ويندوز سيرفر للمحترفين #3: التخزين من القرص إلى RAID وSAN

🧭 قبل أن نبدأ

بعد أن ثبّتنا الخادم في الحلقة السابقة، نصل اليوم إلى ما يمكن اعتباره أهم سبب لوجود الخوادم أصلًا: التخزين. هذه الحلقة عن الفصل الثالث: إدارة التخزين في Windows Server من كتاب Microsoft Windows Server Administration Essentials. سنتعرف على الأقراص الصلبة، وأنظمة الملفات، والتخزين الشبكي، ومستويات RAID، وأنواع الأقراص في ويندوز.

💾 الفصل الثالث: إدارة التخزين (Managing Windows Server Storage)

يضع الكاتب الإطار من السطر الأول:

"One of the primary reasons for using a server is the provisioning of centralized storage." — "من الأسباب الرئيسية لاستخدام الخادم توفير تخزين مركزي."

⚡ متطاير أم غير متطاير؟

• التخزين المتطاير (Volatile): يفقد بياناته عند انقطاع الكهرباء، مثل RAM وذاكرة الرسوميات.
• التخزين غير المتطاير (Nonvolatile): يحتفظ بها، مثل الأقراص الصلبة وأقراص الفلاش وشريحة NVRAM التي تخزّن إعدادات BIOS.

القرص التقليدي مكوّن من محرّك ومحور (Spindle) وأطباق دوّارة ورؤوس قراءة/كتابة ولوحة إلكترونيات. أما SSD فلا يحتوي أجزاء متحركة، لكنه وقت تأليف الكتاب كان أغلى بكثير لكل جيجابايت، فكان يُستخدم أحيانًا لقرص النظام ونادرًا للبيانات.

🔍 أربعة أسئلة قبل شراء القرص

1. ما السعة المطلوبة؟
2. ما السرعة المطلوبة؟ تقاس بـ RPM: 5,400 ثم 7,200 ثم 10,000 ثم 15,000. كل دورة تقرأ القدر نفسه من البيانات، فكلما زادت الدورات في الدقيقة زادت السرعة (وزاد السعر).
3. ما أنواع الأقراص التي يدعمها النظام؟
4. كم فتحة (Bay) متاحة؟

💡 التخزين الخارجي يكون غالبًا أفضل من الداخلي لأنه يمكن أن يخدم أكثر من خادم.

📂 أنظمة الملفات: FAT مقابل NTFS

نظام الملفات يحدد كيف توضع البيانات على الوسيط، ومن ذلك حجم وحدة التخصيص (Cluster Size) وجدول الملفات الذي يتتبع أماكنها.

• exFAT (يُسمّى أحيانًا FAT64 بشكل غير رسمي) يتجاوز حد 4 GB، وهو مصمم للوسائط القابلة للإزالة.
• نقطة الربط (Mount Point): ميزة في NTFS تجعل مجلدًا على قسم موجود يشير فعليًا إلى قسم آخر، فتضيف مساحة دون حرف قرص جديد، ولا تشعر التطبيقات بأي فرق.

🌐 التخزين الشبكي: NAS مقابل SAN

• NFS: من تطوير Sun، ويعمل فوق TCP/UDP. يدعم الكتابة على مستوى الكتلة، بخلاف SMB (بروتوكول مشاركة ويندوز) الذي يكتب الملف كاملًا.
• Fibre Channel: يستخدم بطاقات HBA (Host Bus Adapter)، ويبدو التخزين للخادم كأنه قرص محلي. وفي البيئات الكبيرة تُضاف مبدّلات Fibre Channel.
• iSCSI: أوامر SCSI عبر TCP/IP، ويُفضَّل أن يُبنى له شبكة مخصصة مع بطاقات تخفف الحمل عن المعالج.

🗺️ نظام الملفات الموزع (DFS)

لـ DFS وظيفتان:

1. التوزيع: عبر خدمة FRS تُنسخ الملفات تلقائيًا لمواقع أقرب إلى المستخدمين.
2. التجميع: يجمع مشاركات موجودة على عدة خوادم تحت جذر DFS واحد، فتبقى الملفات في أماكنها الأصلية لكنها تظهر للمستخدمين والتطبيقات في مكان واحد.

🧱 RAID: حين تعمل الأقراص كفريق

بعض المصطلحات أولًا: تحمّل الأعطال (Fault Tolerance) هو الاستمرار في العمل رغم العطل. التحويل التلقائي (Failover) هو تفعيل جهاز احتياطي تلقائيًا عند فشل الأساسي. التكافؤ (Parity) قيمة محسوبة رياضيًا تُستخدم لإعادة توليد البيانات المفقودة.

📓 تشبيه الدفاتر الثلاثة

يشرح الكاتب RAID 5 بمثال بسيط: تريد حفظ الرقمين 5 و7. تكتب 5 في دفتر، و7 في دفتر ثانٍ، و12 (مجموعهما) في دفتر ثالث. إن ضاع أي دفتر، استرجعت محتواه بالطرح. خوارزميات RAID الحقيقية أعقد من هذا بكثير، لكن الفكرة هي نفسها.

ويضيف ملاحظة تبدو غريبة في البداية:

"When you add more drives to your system, you increase the likelihood that one of those drives will fail on any given day and actually increase the need for fault tolerance." — "كلما أضفت أقراصًا أكثر إلى نظامك، زاد احتمال أن يتعطل أحدها في أي يوم، وزادت بذلك حاجتك إلى تحمّل الأعطال."

🔧 RAID عتادي أم برمجي؟

ويندوز يدعم RAID 0 و1 و5 برمجيًا عبر Disk Management، لكن RAID البرمجي يستهلك معالج الخادم في حساب التكافؤ وإعادة البناء. أما RAID العتادي فيعمل عبر وحدة تحكم لها معالج خاص. ورأي الكاتب:

"I typically use software-based RAID for educational purposes and the implementation of lab environments. I use hardware-based RAID for production implementations whenever possible." — "أستخدم RAID البرمجي عادةً للتعليم وبيئات المختبر، وأستخدم RAID العتادي في بيئات الإنتاج كلما أمكن."

💽 أنواع الأقراص في ويندوز

القرص الأساسي (Basic Disk)

النوع الأكثر شيوعًا. يحتوي حتى 4 أقسام أساسية، أو 3 أساسية وقسمًا ممتدًا يُقسَّم إلى محركات منطقية. ويمكن عليه فقط: إنشاء الأقسام الأساسية والممتدة، وتهيئتها، وتحديد القسم النشط (Active).

القرص الديناميكي (Dynamic Disk)

موجود منذ Windows 2000، وشرط أساسي لـ RAID البرمجي. ويمكن عليه: إنشاء وحدات RAID، ووحدات ممتدة (Spanned) عبر عدة أقراص، وإصلاح مصفوفات RAID 1 و5، وكسر المرآة.

Start > كليك يمين على Computer > Manage > Storage > Disk Management

القرص الافتراضي (VHD)

منذ Windows 7 و2008 R2 يمكن ربط ملف VHD كأنه قرص حقيقي، بل والإقلاع منه. لإنشائه: كليك يمين على Disk Management > Create VHD، ثم اختر بين Fixed (يحجز المساحة فورًا) وDynamically Expanding (يكبر مع البيانات). وميزته الكبرى أنك تستطيع فصله (Detach VHD) ونسخه إلى خادم آخر واستخدامه هناك.

الوسائط الضوئية

CD وDVD وBlu-Ray. أقراص Blu-Ray ثنائية الطبقة (50 GB) وBlu-Ray XL (حتى 128 GB) كانت خيارًا للنسخ الاحتياطي.

💎 اقتباسات هذا الجزء تستحق التوقف عندها

• "التخزين المركزي من الأسباب الرئيسية لاستخدام الخادم.": البيانات هي أثمن ما في الشبكة.
• "كل قرص إضافي يرفع احتمال العطل.": الحجم الأكبر يعني مخاطرة أكبر، فخطط للحماية مبكرًا.
• "RAID البرمجي للمختبر، والعتادي للإنتاج.": فكّر بهذه القاعدة إن كنت تخطط لبناء بنية خوادم لشركتك.

🎯 خلاصة الجزء

تعرّفنا على الأقراص وسرعاتها وواجهاتها، والفرق بين FAT وNTFS، وبين NAS وSAN، ووظيفتي DFS، ومستويات RAID (0 للأداء، و1 للحماية، و5 للاثنين)، والفرق بين الأقراص الأساسية والديناميكية وملفات VHD.

في الحلقة القادمة نصل إلى الفصل الرابع: إدارة الخدمات، أي الشيء الذي يُسمّى الخادم باسمه. 🚀