إدارة المجلدات المنطقية
في مجال تخزين البيانات الحاسوبية ، توفر إدارة وحدات التخزين المنطقية ( LVM ) طريقةً لتخصيص المساحة على أجهزة التخزين الضخمة ، وهي أكثر مرونةً من أنظمة التقسيم التقليدية لتخزين وحدات التخزين. فعلى وجه الخصوص، يمكن لمدير وحدات التخزين دمج الأقسام (أو وحدات التخزين الكتلية عمومًا) أو تجميعها أو دمجها بأي طريقة أخرى في أقسام افتراضية أكبر، يمكن للمسؤولين تغيير حجمها أو نقلها، دون التأثير على استخدام النظام.
تمثل إدارة وحدات التخزين شكلاً واحداً فقط من بين العديد من أشكال المحاكاة الافتراضية للتخزين ؛ ويتم تنفيذها في طبقة في مكدس برنامج تشغيل الجهاز لنظام التشغيل (OS) (على عكس داخل أجهزة التخزين أو في الشبكة).
تصميم
تتشابه معظم تطبيقات إدارة وحدات التخزين في تصميمها الأساسي. تبدأ هذه التطبيقات بوحدات تخزين فعلية (PVs)، والتي قد تكون أقراصًا صلبة ، أو أقسامًا من الأقراص الصلبة ، أو أرقام وحدات منطقية (LUNs) لأجهزة التخزين الخارجية. تتعامل إدارة وحدات التخزين مع كل وحدة تخزين فعلية على أنها تتكون من سلسلة من الأجزاء تُسمى الامتدادات الفعلية (PEs). بعض برامج إدارة وحدات التخزين (مثل تلك الموجودة في HP-UX وLinux) تستخدم امتدادات فعلية ذات حجم موحد؛ بينما تستخدم برامج أخرى (مثل تلك الموجودة في Veritas ) امتدادات فعلية ذات أحجام متغيرة يمكن تقسيمها ودمجها حسب الحاجة.
في الوضع الطبيعي، تُطابق وحدات التخزين الفيزيائية (PEs) وحدات التخزين المنطقية (LEs) بشكل مباشر. أما مع النسخ المتطابق، فتُطابق عدة وحدات تخزين فيزيائية مع كل وحدة تخزين منطقية. تُستمد هذه الوحدات من مجموعة وحدات تخزين فيزيائية (PVG)، وهي مجموعة من وحدات التخزين الفيزيائية المتساوية في الحجم، والتي تعمل بشكل مشابه للأقراص الصلبة في مصفوفة RAID 1. عادةً ما تُصمم مجموعات وحدات التخزين الفيزيائية بحيث تتواجد على أقراص أو ناقلات بيانات مختلفة لتحقيق أقصى قدر من التكرار.
يقوم النظام بتجميع وحدات التخزين المنطقية (LEs) في مجموعة تخزين (VG). ويمكن بعد ذلك دمج وحدات التخزين المنطقية المجمعة معًا لتكوين أقسام قرص افتراضية تُسمى وحدات تخزين منطقية ( LVs ). ويمكن للأنظمة استخدام وحدات التخزين المنطقية كأجهزة كتل خام تمامًا مثل أقسام القرص: حيث يمكن إنشاء أنظمة ملفات قابلة للتركيب عليها، أو استخدامها كمساحة تخزين تبديل .
تقوم وحدات التخزين المخططة بتخصيص كل وحدة تخزين متتالية من وحدة تخزين مختلفة؛ اعتمادًا على حجم وحدة التخزين، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تحسين الأداء في عمليات القراءة المتسلسلة الكبيرة من خلال الاستفادة من معدل القراءة المشترك لوحدات التخزين المتعددة.
يستطيع المسؤولون توسيع وحدات التخزين المنطقية (LVs) (عن طريق دمج المزيد من وحدات التخزين المنطقية LEs) أو تقليصها (عن طريق إعادة وحدات التخزين المنطقية LEs إلى المجموعة). لا يشترط أن تكون وحدات التخزين المنطقية LEs المدمجة متجاورة. يسمح هذا بتوسيع وحدات التخزين المنطقية LVs دون الحاجة إلى نقل وحدات التخزين المنطقية LEs المخصصة مسبقًا. تسمح بعض برامج إدارة وحدات التخزين بتغيير حجم وحدات التخزين المنطقية LVs في كلا الاتجاهين أثناء التشغيل. لا يؤدي تغيير حجم وحدة التخزين المنطقية LVs بالضرورة إلى تغيير حجم نظام الملفات الموجود عليها؛ بل يغير فقط حجم المساحة التي تحتويها. يُنصح باستخدام نظام ملفات يمكن تغيير حجمه أثناء التشغيل، حيث يسمح للنظام بتعديل مساحة التخزين الخاصة به بشكل فوري دون مقاطعة التطبيقات.
لا يمكن مشاركة وحدات التخزين الفيزيائية (PVs) ووحدات التخزين المنطقية (LVs) بين مجموعات وحدات تخزين مختلفة أو نقلها بينها (مع أن بعض برامج إدارة وحدات التخزين قد تسمح بنقلها بحرية بين مجموعات وحدات التخزين على نفس المضيف). يتيح هذا للمسؤولين تشغيل مجموعات وحدات التخزين أو إيقافها أو نقلها بين أنظمة المضيف كوحدة إدارية واحدة.
يمكن لمجموعات وحدات التخزين (VGs) توسيع نطاق تخزينها عن طريق استيعاب وحدات تخزين فعلية جديدة (PVs)، أو تقليصه عن طريق سحب البيانات من وحدات التخزين الفعلية. قد يتضمن ذلك نقل وحدات التخزين المنطقية (LEs) المخصصة مسبقًا من وحدة التخزين الفعلية. تستطيع معظم برامج إدارة وحدات التخزين إجراء هذه العملية أثناء التشغيل؛ وإذا كانت الأجهزة الأساسية قابلة للتوصيل السريع، فإن ذلك يسمح للمهندسين بترقية أو استبدال وحدات التخزين دون توقف النظام.
المفاهيم
حجم هجين
وحدة التخزين الهجينة هي أي وحدة تخزين تستخدم عمدًا وبشكل غير شفاف وحدتي تخزين فعليتين منفصلتين. على سبيل المثال، قد يتضمن عبء العمل عمليات بحث عشوائية، لذا يمكن استخدام قرص SSD لتخزين البيانات المستخدمة بكثرة أو التي كُتبت مؤخرًا بشكل دائم، بينما تُستخدم وسائط تخزين مغناطيسية دوارة ذات سعة أعلى للتخزين طويل الأمد للبيانات التي نادرًا ما تُستخدم. في نظام Linux، يمكن استخدام bcache أو dm-cache لهذا الغرض، بينما يمكن استخدام Fusion Drive في نظام macOS. كما يُطبّق نظام ZFS هذه الوظيفة على مستوى نظام الملفات ، من خلال السماح للمسؤولين بتكوين التخزين المؤقت متعدد المستويات للقراءة/الكتابة.
تقدم وحدات التخزين الهجينة مفهومًا مشابهًا لمحركات الأقراص الهجينة ، والتي تجمع أيضًا بين التخزين ذي الحالة الصلبة والوسائط المغناطيسية الدورانية.
لقطات
تُطبّق بعض أنظمة إدارة وحدات التخزين اللقطات أيضًا من خلال تطبيق تقنية النسخ عند الكتابة على كل وحدة تخزين منطقية. في هذه الطريقة، يقوم نظام إدارة وحدات التخزين بنسخ وحدة التخزين المنطقية إلى جدول النسخ عند الكتابة قبل الكتابة إليها مباشرةً. هذا يحافظ على نسخة قديمة من وحدة التخزين المنطقية، وهي اللقطة، والتي يمكن إعادة بنائها لاحقًا عن طريق وضع جدول النسخ عند الكتابة فوق وحدة التخزين المنطقية الحالية. ما لم يدعم نظام إدارة وحدات التخزين كلاً من التزويد المرن والتخلص من البيانات، فبمجرد الكتابة إلى وحدة تخزين منطقية في وحدة التخزين الأصلية، يتم تخزينها بشكل دائم في وحدة تخزين اللقطة. إذا تم تصغير حجم وحدة تخزين اللقطة عن حجم وحدة التخزين الأصلية، وهو أمر شائع، فقد يؤدي ذلك إلى تعطيل اللقطة.
تُعدّ اللقطات مفيدةً لعمل نسخ احتياطية متناسقة ذاتيًا من البيانات المتغيرة، مثل ملفات الجداول من قاعدة بيانات نشطة، أو للتراجع عن تغييرات كبيرة (مثل ترقية نظام التشغيل) في عملية واحدة. تُشبه اللقطات في تأثيرها جعل وحدة التخزين غير نشطة ، وهي تُشابه خدمة النسخ الاحتياطي الظلي (VSS) في نظام التشغيل مايكروسوفت ويندوز.
تستخدم بعض الأقراص المدمجة الحية المستندة إلى نظام التشغيل لينكس أيضًا اللقطات لمحاكاة الوصول للقراءة والكتابة إلى قرص ضوئي للقراءة فقط .
التطبيقات
| بائع | تم تقديمه في | مدير الصوت | قم بالتخصيص في أي مكان [ أ ] | لقطات | RAID 0 | RAID 1 | RAID 5 | RAID 10 | توفير البيانات الرقيق | ملحوظات |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| شركة آي بي إم | AIX 3.0 (1989) | مدير وحدات التخزين المنطقية | نعم | نعم [ ب ] | نعم | نعم | لا | نعم [ ج ] | يُشير إلى الأقسام المادية (PEs) باسم الأقسام المادية (PPs)، وإلى الأقسام المنطقية (LEs) باسم الأقسام المنطقية (LPs). لا يحتوي على آلية نسخ اللقطات عند الكتابة؛ بل يُنشئ اللقطات بتجميد وحدة تخزين واحدة من زوج النسخ المتطابق. | |
| هيوليت-باكارد | HP-UX 9.0 | مدير وحدات التخزين المنطقية من HP | نعم | نعم | نعم | نعم | لا | نعم | ||
| مؤسسة FreeBSD | فري بي إس دي | مدير حجم Vinum | نعم | نعم [ د ] | نعم | نعم | نعم | نعم | يدعم نظام الملفات السريع (UFS) في FreeBSD اللقطات. | |
| مؤسسة FreeBSD | فري بي إس دي | نظام الملفات ZFS | نعم | نعم | نعم | نعم | نعم | نعم | نعم | نظام ملفات مزود بإدارة وحدات تخزين متكاملة |
| مؤسسة NetBSD، المحدودة. | نظام التشغيل NetBSD | مدير وحدات التخزين المنطقية | نعم | لا | نعم | نعم | لا | لا | يدعم نظام NetBSD بدءًا من الإصدار 6.0 إعادة تنفيذ خاصة به لنظام Linux LVM. تعتمد هذه إعادة التنفيذ على برنامج تشغيل device-mapper مرخص بموجب ترخيص BSD، وتستخدم نسخة من أدوات Linux LVM كجزء من مساحة المستخدم في LVM. لا حاجة لدعم RAID5 في LVM نظرًا لتفوق نظام RAIDFrame الفرعي في NetBSD. | |
| نظام التشغيل NetBSD | نظام الملفات ZFS | نعم | نعم | نعم | نعم | نعم | نعم | نعم | نظام ملفات مزود بإدارة وحدات تخزين متكاملة | |
| NetBSD § 5.0 (2009) | bioctl arcmsr [ 1 ] | لا | لا | نعم [ 2 ] | نعم [ 2 ] | نعم [ 2 ] | نعم [ 2 ] | يمكن استخدام أداة bioctl على نظام NetBSD لصيانة وتهيئة أنظمة RAID المادية، على الرغم من أن التهيئة (عبر BIOCVOLOPSioctl ) مدعومة فقط بواسطة برنامج تشغيل واحد اعتبارًا من عام 2019 - arcmsr(4)[ 1 ] [ 2 ] ؛ بينما يتم دعم أنظمة RAID البرمجية بشكل منفصل من خلال RAIDframe [ 3 ] [ 4 ] و ZFS | ||
| مشروع OpenBSD | OpenBSD 4.2 (2007) | bioctl softraid [ 5 ] | نعم | لا | نعم | نعم | نعم | نعم | يمكن استخدام أداة bioctl على نظام OpenBSD لصيانة أنظمة RAID المادية، وكذلك لتهيئة وصيانة أنظمة RAID البرمجية. | |
| سيستينا | لينكس 2.2 | مدير وحدة التخزين المنطقية الإصدار 1 | نعم | نعم | نعم | نعم | لا | لا | ||
| شركة آي بي إم | لينكس 2.4 | نظام إدارة حجم المؤسسة | نعم | نعم | نعم | نعم | نعم | لا | ||
| سيستينا | لينكس 2.6 وما فوق | مدير وحدات التخزين المنطقية الإصدار 2 | نعم | نعم | نعم | نعم | نعم | نعم | نعم | |
| أوراكل | لينكس 2.6 وما فوق | Btrfs | نعم | نعم | نعم | نعم | نعم (غير مستقر) | نعم | غير متوفر | نظام ملفات مزود بإدارة وحدات تخزين متكاملة |
| سيليكون جرافيكس | IRIX أو Linux | مدير وحدات التخزين XVM | نعم | نعم | نعم | نعم | نعم | |||
| صن مايكروسيستمز | نظام التشغيل SunOS | مدير وحدات التخزين في نظام Solaris (كان يُعرف سابقًا باسم Solstice DiskSuite ). | لا | لا | نعم | نعم | نعم | نعم | يشير إلى وحدات التخزين الفيزيائية (PVs) على أنها وحدات تخزين (والتي يمكن دمجها مع RAID0 أو RAID1 أو RAID5 في وحدات تخزين أكبر)، وإلى وحدات التخزين المنطقية (LVs) على أنها أقسام مرنة (وهي عبارة عن امتدادات متجاورة يمكن وضعها في أي مكان على وحدات التخزين، ولكن لا يمكنها أن تمتد عبر وحدات تخزين متعددة)، وإلى مجموعات وحدات التخزين (VGs) على أنها مجموعات أقراص. | |
| سولاريس 10 | نظام الملفات ZFS | نعم | نعم | نعم | نعم | نعم | نعم | نعم | نظام ملفات مزود بإدارة وحدات تخزين متكاملة | |
| إيلوموس | نظام الملفات ZFS | نعم | نعم | نعم | نعم | نعم | نعم | نعم | نظام ملفات مزود بإدارة وحدات تخزين متكاملة | |
| فيريتاس [ هـ ] | أنظمة تشغيل متعددة | مدير وحدات التخزين من فيريتاس (VxVM) | نعم | نعم | نعم | نعم | نعم | نعم | يشير إلى وحدات التخزين المنطقية باسم وحدات التخزين ، وإلى مجموعات وحدات التخزين باسم مجموعات الأقراص ؛ ويحتوي على وحدات تخزين فيزيائية ذات أحجام متغيرة تسمى الأقراص الفرعية ووحدات تخزين منطقية تسمى المجموعات . | |
| مايكروسوفت | أنظمة التشغيل المستندة إلى نظام التشغيل Windows 2000 والإصدارات الأحدث | مدير القرص المنطقي | نعم | نعم [ f ] | نعم | نعم | نعم | لا | لا | لا يوجد مفهوم لوحدات التخزين الفيزيائية أو وحدات التخزين المنطقية؛ يمكن فقط إنشاء RAID0 أو RAID1 أو RAID5 أو دمج أقسام القرص في وحدات تخزين أكبر؛ يجب أن تمتد أنظمة الملفات على وحدات التخزين بأكملها. |
| ويندوز 8 | مساحات التخزين [ 6 ] | نعم | نعم | لا | نعم | نعم | لا | نعم | منطق أكثر تطورًا من RAID1 وRAID5 - مساحات تخزين متعددة تمتد على أقراص متعددة بأحجام مختلفة، ومساحات تخزين مقاومة للأعطال المادية إما عن طريق النسخ المتطابق (قرصان على الأقل) أو التكافؤ المخطط (3 أقراص على الأقل)، وإدارة الأقراص واستعادة البيانات تتم تلقائيًا بالكامل | |
| ويندوز 10 | مساحات التخزين | نعم | نعم | نعم | نعم | نعم | نعم | نعم | يُطلق على RAID 10 اسم النسخ المتطابق للقرص | |
| ريد هات | لينكس 4.14 وما فوق | ستراتيس [ 7 ] | نعم | نعم | لا | لا | لا | لا | نعم | تم التخطيط لدعم RAID في الإصدار 2.0 [ 8 ] |
| تفاحة | نظام التشغيل ماك أو إس إكس ليون | التخزين الأساسي | نعم [ 9 ] | لا | لا | لا | لا | لا | لا | يُستخدم حاليًا في تطبيق نظام التشغيل Lion لتقنية FileVault ، وذلك لتمكين تشفير القرص بالكامل ، بالإضافة إلى تقنية Fusion Drive ، وهي عبارة عن وحدة تخزين منطقية متعددة الطبقات (LVG). تُدار اللقطات بواسطة Time Machine ، بينما تُوفر AppleRAID تقنية RAID البرمجية. كلاهما منفصل عن وحدة التخزين الأساسية (Core Storage). |
العيوب
قد تعاني وحدات التخزين المنطقية من التجزئة الخارجية عندما لا تُخصص أجهزة التخزين الأساسية وحدات المعالجة المنطقية (PEs) بشكل متجاور. وهذا بدوره قد يُقلل من أداء الإدخال/الإخراج على وسائط التخزين بطيئة البحث، مثل الأقراص المغناطيسية وغيرها من وسائط التخزين الدوارة. مع ذلك، عادةً ما تُخصص برامج إدارة وحدات التخزين التي تستخدم وحدات معالجة منطقية ذات حجم ثابت وحدات معالجة منطقية كبيرة نسبيًا (على سبيل المثال، يستخدم نظام Linux LVM حجم 4 ميجابايت افتراضيًا) لتقليل تكلفة عمليات البحث هذه.
في الأنظمة التي تقتصر على إدارة وحدات التخزين، مثل Core Storage وLinux LVM، يؤدي فصل إدارة وحدات التخزين عن نظام الملفات إلى فقدان القدرة على اتخاذ قرارات تخزين سهلة لملفات أو مجلدات محددة. على سبيل المثال، إذا أردنا نقل مجلد معين (وليس نظام الملفات بأكمله) بشكل دائم إلى وحدة تخزين أسرع، فسيتعين علينا تتبع كل من بنية نظام الملفات وطبقة إدارة وحدات التخزين الأساسية. فعلى سبيل المثال، في نظام Linux، سيتطلب الأمر تحديد إزاحة محتويات الملف يدويًا داخل نظام الملفات، ثم pvmoveنقل نطاقات الملفات (مع البيانات غير المرتبطة بهذا الملف) يدويًا إلى وحدة التخزين الأسرع. إن دمج إدارة وحدات التخزين والملفات ضمن نظام فرعي واحد، بدلاً من فصلهما، يجعل العملية برمتها أبسط نظريًا.
انظر أيضاً
ملحوظات
- ↑ يشير إلى ما إذا كان مدير وحدة التخزين يسمح لوحدات التخزين المنطقية بالتوسع والامتداد إلى أي وحدة تخزين فعلية في مجموعة وحدات التخزين
- ↑ لقطات JFS2
- ↑ AIX 5.1
- ↑ لقطات UFS
- ↑ منتج تابع لجهة خارجية، متوفر لنظام التشغيل ويندوز والعديد منأنظمة التشغيل الشبيهة بنظام يونكس
- ↑ ويندوز سيرفر 2003 والإصدارات الأحدث
مراجع
- 1 2 خوان روميرو باردينيس (2007/2008)؛ ديفيد جوين (2006). "arcmsr — وحدة تحكم RAID من نوع SATA/SAS لشركة Areca Technology Corporation" . دليل واجهات نواة NetBSD . NetBSD .
{{cite web}}: صيانة CS1: الأسماء الرقمية: قائمة المؤلفين ( رابط ) - 1 2 3 4 5 خوان روميرو باردينيس (2007/2008)؛ ديفيد جوين (2006). "arcmsr.c § arc_bio_volops" . BSD الترافقي المرجعي . نت بي إس دي .
{{cite web}}: صيانة CS1: الأسماء الرقمية: قائمة المؤلفين ( رابط ) - ↑ مؤسسة NetBSD (1998)؛ جامعة كارنيجي ميلون (1995). "raid — برنامج تشغيل قرص RAIDframe" . دليل واجهات نواة NetBSD . NetBSD .
{{cite web}}: صيانة CS1: الأسماء الرقمية: قائمة المؤلفين ( رابط ) - ↑ مؤسسة NetBSD (1998)؛ جامعة كارنيجي ميلون (1995). "raidctl — أداة تهيئة لبرنامج تشغيل قرص RAIDframe" . دليل مدير نظام NetBSD . NetBSD .
{{cite web}}: صيانة CS1: الأسماء الرقمية: قائمة المؤلفين ( رابط ) - ↑ بيريبوم، ماركو؛ فرايز، تود ت. (2007). "softraid — RAID البرمجي" . دليل برامج تشغيل الأجهزة . OpenBSD .
- "softraid — RAID البرمجي" . خادم صفحة دليل OpenBSD . تم الاطلاع عليه في 13 مايو 2026 .
- ↑ "بناء نظام التشغيل ويندوز 8: محاكاة التخزين من أجل قابلية التوسع والمرونة والكفاءة" . Blogs.MSDN.com .
- ↑ "Stratis Storage" . Stratis-storage.github.io . تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 أغسطس 2019 .
- ↑ "تصميم برمجيات ستراتيس: الإصدار 1.0.0*" (ملف PDF) . 27 سبتمبر 2018. تم الاطلاع عليه في 5 أغسطس 2019 .
- ^ "صفحة الرجل diskutil القسم 8" . ManPagez.com . تم الاسترجاع 6 أكتوبر، 2011 .
للمزيد من القراءة
- لويس، إيه جيه "دليل إل في إم" . تم الاطلاع عليه في 13 مايو 2026 .
- فانيل، لوران؛ فان دير كناب، رونالد؛ فورمان، دوغالد؛ ماتسوبارا، كيغو؛ ستيل، أنتوني (ديسمبر 1999). مدير وحدات التخزين المنطقية لنظام AIX من الألف إلى الياء: مقدمة ومفاهيم (ملف PDF) (الطبعة الأولى ). أوستن، تكساس: منظمة الدعم الفني الدولية لشركة IBM . SG24-5432-00 . تاريخ الاسترجاع: 13 مايو 2026 .
- "دليل إدارة مدير وحدات التخزين XVM" . شركة سيليكون جرافيكس. 1999. مؤرشف من الأصل في 3 مارس 2016.
- "دليل إدارة برنامج إدارة وحدات التخزين في نظام سولاريس" . شركة صن مايكروسيستمز. 2003. مؤرشف من الأصل في 15 يوليو 2007.
- تخزين بيانات الحاسوب
- إدارة نظام الملفات