ما هو RAID وكيف يعمل؟

RAID هو طريقة لجعل عدة أقراص فعلية تتصرف كنظام تخزين واحد. اعتمادًا على كيفية تكوينه، يمكن لـ RAID تحسين السرعة، مساعدة NAS على النجاة من فشل القرص، تحسين كفاءة السعة القابلة للاستخدام، أو الجمع بين بعض هذه الأهداف.

لكن غالبًا ما يُساء فهم RAID من قبل المشترين الجدد لـ NAS. فهو لا يجعل البيانات آمنة تلقائيًا، ولا يمنحك دائمًا السعة الكاملة المطبوعة على ملصقات الأقراص، وليس هو نفسه النسخ الاحتياطي. يعتمد إعداد RAID الصحيح على ما تهتم به أكثر: الأداء، السعة القابلة للاستخدام، وقت التشغيل، أو الاسترداد الحقيقي.

يجعل RAID عدة أقراص تعمل كوحدة تخزين واحدة

يبدأ إعداد NAS منزلي شائع بقرصين أو أربعة أو أكثر. لا يريد المستخدم إدارة القرص 1، القرص 2، القرص 3، والقرص 4 بشكل منفصل من كل جهاز كمبيوتر. يريد مساحة تخزين مشتركة واحدة لملفات العائلة، الوسائط، النسخ الاحتياطية، بيانات Docker، أو أرشيفات المشاريع.

هذا هو الدور الأساسي لـ RAID. فهو يجمع عدة أقراص فعلية في وحدة تخزين منطقية يمكن لنظام التشغيل أو برنامج NAS عرضها كمكان تخزين واحد قابل للاستخدام. تصف TechTarget RAID كطريقة لوضع البيانات على عدة أقراص مع السماح لها بالظهور كوحدة منطقية واحدة، ولهذا السبب فإن عدة أقراص في نظام تخزين منطقي واحد هو أبسط طريقة لفهم الفكرة.

الجزء المهم هو أن RAID ليس سلوكًا واحدًا فقط. تحدد مستويات RAID المختلفة مكان وضع كتل البيانات، وما إذا كان يتم كتابة نسخة ثانية، وما إذا كانت معلومات التكافؤ مخزنة للاسترداد. هذا الاختيار يغير السرعة، السعة القابلة للاستخدام، وما يحدث عند فشل القرص.

الكتل الثلاث الأساسية: التقسيم، النسخ المتطابق، والتكافؤ

قد تبدو مستويات RAID مربكة لأن الأسماء هي مجرد أرقام: RAID 0، RAID 1، RAID 5، RAID 6، RAID 10. تحت هذه الأرقام، يتم بناء معظم تصاميم RAID من ثلاث عمليات أساسية: التقسيم، النسخ المتطابق، والتكافؤ.

تشرح نظرة عامة على مصطلحات RAID من DigitalOcean التقسيم، النسخ المتطابق، والتكافؤ كمفاهيم أساسية. يقوم التقسيم بتقسيم البيانات عبر الأقراص لتعمل بالتوازي. يكتب النسخ المتطابق نسخًا كاملة على أكثر من قرص. يخزن التكافؤ معلومات الاسترداد التي يمكن أن تساعد في إعادة بناء البيانات المفقودة بعد فشل القرص.

بمجرد أن تفهم هذه الإجراءات الثلاثة، يصبح RAID أقل غموضًا. RAID 0 هو في الغالب تقسيم. RAID 1 هو مرآة. RAID 5 و RAID 6 يستخدمان التوازن. RAID 10 يجمع بين المرآة والتقسيم. المستوى الذي تختاره هو حقًا توازن بين السرعة، السعة القابلة للاستخدام، ومقاومة فشل الأقراص.

RAID 0 سريع، لكنه لا يحتوي على شبكة أمان

RAID 0 جذاب لأنه يبدو فعالًا. قرصان بسعة 4 تيرابايت يمكن أن يظهرا كأنهما قريبان من 8 تيرابايت قابلين للاستخدام، وقد تكون عمليات القراءة أو الكتابة أسرع لأن البيانات موزعة عبر كلا القرصين. بالنسبة لشخص يحاول الحصول على مزيد من السرعة والسعة من عدد قليل من الأقراص، هذا يبدو مغريًا.

المشكلة أن RAID 0 لا يحتوي على مرآة ولا توازن. يتم تقسيم كل ملف عبر عدة أقراص، لذا يعتمد المصفوف على بقاء كل قرص صحيًا. إذا فشل قرص واحد، قد تصبح البيانات الموزعة عبر المصفوفة غير قابلة للاستخدام.

هذا يجعل RAID 0 خيارًا سيئًا لبيانات NAS المنزلية المهمة. قد يكون منطقيًا لمساحات العمل المؤقتة، التخزين المؤقت، تحرير الفيديو المؤقت، بيانات الاختبار، أو الوسائط التي يمكن إعادة إنشائها أو تنزيلها مرة أخرى. لا ينبغي استخدامه لصور العائلة، ملفات العمل، أهداف النسخ الاحتياطي، أو النسخة الوحيدة لأي شيء مهم.

RAID 1 هو مقاومة بسيطة لفشل الأقراص

بالنسبة لـ NAS منزلي بفتحتين، غالبًا ما يكون RAID 1 هو أسهل إعداد مكرر للفهم. تقوم بتثبيت قرصين، ويكتب الـ NAS نفس البيانات على كلا القرصين. إذا فشل أحد الأقراص، لا يزال الآخر يحتوي على نسخة كاملة.

المقايضة هي السعة. قرصان بسعة 8 تيرابايت في RAID 1 لا يمنحانك 16 تيرابايت من السعة القابلة للاستخدام. بل يمنحانك تقريبًا سعة قرص واحد فقط، لأن القرص الثاني يُستخدم كمرآة. بالنسبة للعديد من الأسر، هذا التوازن مقبول لأن الهدف ليس السعة القصوى؛ الهدف هو النجاة من فشل قرص واحد دون فقدان الوصول فورًا.

RAID 1 هو الإعداد الافتراضي الجيد لتخزين NAS بسيط بفتحتين، لكنه ليس نسخة احتياطية. التوازن الأعمق بين RAID 0 و RAID 1 يتعلق حقًا بالسرعة والسعة مقابل تخزين يومي أكثر أمانًا.

RAID 5 وRAID 6 يستخدمان التماثل لموازنة السعة والمرونة

بمجرد أن يحتوي NAS على ثلاثة أو أربعة أقراص، قد يبدو النسخ الكامل مكلفًا. هنا يصبح RAID 5 وRAID 6 شائعين. يستخدمان التماثل حتى يتمكن النظام من التعافي من فشل قرص دون التضحية بالكثير من السعة القابلة للاستخدام كما في النسخ الكامل.

يستخدم RAID 5 تماثلًا فرديًا وعادةً ما يتحمل فشل قرص واحد. يستخدم RAID 6 تماثلًا مزدوجًا وعادةً ما يتحمل فشل قرصين. التكلفة هي زيادة التماثل، وكتابات أكثر تعقيدًا، وإعادة بناء أطول بعد استبدال القرص الفاشل.

بالنسبة لـ NAS منزلي بأربعة فتحات، يمكن أن يكون RAID 5 أو RAID 6 معقولًا حسب البيانات، حجم الأقراص، وخطة النسخ الاحتياطي. يوفر RAID 5 سعة قابلة للاستخدام أكبر. يوفر RAID 6 هامش أمان أكبر أثناء فشل القرص وإعادة البناء. لا يلغي أي منهما الحاجة إلى نسخ احتياطي منفصل.

RAID 10 يجمع بين النسخ المتماثل والتقسيم

غالبًا ما يُعتبر RAID 10 "الأفضل" لأنه يجمع بين فكرتين مألوفتين: النسخ المتماثل RAID 1 والتقسيم RAID 0. في الممارسة، يبدأ عادةً بأزواج أقراص متماثلة، ثم يقسم البيانات عبر تلك الأزواج.

هذا يمنح RAID 10 أداءً قويًا ومرونة جيدة، خاصةً للأحمال التي تحتوي على العديد من عمليات القراءة والكتابة. يمكن أن يكون مفيدًا للآلات الافتراضية، قواعد البيانات، تخزين المختبر المنزلي، والأحمال الأخرى التي يكون فيها سلوك الكتابة أكثر أهمية من مجرد تعظيم السعة القابلة للاستخدام.

المقابل هو تكلفة الأقراص. عادةً ما يتطلب RAID 10 على الأقل أربعة أقراص، والسعة القابلة للاستخدام تقارب نصف السعة الخام الإجمالية. بالنسبة لـ NAS عائلي عادي يستخدم للصور، المستندات، الوسائط، والنسخ الاحتياطية، قد يكون RAID 10 أكثر من اللازم. بالنسبة لمختبر منزلي كثيف الكتابة، قد يكون أكثر منطقية.

مقارنة بين مستويات RAID الشائعة

معظم المستخدمين المنزليين لا يحتاجون إلى حفظ كل مستوى RAID. يحتاجون إلى فهم ما يحاول كل خيار شائع تحسينه: السرعة، النسخ البسيط، كفاءة التماثل، تحمل الأخطاء الأقوى، أو الأداء مع المرونة.

نظرة NI العامة على مستويات RAID الشائعة مفيدة لأنها تفصل بين RAID 0، RAID 1، RAID 5، RAID 6، وRAID 10 حسب الحد الأدنى لعدد الأقراص والسلوك. هذا هو مستوى الفهم الذي يحتاجه معظم مشتري NAS المبتدئين قبل اختيار التخطيط.

هذا الجدول هو نقطة انطلاق فقط. تعتمد السعة القابلة للاستخدام الفعلية، ومسار التوسيع، وسلوك إعادة البناء، ودعم اللقطات على نظام تشغيل NAS ونظام الملفات. تأكد دائمًا من التفاصيل داخل برنامج NAS قبل تخزين بيانات مهمة.

السعة الخام ليست السعة التي يجب أن تخطط بناءً عليها

الارتباك حول السعة هو أحد أول المشاكل التي يواجهها مستخدمو NAS الجدد. أربعة أقراص بسعة 12 تيرابايت تبدو كـ NAS بسعة 48 تيرابايت. قرصان بسعة 8 تيرابايت تبدوان كـ 16 تيرابايت. لكن هذه الأرقام هي السعة الخام، وليست بالضرورة السعة الآمنة القابلة للاستخدام.

تعتمد السعة القابلة للاستخدام على مستوى RAID، وحجم نظام الملفات، واللقطات، والمساحة المحجوزة، وكمية المساحة الحرة التي تريد الاحتفاظ بها. RAID 1 يعكس البيانات، لذا السعة القابلة للاستخدام تقارب حجم قرص واحد. RAID 5 يحتفظ بما يعادل قرص واحد للتماثل. RAID 6 يحتفظ بمزيد. RAID 10 عادةً ما يعطي حوالي نصف السعة الخام.

خطط لـ NAS بناءً على السعة القابلة للاستخدام. حدد مقدار التخزين الذي تحتاجه للعمل خلال السنوات القليلة القادمة، ثم اختر حجم القرص ومستوى RAID. لا تبدأ من تسمية القرص وافترض أن كل السعة ستكون متاحة للتخزين الآمن.

ماذا يحدث عند تعطل قرص؟

عندما يتعطل قرص في مصفوفة RAID زائدة، قد يستمر NAS في العمل بحالة متدهورة. قد تظل الملفات قابلة للوصول، لكن النظام فقد جزءًا من هامش الأمان الخاص به. هذه هي اللحظة التي يبدو فيها RAID مفيدًا، لكنها أيضًا اللحظة التي تصبح فيها المصفوفة أكثر عرضة للخطر.

الطريقة الطبيعية للاسترداد هي استبدال القرص التالف وترك المصفوفة تعيد البناء. يشرح درس mdadm من DigitalOcean إدارة RAID على لينكس، بما في ذلك إعادة بناء RAID بعد فشل القرص. أثناء إعادة البناء، يستخدم النظام المعلومات المتبقية من المرآة أو التماثل لاستعادة البيانات على القرص الجديد.

الحالة المتدهورة لا تعني الأمان. أثناء إعادة البناء، قد تتعرض الأقراص المتبقية لضغط قراءة مستمر، وتتحمل المصفوفة أقل في حالة حدوث مشكلة أخرى. الأقراص الأكبر، المصفوفات الممتلئة، الأقراص الأقدم، والأنظمة الأبطأ يمكن أن تجعل وقت إعادة البناء أكثر توترًا. لهذا السبب يجب إقران RAID بالمراقبة والنسخ الاحتياطي، وليس بالثقة العمياء.

RAID للأجهزة، RAID البرمجي، وRAID الخاص بـ NAS هي مسارات مختلفة

غالبًا ما يرى المستخدمون مصطلحات مثل بطاقة RAID للأجهزة، RAID على اللوحة الأم، RAID البرمجي، mdadm، ZFS، Btrfs، RAIDZ، SHR، وRAID الخاص بالبائع. هذه ليست مجرد أسماء تسويقية، بل تصف طبقات مختلفة حيث يتم إدارة المصفوفة.

يستخدم RAID المادي وحدة تحكم مخصصة لإدارة المصفوفة. يتم التعامل مع RAID البرمجي بواسطة نظام التشغيل أو برنامج التخزين. غالبًا ما تغلف منصات NAS نفس الأفكار الأساسية بواجهة أكثر ودية، مضيفة لقطات، تنبيهات، مجلدات مشتركة، تخزين التطبيقات، وسير عمل إعادة البناء.

بالنسبة لمعظم مستخدمي NAS المنزلي، الأولوية ليست شراء بطاقة RAID مادية. الأولوية هي فهم كيفية إدارة NAS للأقراص، كيف يتوسع، ماذا يحدث أثناء إعادة البناء، كيف تُرسل التنبيهات، وكيف تُدار النسخ الاحتياطية. إذا قدم النظام خيارات متعددة، استخدم الوثائق لـ اختيار وضع RAID الصحيح قبل الالتزام بالبيانات.

اختيار القرص أهم مما يعتقد المبتدئون

من المغري بناء RAID باستخدام أي أقراص هي الأرخص أو المتوفرة بالفعل. قرص مكتبي هنا، قرص خارجي قديم هناك، وربما قرص جديد كبير يمكن أن يبدو كـ NAS اقتصادي. قد تنجح هذه الطريقة للاختبار، لكنها ليست أساسًا جيدًا للبيانات المهمة.

أعباء عمل NAS وRAID تختلف عن التخزين المكتبي العرضي. قد تبقى الأقراص قيد التشغيل لفترات طويلة، تتعامل مع عمليات كتابة مستمرة، تشارك في عمليات إعادة البناء، وتخدم أجهزة متعددة. قائمة Seagate لأقراص CMR وSMR مرجع مفيد عند التحقق من أقراص CMR لأعباء عمل NAS، لأن أقراص SMR قد تتصرف بشكل سيء في بعض سيناريوهات الكتابة المستمرة وإعادة البناء المكثفة.

لا يتطلب RAID قرصًا خاصًا غامضًا، لكن يجب أن يتناسب اختيار القرص مع المهمة. بالنسبة لـ NAS المنزلي، تهم أقراص CMR المصنفة لـ NAS، وأحجام الأقراص المتناسقة، والمراقبة الصحية الواضحة، والاستبدال المخطط أكثر من السعي لأرخص سعر لكل قرص.

RAID ليس نسخًا احتياطيًا

هذه هي أهم درس في RAID لـ NAS المنزلي. يمكن لـ RAID مساعدة النظام على النجاة من فشل القرص، لكنه لا يحميك من العديد من أحداث فقدان البيانات الشائعة. إذا تم حذف ملف أو تشفيره أو الكتابة فوقه أو تلفه، قد يحافظ RAID ببساطة على تلك الحالة السيئة عبر المصفوفة.

لا يمنع RAID الحذف العرضي، برامج الفدية، قواعد المزامنة السيئة، أخطاء البرمجيات، تلف الملفات، السرقة، الحريق، أضرار المياه، أو فشل NAS الكامل. إنه مرونة محلية، وليس استراتيجية استرداد. خطة النسخ الاحتياطي الحقيقية تخزن نسخة أخرى في مكان منفصل عن المصفوفة الرئيسية.

بالنسبة للملفات المهمة، RAID لا يحل محل النسخ الاحتياطي. النمط الأكثر أمانًا هو التكرار لفشل القرص، واللقطات أو الإصدارات للأخطاء قصيرة الأمد، ونسخة احتياطية منفصلة للاسترداد الحقيقي.

أي مستوى RAID يناسب NAS المنزلي؟

معظم المستخدمين المنزليين لا يحتاجون إلى كل مستويات RAID. يحتاجون إلى اختيار يتناسب مع عدد الفتحات وقيمة البيانات ونضج النسخ الاحتياطي. NAS بسعتي أقراص، NAS بأربع فتحات، ومختبر منزلي كثيف الكتابة لا يجب أن يستخدموا نفس التخطيط تلقائيًا.

لـ NAS بسعتي أقراص مع ملفات مهمة، عادةً ما يكون RAID 1 مع النسخ الاحتياطي هو الخيار الأنسب. للتخزين المؤقت أو السريع، يمكن استخدام RAID 0 فقط عندما تكون البيانات قابلة للإهمال. لـ NAS بأربع فتحات يستخدم للوسائط والنسخ الاحتياطية، قد يكون RAID 5 أو تخطيط تماثل أحادي مماثل معقولًا. للأرشيفات الأكثر أهمية أو الأقراص الأكبر، يوفر RAID 6 أو تخطيط تماثل مزدوج تحملًا أكبر للأخطاء. للاستخدام المكثف للآلات الافتراضية أو الكتابة في المختبر المنزلي، يمكن أن يكون RAID 10 منطقيًا إذا قبلت تكلفة السعة.

إذا لم تكن متأكدًا، تجنب RAID 0 للبيانات المهمة. ابدأ بقيمة البيانات، ثم اختر التكرار والنسخ الاحتياطي بناءً عليها. السرعة جيدة، لكن القدرة على الاسترداد أهم عندما يحتوي NAS على ملفات عائلية أو بيانات عمل أو أرشيفات طويلة الأمد.

الخلاصة النهائية

يجمع RAID بين عدة أقراص في نظام تخزين منطقي واحد، لكن كل مستوى RAID يقدم توازنًا مختلفًا. يوفر RAID 0 السرعة والسعة بدون تكرار. يعكس RAID 1 البيانات لتحمل فشل القرص ببساطة. يستخدم RAID 5 و RAID 6 التماثل لتحقيق توازن بين السعة القابلة للاستخدام وتحمل الأخطاء. يجمع RAID 10 بين النسخ المتطابق والتقسيم لتحقيق أداء أقوى بتكلفة أقراص أعلى.

بالنسبة لتخزين الشبكة المنزلي، RAID مفيد لأن الأقراص قد تتعطل. لكن RAID ليس نسخًا احتياطيًا. يحمي من بعض أعطال الأقراص، وليس من الحذف العرضي، برامج الفدية، التلف، السرقة، الحريق، أو فشل كامل في التخزين. اختر RAID للمرونة المحلية، ثم أنشئ نسخًا احتياطيًا للاسترداد الحقيقي.

تقدم ZimaSpace حاسبة RAID، مرحبًا بتجربتها!

الأسئلة الشائعة

ماذا تعني كلمة RAID؟

RAID تعني مجموعة مكررة من الأقراص المستقلة. إنها طريقة تخزين تجمع عدة أقراص فعلية في نظام تخزين منطقي واحد.

هل RAID هو نفسه النسخ الاحتياطي؟

لا. يساعد RAID في حالات تعطل الأقراص في التخطيطات المتكررة، لكنه لا يحمي من الحذف العرضي، برامج الفدية، التلف، السرقة، الحريق، أو فشل كامل في تخزين الشبكة. لا تزال البيانات المهمة بحاجة إلى نسخ احتياطي منفصل.

ما هو أفضل RAID لتخزين شبكة منزلية بفتحتين؟

بالنسبة للبيانات المهمة، عادةً ما يكون RAID 1 هو الخيار الأبسط لأنه يعكس البيانات عبر القرصين. يجب استخدام RAID 0 فقط للبيانات المؤقتة أو القابلة للتخلص منها.

ما هو أفضل RAID لتخزين شبكة منزلية بأربعة فتحات؟

بالنسبة للعديد من المستخدمين المنزليين، يوفر RAID 5 أو تخطيط تكرار واحد مماثل توازنًا بين السعة القابلة للاستخدام وتحمل خطأ قرص واحد. يوفر RAID 6 تحملًا أكبر للأخطاء لكنه يستخدم سعة أكبر. يمكن أن يعمل RAID 10 بشكل جيد لتخزين مختبرات المنزل التي تركز على الأداء.

ماذا يحدث إذا تعطل قرص واحد في RAID 5؟

عادةً ما تدخل المصفوفة حالة تدهور وتستمر في العمل. تستبدل القرص المعطل، ثم يعيد النظام بناء البيانات المفقودة باستخدام التماثل والأقراص المتبقية. أثناء إعادة البناء، تكون المصفوفة أكثر عرضة للخطر.

هل RAID 0 آمن للبيانات المهمة؟

لا. RAID 0 لا يوفر تكرارًا للبيانات. إذا تعطل قرص واحد، قد يصبح المصفوفة بأكملها غير قابلة للاستخدام. استخدمه فقط للبيانات المؤقتة، التخزين المؤقت، الأعمال المؤقتة، أو الملفات التي يمكن إعادة إنشاؤها.

هل يجعل RAID تخزين الشبكة (NAS) أسرع؟

يمكن لبعض مستويات RAID تحسين الأداء، خاصة التخطيطات المعتمدة على التوزيع مثل RAID 0 وRAID 10. لكن السرعة تعتمد على الأقراص، الشبكة، معالج NAS، نظام الملفات، عبء العمل، والتخزين المؤقت. لا ينبغي اختيار RAID من أجل السرعة فقط إذا كانت البيانات مهمة.

هل أحتاج إلى أقراص مصنفة لتخزين الشبكة (NAS) من أجل RAID؟

ينصح بشدة باستخدامها للاستخدامات المهمة في تخزين الشبكة (NAS). تم تصميم الأقراص المصنفة لتخزين الشبكة (CMR) لتعمل بشكل دائم وتحمل أعباء عمل مستمرة. قد يؤدي خلط الأقراص المكتبية القديمة أو أقراص SMR إلى مشاكل في الأداء وإعادة البناء.