شرح مستويات RAID: أي واحد يجب أن تستخدمه؟

إعادة تعريف موثوقية البيانات، ولكن فقط بالمستوى المناسب

القرص الصلب الجيد ليس رخيصًا، لذلك ليس من المفاجئ أن يختار المستخدمون إنشاء RAID. المشكلة الوحيدة هي أن هناك مستويات RAID مختلفة. إذا لم تفهم متطلبات وفوائد وعيوب استخدام كل منها، فقد ينتهي بك الأمر بخيبة أمل.

هذا لا يجب أن يكون أنت. لقد قمنا بتجميع هذه المقالة لفضح مستويات RAID المختلفة بحيث يمكنك تكوين المستوى المناسب وفقًا لجهازك.

ما هو الغارة؟

هذه هي تقنية تكرار البيانات التي يتم استخدامها بشكل متكرر لتحسين أداء القرص الصلب. يقوم بذلك عن طريق إنشاء ملف حل احتياطي عن طريق عكس الأقراص الخاصة بك للتخفيف منها فشل القرص الصلب.

نظرًا لأنه يقوم بإنشاء العديد من الأقراص الثابتة الافتراضية، فإنه يعمل أيضًا على زيادة سعة تخزين محرك الأقراص الخاص بك دون أي انخفاض في الأداء.

في هذه المقالة

• ما هي مستويات RAID المختلفة؟
• 1. RAID 0 (صفيف مخطط)
• 2. RAID 1 (صفيف معكوس)
• 3. RAID 4 (الشريط والتكافؤ)
• 4. RAID 5 (مصفوفة زائدة عن الحاجة)
• 5. RAID 6 (شريط التكافؤ المزدوج)
• 6. RAID 10 (النسخ المتطابق والشريط)
• ما هو مستوى RAID الذي يجب أن أستخدمه؟

ما هي مستويات RAID المختلفة؟

قبل أن نصل إلى مستويات RAID، عليك أن تفهم أنه يمكنك تكوين RAID بطريقتين: الأجهزة أو البرامج.

• غارة الأجهزة: في هذا النوع من تكوينات التخزين، يتم استخدام أجهزة مخصصة لأداء وظائف تخزين البيانات واسترجاعها. الجانب السلبي الوحيد هو أن وحدة التحكم قد تكون مدمجة في اللوحة الأم أو مثبتة كبطاقة إضافية، لذلك ستحتاج إلى لوحة أم متوافقة، برنامج تشغيل وحدة تحكم RAID والشرائح. على الجانب المشرق، إذا كانت جميع الأنظمة تعمل، فإن RAID للأجهزة يكون سريعًا جدًا لأنه يسمح بقراءة البيانات وكتابتها في وقت واحد على محركات أقراص متعددة.
• غارة البرمجيات: يحدث برنامج RAID عندما يتم تثبيت محركات الأقراص الثابتة في جهاز الكمبيوتر الخاص بك، ويقوم نظام التشغيل الخاص بك بإدارتها من خلال البرنامج. يستخدم تقنية المحاكاة الافتراضية لدمج أقراص فعلية متعددة في قرص افتراضي واحد. برنامج ريد يستخدم طاقة وحدة المعالجة المركزية أقل من أجهزة RAID لأنه لا يحتاج إلى وحدة معالجة منفصلة. ومع ذلك، فهو أبطأ من RAID المستند إلى الأجهزة لأنه يستخدم ذاكرة النظام بدلاً من الذاكرة المخصصة لمعالجة القرص.

1. RAID 0 (صفيف مخطط)

نظرة عامة على RAID 0

في هذا الصفيف، يتلقى كل محرك أقراص نفس كمية البيانات. ويتم ذلك عن طريق شريطية البيانات عبر كل محرك أقراص، ومن هنا جاء الاسم مصفوفة مخططة. والنتيجة هي أن كافة محركات الأقراص يمكنها القراءة والكتابة في نفس الوقت، مما يؤدي إلى زيادة الأداء.

إذا كنت تتطلع إلى استخدام هذا المستوى من RAID، فتأكد من أنه مخصص للعمليات غير الحرجة بسبب مشكلة تقلب فقدان البيانات.

فوائد استخدام RAID 0

• سرعة – يوفر سرعة رائعة لجهاز الكمبيوتر الخاص بك لأنه يستخدم أقراص متعددة في وقت واحد.
• قابلية التوسع - بما أنه يسمح لك باستخدام أكثر من قرص في نفس الوقت، يمكنك إنشاء صفائف بأي عدد من محركات الأقراص.
• سعة التخزين - بما أنه يتم استخدام محركين أو أكثر، فإنك تحصل على سعة تخزين إضافية.
• توفير في التكاليف – يمكن دمج قرصين أو أكثر في محرك أقراص منطقي واحد دون الحاجة إلى أجهزة أو برامج خاصة.

عيوب استخدام RAID 0

• لا التكرار - عند فشل القرص الصلب، سيتم فقدان جميع البيانات المخزنة عليه إلى الأبد. لذا، إذا كان لديك قرصين في RAID 0 وفشل أحدهما، فستختفي جميع بياناتك إلى الأبد.
• قضايا سلامة البيانات – تحدث هذه المشاكل عند كتابة البيانات أو قراءتها من الأقراص بترتيب غير متناسق مما يؤدي إلى عدم الاتساق داخل النظام نفسه.
• تعتمد مستويات الأداء على سرعات القراءة/الكتابة لمحركات الأقراص – إذا كان لديك محركات أقراص بطيئة، فسيكون الأداء منخفضًا لأن كل عملية كتابة يجب أن تمر عبر كلا القرصين قبل اكتمالها.

2. RAID 1 (صفيف معكوس)

نظرة عامة على RAID 1

توفر تقنية التخزين هذه التسامح مع الخطأ باستخدام قرصين أو أكثر للاحتفاظ ببيانات متطابقة.

عندما يفشل أحد الأقراص، يمكن للقرص الآخر الاستمرار في العمل بسلاسة في مكانه. وطالما استمر قرص واحد على الأقل في المصفوفة في العمل بشكل صحيح، فستظل جميع البيانات متاحة.

يمكنك بسهولة تكوين RAID 1 من تطبيق الإعدادات، فليس من المستغرب أن يكون هذا النوع هو أكثر أنواع RAID شيوعًا.

فوائد استخدام RAID 1

• مصداقية – نظرًا لأن كل محرك أقراص لديه وحدة تحكم خاصة به ويقوم بالقراءة من القرص الفعلي الخاص به والكتابة إليه، فإذا فشل أحد محركات الأقراص، فيمكن استبداله دون التأثير على سلامة بياناتك.
• حماية البيانات – إذا فشل محرك أقراص واحد، فلن تفقد أي بيانات لأنها تنعكس في محرك أقراص آخر. يمكنك الاستمرار في العمل مع الآخر حتى يتم تثبيت محرك الأقراص البديل.
• فعاله من حيث التكلفه – إن بساطته في التنفيذ بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من صفائف RAID التي تتطلب أكثر من محرك أقراص واحد للتنفيذ، تجعله خيارًا مفضلاً لمعظم المستخدمين.

عيوب استخدام RAID 1

• تدهور التخزين - تفقد نصف سعة التخزين المتوفرة لديك لأن كل محرك أقراص يخزن بيانات متطابقة.
• انخفاض الأداء - نظرًا لضرورة الوصول إلى كلا محركي الأقراص الموجودين في صفيف معكوس في جميع الأوقات، فإن ذلك يؤدي إلى أداء أبطأ مما لو كنت قد استخدمت قرصين منفصلين.
• قابلية التوسع – إذا كنت بحاجة إلى مساحة أكبر لبياناتك، فليس من السهل إضافة المزيد من السعة لأنها تقتصر على محركين. يمكنك فقط استبدال محرك الأقراص الفاشل ولكن لا يمكنك إضافة قرص ثابت آخر إلى صفيفك.
• قد يفشل استبدال القرص - على الرغم من أنه يمكنك استبدال محرك الأقراص في حالة فشله، إلا أن الأمر ليس سهلاً كما تعتقد. إذا كنت تقوم بتشغيل خادم كبير، فقد تحتاج إلى إيقاف تشغيل النظام بأكمله، مما يتسبب في حدوث انقطاعات.

3. RAID 4 (الشريط والتكافؤ)

نظرة عامة على RAID 4

يشبه RAID 4 إلى حد ما RAID 1 ولكن مع وجود شريط. والفرق هو أن RAID 4 يقوم بتجريد البيانات عبر جميع محركات الأقراص في المصفوفة. يمنحك هذا إنتاجية أكبر من RAID 1.

في حالة فشل أي محرك أقراص في الصفيف، يمكن استخدام محركات الأقراص الأخرى لإعادة بناء البيانات على محرك أقراص بديل. يتم استخدامه بشكل عام في الخوادم التي تتطلب أداءً عاليًا.

فوائد استخدام RAID 4

• تحسينات الأداء - تحسين الأداء عن طريق توزيع حمل الكتابة على أقراص متعددة.
• تكرار البيانات - في حالة فشل محرك الأقراص، فإنه يستخدم بتات التكافؤ لحساب كتل البيانات التي يجب استبدالها بعد حدوث الفشل.
• تخزين فعال – هذا النوع من RAID لا يضيع أي مساحة على أقراصه. يتم استخدام كل بايت لأغراض التخزين.
• قابلية التوسع - يسمح بزيادة السعة عن طريق إضافة محركات أقراص إضافية حسب الحاجة.

عيوب استخدام RAID 4

• سرعات قراءة/كتابة بطيئة - إنها أقل كفاءة في الكتابة لأنه يجب كتابة كتل التكافؤ على قرص فعلي منفصل.
• يتطلب كتل بيانات كبيرة - على الرغم من أنه يمكن أن يجرد البيانات بكميات صغيرة، إلا أنه يتفوق على المعنى لأن تكلفته قد تفوق فوائده.
• التوفر - تقنية RAID 4 ليست متاحة بسهولة في جميع تكوينات التخزين اليوم.

اقرأ المزيد عن هذا الموضوع

• كم مرة يمكنك استخدام مفتاح Windows 11؟
• كيفية دمج المساحة غير المخصصة على نظام التشغيل Windows 11
• أين يتم تخزين الخطوط في نظامي التشغيل Windows 10 و11؟
• DHCP مقابل. عنوان IP الثابت: ما الفرق بينهما؟
• هل يمكن لنقطة الوصول أن يكون لها نفس SSID مثل جهاز التوجيه؟

4. RAID 5 (مصفوفة زائدة عن الحاجة)

نظرة عامة على RAID 5

يشبه RAID 5 RAID 4 ولكن مع بعض الاختلافات. يتكون المصفوفة من أقراص متعددة مقسمة إلى كتل تسمى خطوط. يحدد عدد الأقراص في المصفوفة ومقدار المساحة المخصصة على كل قرص سعة المصفوفة.

كما يوفر أوقات وصول أسرع وأداء أكثر اتساقًا. وذلك لأنه يمكن الوصول إلى كافة محركات الأقراص مرة واحدة بدلاً من انتظار محرك أقراص واحد لإكمال عمله قبل أن يتمكن محرك آخر من الوصول إليه.

يعد هذا خيارًا شائعًا للخوادم التي تحتاج إلى مستويات عالية من حماية البيانات وزيادة الأداء.

فوائد استخدام RAID 5

• تحسين الأداء – بما أن RAID 5 يوزع معلومات التكافؤ عبر كافة محركات الأقراص، فيمكن زيادة الأداء عن طريق توزيع البيانات بالتساوي عبر كافة محركات الأقراص في المصفوفة.
• وفرة – خطر الفشل منخفض نظرًا لوجود نسخ متعددة من بياناتك على محركات أقراص مختلفة، لذلك حتى في حالة فشل أحد محركات الأقراص، سيكون هناك ما يكفي من البيانات المتبقية على محرك أقراص آخر لإعادة بنائه تلقائيا.
• مرن – هناك قدر أكبر من المرونة في كيفية استخدام مساحة القرص الثابت لديك لأنه يمكنك إضافة المزيد من محركات الأقراص لاحقًا أو إزالتها إذا لم تعد هناك حاجة إليها.
• استبدال محرك سلس - عند فشل أحد محركات الأقراص، يمكنك التبديل بسهولة بمحرك جديد دون الحاجة إلى إيقاف تشغيل الخادم بأكمله.

عيوب استخدام RAID 5

• انحطاط الأداء - كلما قمت بإضافة المزيد من محركات الأقراص إلى المصفوفة الخاصة بك، يتدهور الأداء نظرًا لأن كل محرك أقراص له عبء العمل الفريد الخاص به وملف تعريف الأداء. وبمرور الوقت، سيؤدي ذلك إلى أن يصبح المصفوفة أقل كفاءة وأبطأ عند مقارنتها بمحرك أقراص واحد.
• عملية إعادة بناء معقدة - تتطلب عملية إعادة البناء المزيد من الخطوات مقارنة بمستويات RAID الأخرى. قد يستغرق الأمر عدة أيام أو حتى أسابيع قبل أن يعود جهاز الكمبيوتر الخاص بك إلى وضعه الطبيعي بعد فقدان قرص في المصفوفة الخاصة بك.
• صيانة عالية - يتطلب RAID 5 إعادة البناء بعد فشل محرك الأقراص ويتطلب أيضًا صيانة دورية لمنع تلف البيانات.

5. RAID 6 (شريط التكافؤ المزدوج)

نظرة عامة على RAID 6

يوفر هذا النوع من RAID تكرارًا للبيانات ومزايا الأداء. ويستخدم قرصين متماثلين للحماية من فقدان البيانات، ويمكنه تحمل ما يصل إلى حالتي فشل متزامنتين في محرك الأقراص.

تعمل معلومات التكافؤ الإضافية على زيادة الأداء من خلال السماح بقراءة الكتل وكتابتها في وقت واحد بدلاً من الاضطرار إلى الانتظار حتى تنتهي حسابات التكافؤ أولاً.

فوائد استخدام RAID 6

• تحسين الأداء - يعمل RAID 6 على تحسين الأداء عن طريق تقسيم البيانات عبر أقراص متعددة بدلاً من كتابتها مرة واحدة فقط على قرص واحد.
• يدعم المزيد من محركات الأقراص - وهذا يجعل من الممكن استخدام كميات أكبر من مساحة التخزين دون الحاجة إلى القلق بشأن مشكلات الأداء مثل الاختناقات في النظام.
• حماية البيانات – يوفر RAID 6 مستوى عاليًا من الحماية ضد فشل القرص. إذا فشل أحد محركات الأقراص، فيمكن استخدام محرك آخر لإعادة بناء المصفوفة واستعادة بياناتك.

عيوب استخدام RAID 6

• أكثر تعقيدًا للتكوين والإدارة - تستخدم صفائف RAID 6 خوارزميات أكثر تعقيدًا من صفائف RAID 5، مما يجعلها أكثر تعقيدًا في التكوين والإدارة.
• سرعات الكتابة بطيئة - نظرًا لبيانات التماثل التي يجب حسابها وكتابتها بالتوازي مع بياناتك، فإن RAID 6 يتمتع بسرعات كتابة أبطأ من تكوينات RAID الأخرى.
• يتطلب المزيد من طاقة وحدة المعالجة المركزية - نظرًا لتكافؤ حسابات RAID وإعادة البناء في حالة فشل القرص، يتطلب RAID 6 المزيد من طاقة وحدة المعالجة المركزية لمعالجة مثل هذه المهام.
• وقت تعافي أطول - بعد فشل محرك الأقراص، يكون وقت الاسترداد أطول بكثير مقارنة بمستويات RAID الأخرى بسبب وقت إعادة البناء لإعادة بناء معلومات التكافؤ وكتابتها مرة أخرى على القرص.

6. RAID 10 (النسخ المتطابق والشريط)

نظرة عامة على RAID 10

RAID 10 هو مستوى RAID يجمع بين أداء وتكرار RAID 0 مع النسخ المتطابق لـ RAID 1. وهذا يعني أنه تتم كتابة البيانات على محركات أقراص متعددة، ولكنها تتم كتابتها أيضًا كخطوط كتل فردية عبر جميع محركات الأقراص.

بهذه الطريقة، في حالة فشل أحد محركات الأقراص، يمكن للأقراص الأخرى الاستمرار في العمل وتسمح لك بإعادة بناء البيانات من الأقراص المتبقية في المصفوفة.

إنه خيار ممتاز للتطبيقات الحساسة للأداء حيث تحتاج إلى عمليات قراءة وكتابة سريعة دون التضحية بالحماية ضد فشل محرك الأقراص.

فوائد استخدام RAID 10

• المرونة - يمنحك RAID 10 أداءً عاليًا دون التضحية بتحمل الأخطاء - أو العكس. يمكن أيضًا تهيئته كـ RAID قائم على الأجهزة أو على البرامج.
• قابلية التوسع بشكل أفضل – يمكنك إضافة المزيد من الأقراص في وقت لاحق لتوسيع سعة التخزين الخاصة بك دون الحاجة إلى إعادة إنشاء المصفوفة.
• أداء - يمكن للشريط وحده أن يقدم أداءً ممتازًا مع محركات أقراص متعددة. ومع ذلك، عند دمجها مع النسخ المتطابق، يمكنك الحصول على أفضل ما في العالمين.
• مصداقية – نظرًا لأن كل محرك أقراص يحتفظ بنسخته الخاصة من البيانات، يوفر RAID 10 حماية احتياطية ضد فشل محرك أقراص واحد.

عيوب استخدام RAID 10

• تكاليف اضافية - تتطلب مجموعة RAID 10 أربعة محركات أقراص ثابتة على الأقل بنفس السعة والسرعة. محركات الأقراص الصلبة ليست رخيصة الثمن، لذلك يمكن أن يؤثر ذلك على جيوبك. لخفض التكلفة، يمكنك ذلك محركات الأقراص الصلبة الخارجية RAID.
• زيادة استهلاك الطاقة - تتطلب مصفوفة RAID 10 طاقة أكبر من المصفوفات الأخرى لأن كل محرك أقراص يجب أن يقوم بمزيد من العمل عند كتابة البيانات إلى المصفوفة.

ملخص لمستويات RAID في شكل جدول:

مستوى	يكتب	عدد الأقراص	وفرة	أداء	المرونة	إعدادات	يكلف
ريد 0	شريطية	2	لا	قراءة لائقة وكتابة جيدة	قليل	سهل جدا	قليل
غارة 1	النسخ المتطابق	2	نعم	قراءة جيدة والكتابة لائقة	معتدل	سهل	قليل
ريد 5	شريطية مع التكافؤ	3	نعم	قراءة جيدة وكتابة جيدة (يمكن أن تكون بطيئة)	عالي	معتدل	معتدل
ريد 6	شريط التكافؤ المزدوج	4	نعم	قراءة عالية وكتابة بطيئة	عالي	معتدل	قليل
ريد 10	النسخ المتطابق والشريط	4	نعم	قراءة متوسطة عالية الكتابة	عالية للغاية	معقد	عالي

ما هو مستوى RAID الذي يجب أن أستخدمه؟

يقدم كل مستوى من مستويات RAID فوائد وعيوب مختلفة، لذا من المهم فهم المفاضلات قبل اتخاذ القرار. يجب أن تسترشد إجابتك بعدة عوامل: التكلفة والقدرة والتكرار والأداء.

إذا كان الأداء هو اهتمامك الأساسي، فاختر RAID 10، وRAID 6 إذا كان تكرار البيانات أكثر أهمية، وRAID 5 إذا كانت السعة أكثر أهمية من الأداء أو تكرار البيانات.

عند تحديد مستوى RAID الأكثر أمانًا، ابحث عن مستوى يتمتع بخصائص النسخ المتطابق للقرص. اعتمادًا على احتياجاتك، يمكنك اختيار RAID 1 أو RAID 10.

في النهاية، أيًا كان مستوى RAID الذي تختاره، فسوف يعتمد على احتياجاتك المحددة. مع الاختيار الصحيح، يمكنك ذلك لديك مساحة تخزين أكبر دون القلق بشأن فقدان أي من بياناتك.

نأمل أن تكون هذه المقالة قد ساعدتك على فهم كيفية عمل مستويات RAID المختلفة، وستشعر بالقدرة على تنفيذ المهمة بوضع هذه المهارات موضع التنفيذ.

نود أن نسمع عن تجربتك مع أي من مستويات RAID المذكورة أعلاه، لذا شاركنا في قسم التعليقات أدناه.