موقف من الحياة اليومية#

شاب قاعد قدام كمبيوتر في مكتب وماسك راسه بإيديه، والشاشة عليها علامة تحذير حمرا كبيرة، ووراه زميله واقف قلقان.
صورة توضيحية مولّدة بالذكاء الاصطناعي

مكتب صغير عنده جهاز واحد عليه كل ملفات الشغل.
في يوم الصبح، الجهاز ماعرفش يفتح: القرص وقع، وكل الملفات راحت.

المهندس اللي جه يصلّح قال: «المرة الجاية اعملوا RAID 1، علشان لو قرص وقع التاني يكمّل».
يعني إيه RAID؟
وهل كده خلاص الملفات في أمان؟

خلاصة سريعة#

  • الـ RAID (Redundant Array of Independent Disks) · مصفوفة الأقراص المستقلةجمع أكثر من قرص في مجموعة واحدة لزيادة السرعة أو لحماية البيانات من تعطل قرص، وله مستويات مثل RAID 0 وRAID 1 وRAID 5 وRAID 6 وRAID 10.عرض في القاموس إنك تجمع أكتر من قرص (HDD أو SSD) في مجموعة واحدة، علشان سرعة أكتر أو علشان البيانات ماتضيعش لو قرص وقع.
  • كل مستوى ليه حسبته: RAID 0 أسرع ومن غير حماية، وRAID 1 نسخ مطابقة، وRAID 5 و6 بيستخدموا Parity علشان يرجّعوا القرص اللي وقع.
  • الـ RAID مش Backup: بيحميك من وقوع القرص بس، لكن مش من المسح بالغلط ولا الفيروسات ولا الحريق.

ببساطة#

تخيّل إنك بتكتب كتاب مهم:

  • RAID 0: قسّمت الصفحات على صاحبين، كل واحد يكتب نص، فخلصتوا في نص الوقت.
    بس لو واحد فيهم ضيّع اللي معاه، الكتاب كله باظ.
  • RAID 1: اتنين بيكتبوا نفس الكتاب بالظبط في نفس الوقت.
    لو نسخة ضاعت، التانية كاملة.
  • RAID 5: اتنين بيكتبوا الصفحات، وتالت بيكتب «ملخص حسابي» للصفحات دي.
    لو أي واحد ضيّع اللي معاه، تقدر تحسب اللي ضاع من الاتنين التانيين.
لما قرص يقع: في RAID 0 البيانات بتضيع، وفي RAID 1 فيه نسخة كاملة على القرص التاني، وفي RAID 5 الجزء اللي ضاع بيتحسب من الـ Parity.

بالتفصيل#

يعني إيه RAID؟#

RAID اختصار Redundant Array of Independent Disks (مجموعة أقراص مستقلة فيها بيانات احتياطية).
الفكرة: بدل قرص واحد كبير، بتجمع أكتر من قرص يشتغلوا كأنهم قرص واحد، علشان تاخد:

  • سرعة أكتر: لأن البيانات بتتقسم على أكتر من قرص.
  • حماية: جزء من المساحة بيشيل بيانات احتياطية، فلو قرص وقع، البيانات ترجع.

وكل طريقة اسمها مستوى (Level)، زي RAID 0 وRAID 1.
وكل مستوى بيوازن بشكل مختلف بين السرعة والمساحة والحماية.

RAID 0: Striping#

  • البيانات بتتقسم أجزاء، وبتتوزع على الأقراص بالدور، وده اسمه Striping · التوزيع على الأقراصتقسيم البيانات إلى أجزاء تُكتب على أقراص المصفوفة بالتوزيع، فتزيد السرعة، لكنه وحده لا يحمي البيانات من تعطل قرص. وهو أساس RAID 0.عرض في القاموس.
  • المساحة: مجموع الأقراص كلها، محسوبة على أساس أصغر قرص.
  • الحماية: مفيش.
    لو قرص واحد بس وقع، كل البيانات بتضيع، لأن كل ملف متقسم على كل الأقراص.

RAID 1: Mirroring#

  • نفس البيانات بالظبط بتتكتب على كل قرص، وده اسمه Mirroring · النسخ المطابقكتابة البيانات نفسها على كل أقراص المصفوفة، فيبقى على كل قرص نسخة كاملة، وتستمر المصفوفة في العمل ولو بقي قرص واحد. وهو أساس RAID 1.عرض في القاموس.
  • المساحة: قد أصغر قرص بس، يعني لو عندك قرصين 1 TB، المساحة اللي تستخدمها 1 TB.
  • الحماية: يقدر يكمّل شغال حتى لو فضل قرص واحد بس.

RAID 5: Parity موزّع#

  • البيانات بتتوزع على الأقراص، ومعاها بيانات إضافية اسمها Parity · بيانات التحققبيانات إضافية تُحسب من البيانات الأصلية وتُوزع على الأقراص، فإذا تعطل قرص أمكن حساب ما كان عليه من الباقي. وتستخدمها RAID 5 وRAID 6.عرض في القاموس، بتتوزع على كل الأقراص.
  • الـ Parity بيخلّي الجهاز يحسب البيانات اللي كانت على القرص اللي وقع، من الأقراص التانية.
  • المساحة: كل الأقراص ناقص قرص واحد، يعني 4 أقراص 1 TB بيدّوك 3 TB.
  • الحماية: يستحمل وقوع قرص واحد.

RAID 6: Parity مزدوج#

  • زي RAID 5، بس بـ Parity أعقد بيخلّيه يرجّع البيانات لو أي قرصين وقعوا.
  • المساحة: كل الأقراص ناقص قرصين.
  • الحماية: يستحمل وقوع قرصين.

RAID 10: سرعة RAID 0 وحماية RAID 1#

  • بيجمع سرعة RAID 0 مع حماية RAID 1: البيانات بتتقسم على الأقراص، وكل جزء ليه نسختين.
  • المساحة: بنسختين من كل جزء، المساحة نص مجموع الأقراص.
  • الحماية: يستحمل وقوع قرص على الأقل، وممكن أكتر لو الأقراص اللي وقعت مش شايلة نفس الجزء.
بنفس الـ 4 أقراص، كل مستوى بيدّيك مساحة مختلفة وحماية مختلفة.

Hardware RAID وSoftware RAID#

  • Hardware RAID: كارت مخصوص (Controller) هو اللي بيدير الـ RAID، ونظام التشغيل بيشوف الأقراص كأنها قرص واحد.
  • Software RAID: نظام التشغيل نفسه هو اللي بيدير الـ RAID، من غير كارت مخصوص.

الـ RAID مش Backup#

ودي أهم نقطة في المقال، وإجابة الموقف.

الـ RAID بيحميك من حاجة واحدة بس: وقوع قرص.
لكن مابيحميكش من:

  • مسح ملف بالغلط: الملف بيتمسح من كل النسخ في نفس اللحظة.
  • الفيروسات والملفات اللي بتبوظ.
  • سرقة الجهاز.
  • حريق أو مية تقع على الجهاز.

يعني المكتب في الموقف: RAID 1 هيحميهم المرة الجاية لو قرص وقع، بس لازم كمان Backup.

للمتعمقين

RAID 4 ومشكلة الكتابة

فيه مستوى اسمه RAID 4 بيحط الـ Parity كله على قرص واحد.
والقرص ده بيبقى عنق زجاجة في الكتابة، لأن كل كتابة لازم تعدّي عليه.
والـ RAID 5 حل المشكلة دي لما وزّع الـ Parity على كل الأقراص، علشان كده هو الأشهر.

عدد الأقراص في RAID 10

الشكل المعروف لـ RAID 10 بيبقى بعدد زوجي من الأقراص، كل قرصين نسخة من بعض.
لكن فيه أنظمة، زي Software RAID في Linux، بتسمح بعدد فردي: مثلًا مع 3 أقراص المساحة بتبقى 1.5 مرة حجم القرص، وكل جزء ليه نسختين.

المزايا في Software RAID على Linux

Red Hat بتقول إن Software RAID في Linux (اسمه mdraid) بيدعم إعادة بناء المصفوفة أوتوماتيك بعد تغيير القرص، وتغيير القرص والجهاز شغال (Hot-swap)، وإنه يبعت تنبيه لو حصلت مشكلة.

أخطاء شائعة#

  • «عندي RAID، يبقى مش محتاج Backup»: لأ.
    الـ RAID بيحميك من وقوع القرص بس، مش من المسح بالغلط ولا الفيروسات ولا الحريق.
  • «RAID 0 بيحمي البيانات علشان فيه أكتر من قرص»: لأ.
    RAID 0 مافيهوش أي حماية، ووقوع قرص واحد بيضيّع كل البيانات.
  • «4 أقراص 1 TB في RAID 1 يبقوا 4 TB»: لأ.
    في RAID 1 المساحة قد أصغر قرص بس، يعني 1 TB، والباقي نسخ.

المصطلحات#

  • مصفوفة الأقراص المستقلة (RAID (Redundant Array of Independent Disks) · مصفوفة الأقراص المستقلةجمع أكثر من قرص في مجموعة واحدة لزيادة السرعة أو لحماية البيانات من تعطل قرص، وله مستويات مثل RAID 0 وRAID 1 وRAID 5 وRAID 6 وRAID 10.عرض في القاموس): جمع أكثر من قرص في مجموعة واحدة للسرعة أو لحماية البيانات.
  • التوزيع على الأقراص (Striping · التوزيع على الأقراصتقسيم البيانات إلى أجزاء تُكتب على أقراص المصفوفة بالتوزيع، فتزيد السرعة، لكنه وحده لا يحمي البيانات من تعطل قرص. وهو أساس RAID 0.عرض في القاموس): تقسيم البيانات على أقراص المصفوفة دون نسخ احتياطية.
  • النسخ المطابق (Mirroring · النسخ المطابقكتابة البيانات نفسها على كل أقراص المصفوفة، فيبقى على كل قرص نسخة كاملة، وتستمر المصفوفة في العمل ولو بقي قرص واحد. وهو أساس RAID 1.عرض في القاموس): كتابة البيانات نفسها على كل أقراص المصفوفة.
  • بيانات التحقق (Parity · بيانات التحققبيانات إضافية تُحسب من البيانات الأصلية وتُوزع على الأقراص، فإذا تعطل قرص أمكن حساب ما كان عليه من الباقي. وتستخدمها RAID 5 وRAID 6.عرض في القاموس): بيانات إضافية يُحسب منها ما كان على القرص المتعطل.
  • النسخة الاحتياطية (Backup · النسخة الاحتياطيةنسخة من الملفات والبرامج تُحفظ في مكان آخر حتى يمكن استعادتها عند الحاجة، مثل تلف الجهاز أو حذف الملفات بالخطأ.عرض في القاموس): نسخة من البيانات تُحفظ لاسترجاعها عند فقدها.
  • القرص الصلب (HDD (Hard Disk Drive) · القرص الصلبوحدة تخزين تحفظ البيانات على أقراص مغناطيسية تدور، ويقرأها ويكتبها رأس على ذراع متحرك. وسعتها كبيرة وسعرها أقل لكل جيجابايت، لكنها أبطأ من SSD.عرض في القاموس): وحدة تخزين بأقراص مغناطيسية تدور.
  • وحدة التخزين ذات الحالة الصلبة (SSD (Solid State Drive) · وحدة التخزين ذات الحالة الصلبةوحدة تخزين تحفظ البيانات في ذاكرة فلاش، وليس فيها أجزاء متحركة، فهي أسرع وأهدأ وأقل استهلاكًا للكهرباء من HDD.عرض في القاموس): وحدة تخزين بذاكرة فلاش دون أجزاء متحركة.
  • الخادم (Server · الخادمحاسوب أو جهاز على الشبكة يدير مواردها ويقدم خدمات لأجهزة أخرى، مثل حفظ الملفات أو إدارة الطابعات أو الرد على استعلامات قواعد البيانات.عرض في القاموس): حاسوب على الشبكة يدير مواردها ويقدم خدمات لأجهزة أخرى.

اختبر نفسك#

عندك 4 أقراص، وعملتهم RAID 0. قرص واحد وقع. إيه اللي هيحصل؟

إظهار الإجابة

الإجابة الصحيحة: كل البيانات هتضيع، لأن RAID 0 مافيهوش حماية

في RAID 0 كل ملف متقسم على كل الأقراص، ومفيش أي نسخة احتياطية، فوقوع قرص واحد بيضيّع كل البيانات.

عندك 5 أقراص حجم كل واحد 2 TB، وعملتهم RAID 5. المساحة اللي تقدر تستخدمها كام؟

إظهار الإجابة

الإجابة الصحيحة: 8 TB

في RAID 5 المساحة = كل الأقراص ناقص قرص: (5 - 1) × 2 = 8 TB.

موظف مسح فولدر مهم بالغلط من على جهاز عليه RAID 1. الفولدر هيرجع؟

إظهار الإجابة

الإجابة الصحيحة: لأ، المسح حصل على النسختين في نفس اللحظة، ومحتاج Backup

الـ RAID 1 بيكتب نفس التغيير على القرصين، فالمسح حصل على الاتنين.
الـ RAID بيحمي من وقوع القرص بس، والملف الممسوح بيرجع من الـ Backup.