد من المعلومات عن مساحة تخزين العناصر، تحقق من "مساحة تخزين العناصر: دليل كامل" والفيديو الخاص بنا "ما هي مساحة تخزين العناصر؟"

IBM Cloud Object Storage: تم بناؤها للأعمال (04:10)

مساحة تخزين الملفات

مساحة تخزين الملفات، التي يتم الإشارة إليها أيضا باسم مساحة التخزين على مستوى الملف أو القائمة على ملف، عادة تكون ملحقة بتقنية التخزين المرفق بشبكة الاتصال Network Attached Storage (NAS). تقدم تقنية NAS مساحة التخزين للمستخدمين والتطبيقات باستخدام نفس الأيديولوجية التي يستخدمها نظام ملفات الشبكة التقليدي. بعبارة أخرى، يتسلم المستخدم أو التطبيق البيانات من خلال تسلسلات الدلائل والحافظات والملفات الفردية. تعمل هذه التقنية بطريقة مماثلة لقرص التشغيل الثابت المحلي. ومع ذلك، يقوم NAS أو نظام تشغيل شبكة الاتصال Network Operating System (NOS) بالتعامل مع حقوق التوصل ومشاركة الملفات وإقفال الملفات وعناصر التحكم الأخرى.

قد يكون من السهل جدا توصيف مساحة تخزين الملفات، لكن التوصل إلى البيانات يكون مقيدا بمسار واحد لها، الأمر الذي قد يؤثر على الأداء مقارنة بمساحة تخزين الكتل أو العناصر. كما أن مساحة تخزين الملفات تعمل فقط مع البروتوكولات العامة على مستوى الملف، مثل New Technology File System (NTFS) لنظام Windows أو Network File System (NFS) لنظام Linux. قد يؤدي ذلك إلى تحديد إمكانية الاستخدام في الأنظمة غير المتشابهة.

للتعرف بشكل أعمق على مساحة تخزين الملفات، ارجع إلى "مساحة تخزين الملفات: دليل كامل".

في الفيديو التالي، تقدم آمي بليا لمحة عامة عن مختلف أنواع مساحات التخزين وحالات استخدامها:

مساحة تخزين الكتل مقابل مساحة تخزين الملفات (04:03)

أمثلة

تسمح مساحة تخزين الكتل بتكوين وحدات تخزين أولية يمكن أن تتصل بها أنظمة التشغيل القائمة على وحدة الخدمة. يمكنك التعامل مع وحدات التخزين الأولية تلك كوحدات تشغيل منفردة. يتيح لك ذلك إمكانية استخدام مساحة تخزين الكتل لأي نوع من التطبيقات تقريبا، بما في ذلك مساحة تخزين الملفات وتخزين قاعدة البيانات ونظام ملفات الأجهزة الافتراضية (VMFS)، والمزيد.

على سبيل المثال، أنظر إلى نشر الأجهزة الافتراضية عبر المؤسسة. باستخدام مساحة تخزين الكتل، يمكنك بسهولة تكوين وتنسيق وحدة تخزين قائمة على الكتلة لتخزين VMFS. يمكن بعد ذلك أن يتم إرفاق وحدة خدمة فعلية بهذه الكتلة، مما يحقق تكوين أجهزة افتراضية متعددة. والأكثر من ذلك، فإن تكوين وحدة تخزين قائمة على الكتلة وتركيب نظام تشغيل والإرفاق بوحدة التخزين تلك يسمح للمستخدمين بمشاركة الملفات باستخدام نظام التشغيل المحلي هذا.

لمعرفة المزيد عن الأجهزة الافتراضية، ارجع إلى "الأجهزة الافتراضية: دليل كامل."

تعد عمليات النشر ببيئة التشغيل السحابية الخاصة أحد أوجه الاستخدام الممتازة لمساحة تخزين الكتل. للتعرف بشكل أعمق على بيئة التشغيل السحابية الخاصة ومساحة تخزين الكتل، قم بالاطلاع على توضيح IBM Garage حول المحاكاة الافتراضية لتوسيع نطاق بيئة التشغيل السحابية الخاصة الافتراضية باستخدام مساحة تخزين الكتل والملفات.

مساحة تخزين الكتل والحاويات

المرونة المتأصلة في مساحة تخزين الكتل تجعلها مثالية للحاويات. تقوم الحاويات باستخلاص التطبيقات من أنظمة التشغيل، مثل قيام المحاكاة الافتراضية باستخلاص أنظمة التشغيل من الأجهزة الفعلية. باستخدام مساحة تخزين الكتل، يمكنك تعريف الحاويات وبدء تشغيلها سريعا.

التعبئة في الحاويات، وهي العملية التي يتم خلالها تنسيق حاويات متعددة في بيئة التشغيل بالمؤسسة، تحقق الاستفادة من سرعة مساحة تخزين الكتل والقدرة المحلية لدى نظام رئيسي واحد لتركيب كتل متعددة.

للحصول على مزيد من المعلومات عن كيفية قيام مساحة تخزين الكتل بدعم التعبئة في الحاويات، برجاء قراءة هذا عن الحاويات وجهة التخزين الدائمة.

للاطلاع على مقدمة شاملة عن الحاويات والتعبئة في الحاويات، يرجى قراءة "الحاويات: دليل كامل" و"التعبئة في الحاويات: دليل كامل."

شبكات مساحة التخزين

عادة ما يقوم المطورون بنشر مساحة تخزين الكتل باستخدام شبكة مساحة التخزين Storage Area Network (SAN). تعد SAN شبكة اتصالات بالحاسب الآلي تتيح إمكانية التوصل إلى مساحة تخزين البيانات. تقوم شبكات SAN بتقديم مساحة تخزين الكتل إلى الأنظمة الأخرى المتصلة بشبكة الاتصال، كما لو كانت تلك الكتل هي أجهزة ملحقة محليا. على سبيل المثال، يمكن إلحاق وحدة الخدمة إلى SAN باستخدام الاتصال بشبكة اتصالات - مثل Fibre Channel أو Internet Small Computer System Interface (iSCSI) أو Infiniband - من أجل الوصول إلى كتلة كما لو كانت وحدة تخزين يتم التوصل إليها محليا. يمكنك أيضا توصيف العديد من مصفوفات التخزين على SAN، ويمكنك إلحاق العديد من وحدات الخدمة إلى SAN.

تحتوي شبكة SAN على العديد من العناصر أو الطبقات. الأولى هي طبقة النظام الرئيسي، التي تتكون من وحدة الخدمة - التي تقوم بتشغيل نظام تشغيل شبكة الاتصال - المتصلة بشبكة اتصالات البيانات من خلال بطاقة موفق أداة نقل النظام الرئيسي، والتي تتصل بشبكة التخزين باستخدام كابل. يتم توصيل طبقة النظام الرئيسي بطبقة البنية، وهي عبارة عن مجموعة من الأجهزة، مثل مفاتيح SAN وأجهزة التوجيه وأدوات ربط البروتوكولات وأجهزة نقاط الاتصال بين الشبكات والكابلات. تتفاعل طبقة البنية مع طبقة مساحة التخزين، التي تتكون من أجهزة التخزين الفعلية، مثل وحدات تشغيل الأقراص أو الشرائط المغنطيسية أو وسط التخزين الضوئي.

قم بتنزيل "مقدمة عن شبكات مساحة التخزين" للحصول على مزيد من المعلومات عن تقنية SAN.

مصفوفات RAID

مساحة تخزين الكتل بمفردها لا توفر الكثير في شكل تكرار، مما يجعل مصفوفات RAID اعتبارا هاما لأي تجهيز هام لمساحة تخزين الكتل. تقوم RAID (مصفوفة متكررة من الأقراص المستقلة) بحماية البيانات من خلال كتابتها إلى اثنين أو أكثر من أقراص التشغيل؛ بحيث إذا فشل قرص، يمكن أن تحل المعلومات الموجودة على القرص الآخر (الأقراص) محله عادة بدون أن يدرك المستخدمون حدوث أي مقاطعة.

لمعرفة المزيد عن تقنية RAID، ارجع إلى "مصفوفات القرص."

مصدر مفتوح

تصعد على الساحة بدائل مفتوحة المصدر لحلول SAN التقليدية التي تتمحور حول المورد، وظهور مشاريع جديدة بصفة يومية تقريبا، في حين تستمر المشاريع التي تم تأسيسها بالفعل في تحسين وإضافة الخصائص. يقدم مشروع FreeNAS مفتوح المصدر كل من مساحة تخزين الكتل و RAID المعرف بواسطة البرامج؛ ويعد Openfiler أحد حلول التخزين مفتوحة المصدر، والذي يتضمن الدعم لمساحة تخزين الكتل و RAID.

في حين يمثل المصدر المفتوح أملا كبيرا في قطاع التخزين، فإنه يتطلب خبرة لضمان النجاح، مما يعني بدوره أنه سيتعين على مسؤولي التخزين في الوقت الحاضر اللجوء إلى الموردين لتقديم الدعم والخدمات.

تقديم مساحة تخزين الكتل كخدمة

يقع مفهوم تقديم مساحة تخزين الكتل كخدمة (BSSaaS) في فئة تقديم مساحة تخزين للمؤسسة كخدمة (ESaaS) الأكبر بكثير، حيث يمكن لأولئك الذين يبحثون عن تخزين قائم على البيئة السحابية أن يقوموا بالاختيار من بين مساحات تخزين الكتل أو الملفات أو العناصر من أجل دعم احتياجاتهم لتخزين البيانات. في معظم الحالات، عند العمل بمفهوم ESaaS، سيكون على المستخدمين أيضا اختيار حل IaaS أو PaaS ونشر التطبيقات ووحدات الخدمة مباشرة في البيئة السحابية.

كيفية توسيع نطاق مساحة تخزين الكتل

عندما يتعلق الأمر بالتخزين تصبح القدرة على تلبية الطلب أمر بالغ الأهمية. لقد نما استهلاك مساحات التخزين بمعدل متضاعف. بما أن مساحة تخزين الكتل تعد مستقلة عن مصادر الحوسبة، فان توسيع النطاق لا يتطلب أكثر من تكوين وحدات إضافية لتخزين الكتل لدى جهة إتاحة ESaaS.

بالنسبة للمؤسسات التي تستخدم منهج البيئة السحابية المختلطة، قد يتطلب توسيع النطاق شراء وحدات تشغيل إضافية أو مصفوفات RAID، ولكن تظل العملية الفعلية لتوسيع النطاق مماثلة نسبيا. تعد عملية إعداد وحدات إضافية لتخزين الكتل مطلب أساسي لزيادة حجم مساحة التخزين المتاحة. تعرف على المزيد حول توسيع النطاق ومساحة تخزين الكتل.

مساحة تخزين الكتل و IBM

يلتزم IBM Cloud Block Storage بمساعدة الشركاء والمشروعات والمؤسسات في تلبية احتياجاتهم من مساحات التخزين، وتقديم مستوى أداء قرص محلي مدعوم بذاكرة وميضية، مع استمرارية وتحمل SAN، وعمليات IOPs قابلة للتهيئة، وفواتير يمكن التنبؤ بقيمتها.

تعرف على المزيد حول IBM Cloud Block Storage، بما في ذلك العديد من الخصائص والإمكانيات.

قم بالتسجيل للحصول على IBMid وأنشئ حساب IBM Cloud الخاص بك.