DRBD

نظام التخزين الموزع ذو النسخ المتماثل ( DRBD ) ^{[ 3 ]} هو نظام تخزين موزع ذو نسخ متماثل لمنصة لينكس . يقوم هذا النظام بنسخ بيانات أجهزة التخزين بين عدة مضيفات، ويعمل بشفافية تامة للتطبيقات الموجودة على أنظمة المضيفات. يمكن أن يشمل هذا النسخ أي نوع من أجهزة التخزين، مثل محركات الأقراص الصلبة، والأقسام، وإعدادات RAID، أو وحدات التخزين المنطقية. ^{[ 4 ]}

يُنفَّذ DRBD كبرنامج تشغيل نواة، والعديد من تطبيقات إدارة مساحة المستخدم ، وبعض البرامج النصية . يُستخدم DRBD تقليديًا في مجموعات الحواسيب عالية التوافر (HA) ، ولكن بدءًا من الإصدار 9 من DRBD، يمكن استخدامه أيضًا لإنشاء مجموعات تخزين أكبر مُعرَّفة برمجياً مع التركيز على التكامل السحابي. ^{[ 5 ]}

برنامج DRBD هو برنامج مجاني تم إصداره بموجب شروط رخصة جنو العمومية العامة الإصدار 2.

يُعد DRBD جزءًا من مبادرة Lisog مفتوحة المصدر.

تُضيف تقنية DRBD طبقات من أجهزة الكتل المنطقية (تُسمى عادةً DRBD ، حيث X هو رقم الجهاز الثانوي) فوق أجهزة الكتل المحلية الموجودة على عُقد المجموعة المُشاركة. تُنقل عمليات الكتابة إلى العقدة الأساسية إلى جهاز الكتل ذي المستوى الأدنى، وتُعمم في الوقت نفسه إلى العقدة (العقد) الثانوية . ثم تنقل العقدة (العقد) الثانوية البيانات إلى جهاز الكتل المقابل لها ذي المستوى الأدنى. تُنفذ جميع عمليات القراءة والإدخال/الإخراج محليًا ما لم يتم تكوين موازنة القراءة. ^{[ 6 ]}/dev/drbdX

في حال تعطل العقدة الأساسية، تقوم عملية إدارة المجموعة بترقية العقدة الثانوية إلى حالة أساسية. ^{[ 7 ]} قد يتطلب هذا الانتقال التحقق لاحقًا من سلامة نظام الملفات المُكدس فوق DRBD، وذلك عن طريق فحص نظام الملفات أو إعادة تشغيل سجل العمليات . عند عودة العقدة الأساسية السابقة المتعطلة، قد يقوم النظام (أو لا يقوم) بإعادتها إلى المستوى الأساسي مرة أخرى، بعد إعادة مزامنة بيانات الجهاز. تتميز خوارزمية مزامنة DRBD بالكفاءة، حيث لا تتطلب إعادة مزامنة سوى الكتل التي تم تغييرها أثناء الانقطاع، بدلاً من إعادة مزامنة الجهاز بأكمله.

غالبًا ما يتم نشر DRBD مع مديري موارد المجموعات Pacemaker أو Heartbeat ، على الرغم من أنه يتكامل مع أطر إدارة المجموعات الأخرى. ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]} كما يتكامل مع حلول المحاكاة الافتراضية مثل Xen ، ويمكن استخدامه أسفل أو فوق حزمة LVM الخاصة بنظام Linux . ^{[ 11 ]}

تتيح تقنية DRBD إمكانية موازنة الأحمال ، مما يسمح لكلا العقدتين بالوصول إلى DRBD معين في وضع القراءة/الكتابة مع دلالات التخزين المشترك . ^{[ 12 ]} يتطلب تكوين العقد الأساسية المتعددة (عقد القراءة/الكتابة المتعددة) استخدام مدير قفل موزع .

منذ عام 2018، يمكن أيضًا الاستفادة من DRBD في برنامج إدارة تخزين الكتل LINSTOR للتكرار بين العقد المختلفة ولتوفير أجهزة تخزين الكتل للمستخدمين والتطبيقات.

تستخدم أنظمة الحوسبة العنقودية التقليدية عادةً نوعًا من التخزين المشترك للبيانات التي تستخدمها موارد العنقود. لهذا النهج عدد من العيوب، والتي قد يساعد DRBD في التخفيف منها:

• عادةً ما يتطلب الوصول إلى موارد التخزين المشتركة استخدام شبكة منطقة تخزين أو خادم تخزين متصل بالشبكة ، مما يُسبب بعض العبء الإضافي في عمليات الإدخال/الإخراج للقراءة . في DRBD، يتم تقليل هذا العبء الإضافي حيث تُنفذ جميع عمليات القراءة محليًا.
• عادةً ما تكون وحدات التخزين المشتركة مكلفة وتستهلك مساحة أكبر (2U أو أكثر) وطاقة أكبر. يتيح DRBD إعدادًا عالي التوفر باستخدام جهازين فقط.
• لا يُعد التخزين المشترك بالضرورة عالي التوفر. على سبيل المثال، تُعتبر شبكة منطقة تخزين واحدة يتم الوصول إليها من قِبل عدة مضيفات افتراضية تخزينًا مشتركًا، ولكنها لا تُعتبر عالية التوفر على مستوى التخزين - فإذا تعطلت شبكة منطقة التخزين هذه، فلن يتمكن أي من المضيفين داخل المجموعة من الوصول إلى التخزين المشترك. يسمح بروتوكول DRBD بوجود هدف تخزين مشترك وعالي التوفر في آنٍ واحد.

من عيوب هذه الطريقة أن الوقت اللازم للكتابة مباشرة إلى جهاز تخزين مشترك أقل من الوقت اللازم لتوجيه عملية الكتابة عبر العقدة الأخرى.

يتشابه نظام DRBD ظاهريًا مع نظام RAID-1 من حيث أنه يعتمد على نسخ البيانات على جهازي تخزين، بحيث يمكن استخدام البيانات الموجودة على الآخر في حال تعطل أحدهما. ومع ذلك، فهو يعمل بطريقة مختلفة تمامًا عن نظام RAID، وحتى عن نظام RAID الشبكي.

في تقنية RAID، توجد خاصية التكرار في طبقة شفافة بالنسبة للتطبيق المستخدم للتخزين. فعلى الرغم من وجود جهازي تخزين، إلا أن هناك نسخة واحدة فقط من التطبيق، ولا يدرك التطبيق وجود نسخ متعددة. عند قراءة التطبيق للبيانات، تختار طبقة RAID جهاز التخزين المراد القراءة منه. وعند تعطل أحد جهازي التخزين، تختار طبقة RAID القراءة من الجهاز الآخر، دون علم التطبيق بهذا العطل.

على النقيض من ذلك، في نظام DRBD، يوجد نسختان من التطبيق، ويمكن لكل منهما القراءة من جهاز تخزين واحد فقط. في حال تعطل أحد جهازي التخزين، تتوقف نسخة التطبيق المرتبطة به عن قراءة البيانات. وبالتالي، في هذه الحالة، تتوقف تلك النسخة من التطبيق، وتتولى النسخة الأخرى المرتبطة بنسخة البيانات المتبقية العمل.

وعلى العكس من ذلك، في نظام RAID، إذا فشلت نسخة التطبيق الوحيدة، فإن المعلومات الموجودة على جهازي التخزين تصبح غير قابلة للاستخدام بشكل فعال، ولكن في نظام DRBD، يمكن لنسخة التطبيق الأخرى أن تتولى الأمر.

يعمل DRBD ضمن طبقة الكتل في نواة لينكس، وهو مستقل عن نوع عبء العمل. ويمكن استخدام DRBD كأساس لما يلي:

• نظام ملفات تقليدي (هذا هو المثال النموذجي)،
• نظام ملفات قرص مشترك مثل GFS2 أو OCFS2 ، ^{[ 13 ] [ 14 ]}
• جهاز كتلة منطقية آخر (كما هو مستخدم في LVM ، على سبيل المثال)،
• أي تطبيق يتطلب الوصول المباشر إلى جهاز تخزين البيانات.

تُستخدم المجموعات القائمة على DRBD غالبًا لإضافة النسخ المتزامن والتوافر العالي لخوادم الملفات وقواعد البيانات العلائقية (مثل MySQL ) والعديد من أحمال العمل الأخرى.

قدّم مطوّرو برنامج DRBD البرنامج في الأصل إلى مجتمع نواة لينكس في يوليو 2007، للنظر في إمكانية إدراجه في النسخة الرسمية من نواة لينكس على موقع kernel.org. ^{[ 15 ]} بعد مراجعة مطوّلة ومناقشات عديدة، وافق لينوس تورفالدز على دمج DRBD في نواة لينكس الرسمية. وتمّ دمج DRBD في 8 ديسمبر 2009 خلال فترة دمج نواة لينكس الإصدار 2.6.33. ^{[ 16 ]}

• تخزين عالي التوفر
• مجموعة عالية التوافر
• نسخ القرص

• الموقع الرسمي
• لينبيت
• موقع مشروع لينكس عالي التوافر، مؤرشف بتاريخ 5 يوليو 2008 على موقع Wayback Machine.