ما هو تخزين البيانات؟ الأنواع والاتجاهات والحلول

في العصر الرقمي الحالي، تعد البيانات أمرًا حيويًا لأي عمل تجاري. كل جزء من البيانات التي يتم جمعها يمكن أن تكون ذات قيمة. تعد معلومات العملاء وسجلات الموظفين والبيانات المالية والملكية الفكرية من بعض الموارد التي يجب تخزينها في مكان يسهل الوصول إليه وآمن.

غالبًا ما تحتفظ معظم الشركات بهذه السجلات رقميًا على أجهزة الكمبيوتر، مما يمثل نهاية عصر خزائن الملفات ومجلدات الملفات الورقية التي لا نهاية لها.

يصبح تحسين تخزين البيانات وإدارتها أمرًا بالغ الأهمية حيث تتبنى الشركات استراتيجية التحول الرقمي.

بالنسبة للشركات التي تعتمد على البيانات، يعد العثور على حلول موثوقة وفعالة لتخزين الملفات والكتل والكائنات لتخزين تلك البيانات أولوية قصوى. مع خيارات تخزين البيانات لكل حجم، وعمل، وميزانية، فإنه من الصعب ويستغرق وقتًا طويلاً تحديد أشكال تخزين البيانات الأفضل لاحتياجات المؤسسة.

بيانات الإدخال والإخراج هما شكلان من المعلومات الرقمية. يقوم المستخدمون بتوفير بيانات الإدخال. تنتج أجهزة الكمبيوتر البيانات. لا تستطيع وحدة المعالجة المركزية للكمبيوتر (CPU) حساب أو إنشاء بيانات الإخراج دون إدخال المستخدم.

يمكن للمستخدمين إدخال بيانات الإدخال مباشرة إلى جهاز الكمبيوتر. ومع ذلك، اكتشفنا في وقت مبكر من عصر الكمبيوتر أن إدخال البيانات يدويًا يستهلك الكثير من الوقت والطاقة. تعد ذاكرة الكمبيوتر، المعروفة باسم ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، أحد الخيارات قصيرة المدى - حيث تكون سعة تخزينها وقدرتها على الاحتفاظ بالذاكرة مقيدة.

وبالمثل، تسمح ذاكرة القراءة فقط (ROM)، كما يوحي الاسم، بقراءة البيانات دون تعديلها. إنهم مسؤولون عن العمليات الأساسية للكمبيوتر.

على الرغم من أن ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) وذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة (SDRAM) قد حققتا اختراقات في ذاكرة الكمبيوتر، إلا أنها لا تزال مقيدة بالتكلفة والمساحة والاحتفاظ بالذاكرة. عندما يتم إيقاف تشغيل جهاز الكمبيوتر، يتم أيضًا إيقاف قدرة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) على حفظ البيانات.

فما هو الحل؟

مخزن البيانات.

يمكن للمستخدمين حفظ البيانات على الجهاز باستخدام سعة تخزين البيانات. وحتى إذا تم إيقاف تشغيل الكمبيوتر، يتم حفظ البيانات. علاوة على ذلك، بدلاً من إدخال البيانات يدويًا إلى جهاز الكمبيوتر، يمكن للمستخدمين توجيه الكمبيوتر للحصول على البيانات من أجهزة التخزين. قد تقرأ أجهزة الكمبيوتر البيانات من مصادر مختلفة حسب الحاجة ثم تنتج وتخزن المخرجات في نفس أماكن التخزين أو في أماكن أخرى. يمكن للمستخدمين أيضًا مشاركة مساحة تخزين البيانات الخاصة بهم مع الآخرين.

لماذا يعد تخزين البيانات مهمًا؟

لتلبية متطلبات الحوسبة عالية المستوى اليوم، مثل مشاريع البيانات الضخمة، والذكاء الاصطناعي (AI)، والتعلم الآلي (ML)، وإنترنت الأشياء (IoT)، تحتاج الشركات والأفراد إلى تخزين البيانات. الجانب الآخر من الحاجة إلى تخزين بيانات ضخمة هو الحماية من فقدان البيانات بسبب الكوارث أو الفشل أو الاحتيال. قد تستخدم المؤسسات أيضًا تخزين البيانات كخيار نسخ احتياطي لتجنب فقدان البيانات.

فيما يلي بعض مزايا تخزين البيانات التي تسلط الضوء على تأثير الحل المناسب على المؤسسة:

• الحفاظ على البيانات بشكل آمن
• توافر البيانات واستدامتها
• الحماية ضد خروقات البيانات أو الكوارث
• استعادة البيانات بشكل أسرع وأسرع
• نقاط أسعار معقولة وخيارات سعة مرنة
• الحماية الكاملة للملفات المحمية بكلمة مرور

أشكال تخزين البيانات

يمكن جمع البيانات وتخزينها بثلاث طرق – الملفات أو الكتل أو الكائنات.

1. تخزين الملفات، المعروف أيضًا باسم التخزين على مستوى الملف أو التخزين القائم على الملفات، هو نظام تخزين هرمي لتنظيم البيانات وتخزينها. يتم حفظ البيانات في ملفات، ثم يتم ترتيبها في مجلدات وتنظيمها في تسلسل هرمي من الدلائل والأدلة الفرعية.
2. تخزين الكتل هو تقنية تستخدم لتخزين البيانات في كتل. ثم يتم الاحتفاظ بالكتل بشكل منفصل، ولكل منها هويتها الفريدة. يستخدم المطورون وحدات تخزين الكتل لإعدادات الكمبيوتر التي تتطلب نقل بيانات سريعًا وفعالًا ويمكن الاعتماد عليه.
3. تخزين الكائنات هي بنية مصممة للتعامل مع كميات هائلة من البيانات غير المنظمة. لا تتناسب هذه البيانات مع قاعدة بيانات علائقية قياسية تحتوي على صفوف وأعمدة، أو لا يمكن تنظيمها فيها. تشمل الأمثلة البريد الإلكتروني والأفلام والصور وصفحات الويب والملفات الصوتية وبيانات المستشعر والوسائط والمحتوى عبر الإنترنت (نصي أو غير نصي).

أنواع تخزين البيانات

يحتاج المستخدمون إلى أجهزة تخزين لتخزين البيانات بأي تنسيق. يتم تصنيف أجهزة تخزين البيانات إلى منطقة مباشرة وتخزين قائم على الشبكة.

تخزين المنطقة المباشرة

كما يشير الاسم، غالبًا ما تكون المنطقة المباشرة أو وحدة التخزين المتصلة مباشرة (DAS) قريبة ومتصلة مباشرة بأجهزة الكمبيوتر المستخدمة. في كثير من الأحيان، هو الجهاز الوحيد المرتبط به. يمكن لـ DAS أيضًا توفير خدمات النسخ الاحتياطي المحلية الكافية، على الرغم من تقييد المشاركة.

تعد الأقراص المرنة والأقراص الضوئية أو الأقراص المضغوطة (CDs) وأقراص الفيديو الرقمية (DVDs) ومحركات الأقراص الثابتة (HDD) ومحركات الأقراص المحمولة ومحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) أمثلة على أجهزة DAS.

التخزين على أساس الشبكة

يتيح التخزين المستند إلى الشبكة للعديد من أجهزة الكمبيوتر الوصول إليه عبر الشبكة، مما يجعله مثاليًا لمشاركة البيانات والتعاون. إن قدرتها على تخزين البيانات خارج الموقع تجعلها مثالية للنسخ الاحتياطي لقاعدة البيانات وأمن البيانات.

يعد التخزين المتصل بالشبكة (NAS) وشبكة منطقة التخزين (SAN) من تكوينات التخزين النموذجية المستندة إلى الشبكة.

NAS غالبًا ما يكون جهازًا واحدًا به مجموعة متكررة من محركات الأقراص المستقلة (RAID). يمكن تعريف تخزين SAN على أنه شبكة مكونة من العديد من الأجهزة، مثل تخزين SSD وفلاش، والتخزين الهجين، والتخزين السحابي المختلط، وبرامج وأجهزة النسخ الاحتياطي، وتخزين البيانات السحابية.

أجهزة تخزين البيانات

توفر العديد من أنظمة تخزين البيانات أمانًا موثوقًا للمعلومات. قد لا تكون ذاكرة الكمبيوتر والتخزين المحلي كافية للحفاظ على البيانات الخاصة. يعد تخزين البيانات غير المتطايرة هو خيار الأمان الأكبر، والذي لا يتطلب طاقة ثابتة لتخزين البيانات والاحتفاظ بها.

تخزين SSD وذاكرة فلاش

تخزين الفلاش هو تقنية الحالة الصلبة التي تكتب البيانات وتخزنها باستخدام شرائح ذاكرة فلاش. يستخدم محرك أقراص فلاش ذو الحالة الصلبة (SSD) ذاكرة فلاش لتخزين البيانات.

بالمقارنة مع محركات الأقراص الثابتة (HDD)، لا يحتوي نظام الحالة الصلبة على مكونات متحركة، وبالتالي يقلل من زمن الوصول، ويتطلب عددًا أقل من محركات أقراص SSD. نظرًا لأن معظم محركات أقراص SSD الحالية تعتمد على الفلاش، فإن تخزين الفلاش مرادف لتخزين الحالة الصلبة.

تخزين هجين

تتمتع محركات أقراص الحالة الصلبة (SSD) والفلاش بإنتاجية أسرع من محركات الأقراص الثابتة (HDD)، على الرغم من أن مصفوفات الفلاش بالكامل قد تكون مكلفة. تستخدم العديد من الشركات طريقة هجينة تجمع بين سرعة الفلاش وسعة تخزين محركات الأقراص الثابتة.

تتيح البنية التحتية للتخزين المتوازنة للشركات إمكانية اختيار التكنولوجيا المناسبة لمتطلبات التخزين المختلفة. فهو يوفر بديلاً فعالاً من حيث التكلفة للانتقال من محركات الأقراص الثابتة العادية إلى محركات الأقراص المحمولة.

سحابة التخزين

يعد التخزين السحابي أكثر فعالية من حيث التكلفة وقابلية للتوسعة من الاحتفاظ بالمحتوى محليًا على محركات الأقراص الثابتة أو شبكات التخزين. يساعد مقدمو الخدمات السحابية في تخزين البيانات والملفات في مكان بعيد يمكن الوصول إليه عبر الإنترنت العام أو اتصال شبكة خاصة مخصصة.

يستضيف الموفر الخوادم والبنية التحتية ذات الصلة ويحميها ويديرها ويحافظ عليها، مما يضمن إمكانية الوصول إليها عند الحاجة. ولهذا السبب تقوم الشركات التي تتطلع إلى تحسين القدرات التنظيمية والتشغيلية والتقنية بترحيل أعباء العمل المحلية ومراكز البيانات إلى السحابة.

التخزين السحابي المختلط

يتضمن التخزين السحابي المختلط مكونات السحابة الخاصة والعامة. يمكن للمؤسسات اختيار السحابة التي تريد تخزين البيانات عليها باستخدام التخزين السحابي المختلط. على سبيل المثال، تعتبر البيانات شديدة التنظيم التي تتطلب أرشفة ونسخًا صارمين أكثر ملاءمة بشكل عام لبيئة السحابة الخاصة.

ومن ناحية أخرى، يمكن الاحتفاظ بالبيانات الأقل حساسية على السحابة العامة. تستخدم بعض المؤسسات السحابة الهجينة لتكملة شبكات التخزين الداخلية الخاصة بها بالتخزين السحابي العام.

برامج وتطبيقات النسخ الاحتياطي

تحمي أجهزة تخزين النسخ الاحتياطية والأجهزة من فقدان البيانات بسبب الكوارث أو الفشل أو الاحتيال. ويقومون بإنشاء نسخ احتياطية دورية للبيانات والتطبيقات على جهاز ثانوي مختلف، ويستخدمونه لاحقًا للتعافي من الكوارث.

تتراوح أجهزة النسخ الاحتياطي من محركات الأقراص الثابتة ومحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة إلى محركات الأشرطة والخوادم، ولكن يمكن أيضًا توفير تخزين النسخ الاحتياطي كخدمة، والمعروف غالبًا باسم النسخ الاحتياطي كخدمة (BaaS). توفر BaaS، مثل الحلول الأخرى كخدمة، بديلاً منخفض التكلفة لحماية البيانات من خلال تخزينها في مكان بعيد مع إمكانية التوسع.

فوائد تخزين البيانات بكفاءة

بصرف النظر عن كونه أسرع وأكثر موثوقية من حلول التخزين الورقية، فإن تخزين البيانات الرقمية يوفر عددًا كبيرًا من المزايا الأخرى.

• الحفاظ على البيانات على المدى الطويل. إن تخزين البيانات الرقمية يجعل من السهل تجميع كميات هائلة من المعلومات لفترات طويلة.
• سهولة الوصول. بدلاً من الذهاب فعليًا إلى غرفة مليئة بخزائن الملفات، يمكن للجميع استرداد المعلومات التي يحتاجونها على الفور من أجهزة الكمبيوتر المكتبية الخاصة بهم.
• استعادة البيانات بشكل أكثر كفاءة. نظرًا لأنه قد يتم نسخ البيانات المخزنة احتياطيًا بسرعة عن طريق إنتاج نسخ، فإن الاسترداد يكون أسرع وأسهل في حالة فقدان الملف أو تلفه.
• تقليل البصمة المادية وزيادة قابلية التوسع. إن خزائن مشاركة الملفات المادية، التي تشغل مساحة كبيرة مع مرور الوقت، ليست ضرورية، كما أن زيادة السعة الرقمية أمر واضح ومباشر.
• إمكانية حماية أكبر للبيانات. بفضل أدوات وميزات الأمان المتقدمة المتوفرة اليوم، توجد العديد من الخيارات لحماية وحماية البيانات الحساسة بشكل خاص رقميًا.
• يصبح التعاون بين الفرق أسهل. يمكن لجميع المستخدمين المصرح لهم الوصول إلى البيانات المخزنة مركزيًا ويمكن عرضها ومشاركتها بين الفرق أثناء تعاونهم.
• تحسين إدارة المستندات. يمكن تصنيف البيانات وتنظيمها رقميًا بسهولة أكبر، ويمكن القيام بذلك من سطح مكتب الكمبيوتر أو أي جهاز آخر مرتبط.
• زيادة الإنتاجية وكفاءة سير العمل. يستغرق حفظ المواد رقميًا وقتًا أقل من طباعة الصفحات المادية وإنشاء الملفات التي يجب تخزينها في خزائن الملفات.

حلول تخزين البيانات الناشئة

يتطور مجال تخزين البيانات وإدارتها بشكل مستمر. يمكن أن توفر أحدث تطورات تخزين الشبكة حلولاً شاملة وتفكيرًا تقدميًا للمؤسسات التي تحتاج إلى تخزين كمية هائلة من البيانات الحساسة.

تتوفر بعض بدائل التخزين المتقدمة للشركات التي تحتاج إلى تخزين بيانات ضخمة أكثر تعقيدًا.

التخزين المحدد بالبرمجيات

يتطلب تخزين البيانات التقليدي استخدام الأجهزة والبرامج الاحتكارية. عندما تكون هناك حاجة إلى زيادة سعة التخزين، تسارع الشركات للحصول على أجهزة إضافية.

من ناحية أخرى، يقوم التخزين المحدد بالبرمجيات (SDS) بفصل طبقة البرمجيات بين مكان حفظ البيانات فعليًا وكيفية استردادها. يساعد فصل برامج التخزين عن أجهزتها على زيادة سعة التخزين على أي خادم متوافق مع معايير الصناعة أو نظام x86. إنه يلغي الحاجة إلى شراء المزيد من الأجهزة الخاصة ويستخدم أجهزة تخزين من نفس الشركة المصنعة.

ومن خلال تجريد طبقة البرمجيات، يمكن للمؤسسات وضع بياناتها في أي مكان، مع القدرة على التوسع أو التخفيض حسب الحاجة. يوفر SDS فوائد إضافية مثل الإدارة الآلية، وفعالية التكلفة، وتوصيل العديد من مصادر البيانات لإنشاء بنية أساسية للتخزين.

المحاكاة الافتراضية للتخزين

تشير المحاكاة الافتراضية للتخزين إلى تراكم سعة التخزين من عدة أجهزة فعلية وإعادة تخصيصها لاحقًا في بيئة افتراضية. إنه دمج التخزين الفعلي من عدة أجهزة في ما يبدو أنه جهاز تخزين واحد يتم التحكم فيه بواسطة وحدة تحكم مركزية.

باستخدام برنامج لتحديد سعة التخزين المتاحة، تقوم التقنية بتجميع تلك السعة في مجموعة من وحدات التخزين التي قد تستخدمها الأجهزة الافتراضية في بيئة افتراضية.

إن المحاكاة الافتراضية للتخزين، على عكس SDS، التي تفصل طبقة البرنامج عن الأجهزة لإنشاء بنية تحتية للتخزين، تقوم فقط بتجميع موارد التخزين لتظهر للمستخدمين كقراءة أو كتابة عادية واحدة على محرك أقراص فعلي.

فهو يخفي تعقيد نظام التخزين، مما يسمح للمستخدمين والمسؤولين بإجراء عمليات مثل النسخ الاحتياطي والأرشفة والاسترداد بكفاءة أكبر وتوفير الوقت. يمكن أن تساعد المحاكاة الافتراضية للتخزين أيضًا في زيادة سعة التخزين دون الحاجة إلى شراء أنظمة تخزين إضافية.

تخزين مفرط التقارب

الخطوة التالية بعد المحاكاة الافتراضية للتخزين وSDS هي التخزين المتقارب للغاية (HCS). يستخدم HCS السحابة لدمج عمليات الحوسبة والمحاكاة الافتراضية والتخزين في وحدة فعلية يمكن إدارتها كنظام واحد.

هذا هو التخزين المعرف بالبرمجيات لأن كل عقدة لديها طبقة برمجية تقوم بتشغيل برنامج المحاكاة الافتراضية المماثل لجميع العقد الأخرى في المجموعة. يقوم هذا البرنامج بمحاكاة وتوزيع الموارد في كل عقدة، مما يسمح باستخدام التخزين والموارد الأخرى كمخزن واحد أو تجمع حسابي.

تقنيات التخزين الناشئة الأخرى

يبتعد مستقبل تخزين البيانات عن الوحدات التقليدية المتدرجة ويتجه نحو الخدمات المجمعة. وهذا يمنح المؤسسات سيطرة أكبر على بياناتها ويقلل من الحاجة إلى فرق تكنولوجيا المعلومات الكبيرة، حيث يمكن القيام بالعديد من الأنشطة عن بعد.

• يعد التخزين السحابي الذي يمكن للعملاء الوصول إليه من العديد من الأجهزة سوقًا متوسعًا آخر لديه القدرة على أن يصبح أسرع وأكثر كفاءة.
• يتم تطوير وحدات تخزين الفلاش والرقائق الموجودة داخل محركات أقراص SSD كبدائل تخزين موثوقة.
• أصبح الذكاء الاصطناعي أيضًا شائعًا بشكل متزايد في الأشكال الناشئة لتخزين البيانات للتعامل مع المهام المتكررة مثل الحفاظ على جداول النسخ الاحتياطي وإنشاء نقاط استرداد فريدة لمجموعات بيانات محددة.

الاستيلاء على البيانات

مع تطور أجهزة الكمبيوتر الأسرع، زاد اعتمادنا على البيانات بشكل كبير. ومع ذلك، يمكن أن يحدث فقدان البيانات في أي وقت بسبب عوامل مختلفة، بما في ذلك برامج الفدية، وفشل الأجهزة، وانقطاع التيار الكهربائي، والكوارث الطبيعية، والخطأ البشري.

للحفاظ على عمل مركز البيانات والشبكة بسلاسة ودون انقطاع خلال ساعات العمل العادية، يجب على الشركات تخصيص الوقت لإجراء نسخ احتياطي للبيانات والملفات المهمة. تعتبر خطة استعادة البيانات بعد الكوارث الخاصة بالشركة بمثابة التأمين - حيث تأمل ألا تضطر إلى استخدامها أبدًا.

تعرف على المزيد حول استعادة البيانات بعد الكوارث والحلول المختلفة المتضمنة فيها.