يتم توفير نظام تخزين بحيث يشتمل النظام على عدد كبير من وحدات التخزين ولكل منها وحدة تحكم وذاكرة تخزين صلبة، كما يتضمن نظام التخزين أيضاً مساراً واحداً أو أكثر من المسارات الأولى التي تجمع بين أجهزة معالجة متعددة من عقد التخزين، ويتم تهيئتها للاقتران بشبكة خارجية لنظام التخزين ومسار واحد أو أكثر يقرن تعدد عقد التخزين بتعدد وحدات التخزين، حيث يتيح المسار الثاني أو أكثر تطبيقات المعالجة المتعددة.

 

أساسيات مسارات الاتصالات المحسّنة في نظام تخزين واسع

 

تُستخدم ذاكرة الحالة الصلبة مثل الفلاش حالياً في محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) لزيادة أو استبدال محركات الأقراص الثابتة التقليدية (HDD)، أو الأقراص المضغوطة القابلة للكتابة أي القرص المضغوط أو محركات أقراص (DVD) القابلة للكتابة أي الأقراص الرقمية متعددة الاستخدامات، بشكل جماعي المعروفة باسم وسائط الغزل ومحركات الأشرطة لتخزين كميات كبيرة من البيانات.

 

كما أنّ الفلاش وذاكرات الحالة الصلبة الأخرى لها خصائص تختلف عن الوسائط الدوارة، ومع ذلك فقد تم تصميم العديد من محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة؛ لتتوافق مع معايير محرك الأقراص الثابتة لأسباب تتعلق بالتوافق، ممّا يجعل من الصعب توفير ميزات محسّنة أو الاستفادة من الجوانب الفريدة للفلاش والذاكرة الأخرى ذات الحالة الصلبة، ووسائط الغزل محدودة في المرونة أو الاختلافات في مسارات اتصالات التوصيلات بين وحدات التخزين أو عقد التخزين لمصفوفات التخزين التقليدية.

 

كما يشتمل نظام التخزين على عدد كبير من وحدات التخزين، حيث تحتوي كل وحدة من وحدات التخزين المتعددة على ذاكرة تخزين لبيانات المستخدم ومجموعة من عقد التخزين، وكل مجموعة من عقد التخزين التي تم تكوينها بحيث تمتلك ملكية جزء من بيانات المستخدم، ويشتمل نظام التخزين على المسار الأول الذي يقترن بتعدد وحدات التخزين، بحيث يمكن لكل وحدة من وحدات التخزين المتعددة أن تتواصل مع واحدة أخرى على الأقل من مجموعة وحدات التخزين المتعددة، عبر المسار الأول دون مساعدة من تعدد عقد التخزين.

 

ويتم توفير كتلة تخزين. تشتمل مجموعة التخزين على هيكل واحد به فتحات متعددة وكل فتحة مهيأة لاستقبال عقدة تخزين أو وحدة تخزين، ويمكن لكل منها أن تشغل واحدة أو أكثر من الفتحات المتعددة وتشتمل مجموعة التخزين على عدد كبير من وحدات التخزين في الهيكل الفردي، وكل وحدة من وحدات التخزين التي تحتوي على ذاكرة تخزين صلبة لبيانات المستخدم.

 

كما تشتمل مجموعة التخزين على مسار أول في الهيكل الفردي ويقرن تعدد وحدات التخزين بحيث لا تتدخل عقدة التخزين، أو تساعد في الاتصال عبر المسار الأول من المسار الأول من مجموعة وحدات التخزين إلى المسار الثاني من التعددية من وحدات التخزين، ويتم توفير نظام تخزين في هيكل واحد ويشتمل نظام التخزين على عدد كبير من وحدات التخزين في الهيكل الفردي، نكل وحدة من وحدات التخزين التي تحتوي على ذاكرة تخزين صلبة لبيانات المستخدم.

 

  • “DVD” هي اختصار لـ “Digital Video Disc”.

 

  • “HDD” هي اختصار لـ “Hard-Disk Drive”.

 

  • “SSD” هي اختصار لـ “Solid State Drives”.

 

مبدأ عمل مسارات الاتصالات المحسّنة في نظام تخزين واسع

 

يشتمل كل من وحدات التخزين المتعددة مقترنة بالتواصل مع واحد آخر على الأقل من وحدات التخزين المتعددة عبر المسار الأول، ويشتمل نظام التخزين على عدد كبير من عُقد التخزين في الهيكل الفردي حيث تحتوي كل مجموعة من عقد التخزين على مجموعة فرعية من تعدد وحدات التخزين فيها ولها ملكية جزء من بيانات المستخدم، وحيث لا تكون العديد من عقد التخزين أي المشاركة في الاتصال المباشر بين وحدات التخزين.

 

وكما تتوفر مجموعة التخزين التي تخزن بيانات المستخدم مثل بيانات المستخدم الناشئة من واحد أو أكثر من أنظمة المستخدم أو العميل أو مصادر أخرى خارج مجموعة التخزين، وتقوم مجموعة التخزين بتوزيع بيانات المستخدم عبر عقد التخزين الموجودة داخل الهيكل، باستخدام تشفير المحو والنسخ المتكررة من البيانات الوصفية.

 

ويشير ترميز المحو إلى طريقة لحماية البيانات أو إعادة البناء، حيث يتم تخزين البيانات عبر مجموعة من المواقع المختلفة مثل الأقراص أو عُقد التخزين أو المواقع الجغرافية، وذاكرة الفلاش هي نوع واحد من ذاكرة الحالة الصلبة التي يمكن دمجها مع النماذج، وعلى الرغم من أنّ النماذج يمكن أن تمتد إلى أنواع أخرى من ذاكرة الحالة الصلبة أو وسط تخزين آخر، بما في ذلك ذاكرة الحالة غير الصلبة.

 

ويتم توزيع التحكم في مواقع التخزين وأحمال العمل عبر مواقع التخزين في نظام نظير إلى نظير مجمع وتتم معالجة المهام، مثل التوسط في الاتصالات بين عقد التخزين المختلفة واكتشاف متى تصبح عقدة التخزين غير متوفرة وموازنة الإدخال / الإخراج عبر عقد التخزين المختلفة، وكلها تتم على أساس موزع.

 

يتم تخطيط البيانات أو توزيعها عبر عقد تخزين متعددة في أجزاء أو شرائط البيانات التي تدعم استعادة البيانات في بعض النماذج، ويمكن إعادة تعيين ملكية البيانات داخل مجموعة بغض النظر عن أنماط الإدخال والإخراج، وتسمح هذه البنية الموصوفة بمزيد من التفصيل أدناه لعقدة التخزين في الكتلة بالفشل مع بقاء النظام قيد التشغيل، حيث يمكن إعادة بناء البيانات من عقد التخزين الأخرى وبالتالي تظل متاحة لعمليات الإدخال والإخراج.

 

تطور عمل مسارات الاتصالات المحسّنة في نظام تخزين واسع

 

يمكن الإشارة إلى عقدة التخزين على أنها عقدة عنقودية أو نصل أو خادم وتوجد مجموعة التخزين داخل هيكل أي حاوية تحتوي على عقد تخزين واحدة أو أكثر، ويتم تضمين آلية لتوفير الطاقة لكل عقدة تخزين مثل ناقل توزيع الطاقة وآلية اتصال، مثل ناقل الاتصال الذي يتيح الاتصال بين عقد التخزين داخل الهيكل المعدني ويمكن أن تعمل مجموعة التخزين كنظام مستقل في مكان واحد.

 

يحتوي الهيكل على مثيلين على الأقل لتوزيع الطاقة وناقل الاتصال والذي يمكن تمكينه أو تعطيله بشكل مستقل وقد يكون ناقل الاتصال الداخلي عبارة عن ناقل (Ethernet)، ومع ذلك فإنّ التقنيات الأخرى مثل  (PCI) و(InfiniBand) وغيرها مناسبة بنفس القدر، ويوفر الهيكل منفذاً لناقل اتصال خارجي لتمكين الاتصال بين هياكل متعددة بشكل مباشر أو من خلال محول ومع أنظمة العميل.

 

قد يستخدم الاتصال الخارجي تقنية مثل (Ethernet) و(InfiniBand) والقناة الليفية، ويستخدم ناقل الاتصال الخارجي تقنيات ناقل اتصال مختلفة للاتصال بين الهياكل والاتصال بالعميل، وإذا تم نشر مفتاح داخل الهيكل أو بينه فقد يعمل المحول بمثابة ترجمة بين عدة بروتوكولات أو تقنيات، وعند توصيل عدة هياكل لتعريف مجموعة التخزين يمكن الوصول إلى مجموعة التخزين بواسطة العميل باستخدام إمّا واجهات خاصة أو واجهات قياسية، مثل نظام ملفات الشبكة (NFS) ونظام ملفات الإنترنت المشترك (CIFS) وواجهة نظام الكمبيوتر الصغيرة (SCSI) أو بروتوكول نقل النص التشعبي (HTTP).

 

  • “PCI” هي اختصار لـ “Peripheral Component Interconnect”.

 

  • “CIFS” هي اختصار لـ “Common Internet File System”.

 

  • “SCSI” هي اختصار لـ “Small Computer Systems Interface”.

 

  • “HTTP” هي اختصار لـ “Hypertext Transfer Protocol”.

 

  • “NFS” هي اختصار لـ “Network File System”.