LVM مقابل ZFS: مقارنة تفصيلية بين أفضل مديرين لوحدات تخزين Linux

يعد Linux بلا شك أحد أنظمة التشغيل الأكثر شعبية، خاصة بين المطورين ومسؤولي الأنظمة. أحد أسباب هذه الشعبية هو الكم الهائل من التخصيصات التي يقدمها Linux. يمكنك تعديل كل طبقة من طبقات النظام تقريبًا، بدءًا من النواة ونظام الملفات وحتى بنية التخزين.

أحد أهم أجزاء بنية تخزين Linux هو إدارة الحجم. تتيح أدوات مثل LVM وZFS للمسؤولين تنظيم تخزين القرص وتوسيع نطاقه وتأمينه بكفاءة أكبر بكثير من الأقسام التقليدية.

لاحقًا، سنستكشف LVM مقابل ZFS وميزاتهما، وسنساعدك في تحديد الخيار الأفضل لحالة الاستخدام الخاصة بك. لا يهم ما إذا كنت تدير خادمًا منزليًا، أو تنشر البنية التحتية السحابية، أو تقوم بتكوين VPS؛ إن فهم الاختلافات بين Linux LVM وZFS يمكن أن يحسن بشكل كبير إستراتيجية إدارة التخزين لديك.

ولكن قبل أن نبدأ في مقارنتها، يجب علينا أولاً أن نفهم ما هي وكيف تعمل.

ما هو لينكس LVM؟

مدير الحجم المنطقي (LVM) هو نظام لإدارة التخزين يسمح بالتخصيص المرن لمساحة القرص في Linux. بدلاً من الاعتماد على الأقسام الثابتة، يقوم LVM بإنشاء وحدات تخزين منطقية تمتد على أقراص فعلية متعددة ويمكن تغيير حجمها ديناميكيًا.

تمت كتابة التطبيق الأصلي لـ LVM لنظام التشغيل Linux بواسطة Heinz Mauelshagen في عام 1998 أثناء عمله في Sistina Software. تصميمه مستوحى من مديري وحدات التخزين UNIX السابقين مثل تلك المستخدمة في أنظمة HP-UX.

قبل أن يتم اعتماد LVM على نطاق واسع، اعتمد مسؤولو Linux بشكل كبير على تقسيم القرص التقليدي. غالبًا ما يتطلب توسيع مساحة التخزين أو إعادة تنظيمها فترات توقف عن العمل أو عمليات ترحيل معقدة. قدم LVM طبقة افتراضية بين الأقراص الفعلية وأنظمة الملفات، مما يسمح للمسؤولين بتوسيع وحدات التخزين، ونقل البيانات بين الأقراص، وإعادة تنظيم التخزين دون إعادة بناء النظام بأكمله.

اليوم، معظم توزيعات Linux الحديثة، على وجه الخصوص أوبونتو وCentOS ستريم، ويدعم LVM ويمكنه حتى تثبيت نظام الملفات الجذر الخاص به على وحدات التخزين المنطقية.

الآن بعد أن أصبح لدينا فهم أساسي لما هو LVM، فلنتعرف على سبب أهميته.

مميزات LVM

مع مرور الوقت، تطور LVM ليصبح حلاً ناضجًا وموثوقًا لإدارة التخزين يُستخدم عبر العديد من بيئات Linux. فيما يلي قائمة بأهم ميزات LVM.

حمامات تخزين مرنة

يقوم LVM بتجميع الأقراص في مجموعات التخزين (VG) وتخصيص التخزين لوحدات التخزين المنطقية (LV).

تغيير الحجم الديناميكي

يمكن توسيع وحدات التخزين المنطقية أو تقليلها دون إعادة تثبيت النظام أو إعادة إنشاء الأقسام، مما يزيد من مرونة LVM.

لقطات

يدعم LVM اللقطات اللحظية، والتي تعتبر مفيدة للنسخ الاحتياطي وبيئات الاختبار.

شريطية القرص والنسخ المتطابق

يمكن لوحدات التخزين المنطقية توزيع البيانات عبر أقراص متعددة أو عكس البيانات لتحسين التكرار.

التزويد الرقيق

تتضمن الإصدارات الحديثة من LVM توفيرًا رفيعًا، مما يسمح بتخصيص مساحة التخزين ديناميكيًا حسب الحاجة.

كل هذه الميزات مجتمعة توفر تجربة موثوقة وفعالة للغاية عندما يتعلق الأمر بمديري الحجم، على عكس الأقسام المادية. ولكن إذا لم تكن متأكدًا من مدى اختلاف مدير وحدة التخزين عن القسم الفعلي التقليدي، فتابع لمعرفة ذلك.

الأقسام المادية مقابل مديري الحجم

يقوم تقسيم القرص التقليدي بتقسيم أجهزة التخزين إلى أجزاء ثابتة، والتي يمكن أن تعمل بشكل جيد مع الأنظمة البسيطة، ولكن سرعان ما يصبح من الصعب إدارتها عندما يحتاج التخزين إلى إعادة استخدام.

يقوم التقسيم التقليدي بإنشاء شرائح ثابتة من القرص. يضيف LVM طبقة إدارة الحجم أعلى وحدة التخزين الفعلية، بينما يجمع ZFS بين ميزات إدارة الحجم ونظام الملفات في نظام واحد.

ليس هذا فحسب، ولكن عندما يتعلق الأمر بنشر VPS، تستخدم العديد من مكدسات VPS طبقات تجريد التخزين مثل LVM لأن تغيير الحجم والأتمتة أسهل من الأقسام الثابتة.

إذا كنت مهتمًا بنشر VPS خاص بك، فتأكد من التحقق من ذلك Cloudzy Linux VPS لتجربة زبداني. يأتي خادم Linux VPS الخاص بنا مزودًا بـ 14 يومًا ضمان استعادة الاموال وموثوق بها 24/7 يدعم.

وعلاوة على ذلك، وذلك بفضل لها 40Gbps الرابط، كما أنه سريع للغاية مع 99.95% الجهوزية، ناهيك عن الذاكرة والتخزين، يتم توفيرها ذاكرة الوصول العشوائي DDR5 و ان في مي/اس اس دي. يمكنك حتى نشره في أكثر من 16 المواقع في جميع أنحاء العالم.

ولكن، بعد كل ما قيل، لقد انتهينا الآن من شرح سبب شهرة LVM. الآن دعونا نتعرف قليلاً على ZFS.

ما هو ZFS؟

ZFS (نظام الملفات Zettabyte) هو نظام ملفات ومدير حجم مصمم للتعامل مع أنظمة التخزين الكبيرة مع ضمانات قوية لسلامة البيانات.

تم تطوير ZFS في الأصل بواسطة شركة Sun Microsystems في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين وتم إصداره لأول مرة كجزء من Solaris في عام 2006. وقد تم تصميم النظام ليحل محل أكوام التخزين التقليدية من خلال الجمع بين إدارة نظام الملفات وإدارة الحجم ووظائف RAID في منصة واحدة متكاملة.

بعد أن استحوذت شركة Oracle على شركة Sun في عام 2010، استمر تطوير تطبيق المصدر المفتوح من خلال مشروع OpenZFS، الذي يحافظ الآن على ZFS لنظام التشغيل Linux وFreeBSD وأنظمة التشغيل الأخرى.

على عكس LVM، الذي يدير وحدات التخزين المنطقية فقط، يقوم ZFS بدمج وظائف تخزين متعددة في نظام واحد.

مميزات برنامج ZFS

يتضمن ZFS مجموعة واسعة من ميزات التخزين المتقدمة المصممة لتحقيق الموثوقية وقابلية التوسع. فيما يلي قائمة بالميزات الرئيسية لـ ZFS.

حمامات التخزين (zpools)

يقوم ZFS بتجميع الأقراص في مجمع تخزين، حيث يتم إنشاء أنظمة الملفات منه ديناميكيًا.

بنية بديهية للنسخ عند الكتابة

بدلاً من الكتابة فوق كتل البيانات، يكتب ZFS البيانات المعدلة إلى مواقع جديدة. وهذا يمنع الفساد ويتيح لقطات سريعة.

تكامل البيانات من البداية إلى النهاية

تشتمل كل كتلة مكتوبة على القرص على مجموع اختباري، مما يسمح لـ ZFS باكتشاف البيانات التالفة وإصلاحها تلقائيًا فقط إذا كان التجمع يحتوي على تكرار، مثل مرآة أو RAIDZ.

ريد-Z

يتضمن ZFS تكرارًا مدمجًا من خلال تكوينات RAID-Z مثل RAID-Z1 وRAID-Z2 وRAID-Z3.

التخزين المؤقت المتقدم

يستخدم ZFS ARC (ذاكرة التخزين المؤقت البديلة التكيفية) في ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) والتخزين المؤقت الاختياري L2ARC SSD لتحسين الأداء.

الضغط وإلغاء البيانات المكررة

يتم استخدام الضغط المدمج على نطاق واسع وغالبًا ما يكون عمليًا. يتوفر أيضًا إلغاء البيانات المكررة، ولكنه يحتاج إلى قدر كبير من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) وعادةً ما يكون مخصصًا لمجموعات البيانات ذات التكرار الكبير للكتل.

نأمل أن يكون لديك فهم هادف لكل من LVM وZFS الآن، لذلك دعونا ننتقل إلى مشكلتنا الرئيسية المتعلقة بـ LVM مقابل ZFS ونرى أيهما يأتي في المقدمة.

مقارنة LVM وZFS

الآن، لكي نتمكن من معرفة أي مدير حجم أكثر ملاءمة، يجب علينا مقارنتهما جنبًا إلى جنب. وفيما يلي مبسطة مقارنة LVM مقابل ZFS تسلط الضوء على الاختلافات الأساسية بين الاثنين.

حتى الآن، قمنا فقط بتغطية سبب شهرة LVM وZFS ومدى نجاحهما. ولكن يجب علينا أيضًا أن نأخذ في الاعتبار كل زاوية ممكنة عندما يتعلق الأمر بـ LVM مقابل ZFS، فقط لكي نكون منصفين.

مميزات وعيوب LVM في لينكس

المزايا

إيجابيات LVM الجديرة بالذكر، ولكن للإيجاز فقط، إليك بعض الاختيارات من بينها. 

LVM هو:

• خفيفة الوزن وفعالة
• متوافق مع معظم أنظمة ملفات Linux
• من السهل تكوين وصيانة
• يعمل بشكل جيد على الأنظمة ذات الموارد المحدودة

العيوب

على الرغم من أن LVM هو مدير حجم بارز، إلا أنه لا يزال به بعض العيوب، مثل:

• لا يوجد التحقق من سلامة البيانات المضمنة
• تتطلب وظيفة RAID عادةً أدوات خارجية
• ميزات تخزين متقدمة أقل مقارنة بـ ZFS

الآن بعد أن تناولنا إيجابيات وسلبيات LVM، فلنطبق نفس الفكرة أيضًا على ZFS.

مزايا وعيوب ZFS في لينكس

المزايا

ونظرًا لمرونتها الكبيرة، تتمتع ZFS بميزات مثالية، مثل:

• المدمج في RAID وتجميع التخزين
• حماية قوية لسلامة البيانات من خلال المجاميع الاختبارية
• لقطات سريعة والنسخ المتماثل
• الضغط الأصلي وإلغاء البيانات المكررة

العيوب

تمامًا مثل LVM، يواجه ZFS أيضًا مشكلات مزعجة، مثل:

• متطلبات ذاكرة أعلى
• تكوين أكثر تعقيدًا
• يمنع الترخيص التكامل الكامل في Linux kernel

أحد الجوانب الأخرى المهمة لأي مستخدم عند مقارنة الأدوات الرئيسية هو الأداء، لذلك دون مزيد من اللغط، دعونا نلقي نظرة على الأداء في مشكلة LVM مقابل ZFS.

LVM مقابل ZFS: الأداء

تعتمد اختلافات الأداء بين LVM وZFS بشكل كبير على حجم العمل. إذا كنت تبحث عن مدير حجم للقيام بمهام يومية نموذجية، فإن كلاً من LVM وZFS يقومان بعملهما، ولكن فيما يتعلق بأحمال العمل الثقيلة، مثل إدارة خادم مخصص، قد يختلف LVM وZFS في الأداء.

لكن ضع في اعتبارك أن كلاً من LVM وZFS يعملان بشكل أفضل على إعدادات الخادم مع تخزين SSD منذ ذلك الحين تعمل محركات الأقراص SSD بشكل أفضل من محركات الأقراص الثابتة.

كقاعدة عامة:

• يتمتع LVM عمومًا بحمل أقل ويعمل جيدًا لعمليات نشر الخادم خفيفة الوزن.
• يعمل ZFS بشكل أفضل في البيئات التي تستفيد من التخزين المؤقت والضغط والتكرار.

على الرغم من أن الأداء رائع، إلا أنه ليس كل شيء. أحد الجوانب الأخرى المهمة في مديري الحجم هو أمانهم.

تشفير LVM مقابل ZFS

يتم تنفيذ التشفير بشكل مختلف في التقنيتين.

LVM

• عادة ما يتم دمجها مع تشفير القرص LUKS
• مرنة ولكنها تتطلب تكوينًا إضافيًا

ZFS

• يشمل التشفير الأصلي على مستوى مجموعة البيانات
• هناك حاجة إلى تكوين أقل ويمكن إدارته بسهولة

هل Ubuntu هو نظام التشغيل الأمثل لـ LVM أو ZFS؟

عند مقارنة Ubuntu LVM مع ZFS، يعود الأمر كله إلى نظامك الخاص ومقدار الطاقة المتوفرة على جهازك. لذلك، من الأفضل أن تضع عدة نقاط رئيسية في الاعتبار قبل اختيار LVM أو ZFS.

استخدم LVM عندما:

• أنت بحاجة إلى إدارة حجم بسيطة وموثوقة
• لا يحتوي نظامك على الكثير من ذاكرة الوصول العشوائي
• تريد التوافق مع أنظمة ملفات Linux القياسية

استخدم ZFS عندما:

• سلامة البيانات أمر بالغ الأهمية
• أنت بحاجة إلى لقطات متقدمة ونسخ متماثل
• يمكنك إدارة مجموعات تخزين كبيرة أو أنظمة NAS

إذا لم تكن متأكدًا من قدرة نظامك على تشغيل LVM أو ZFS على Ubuntu، فلا تتردد في التحقق من ذلك Cloudzy’s Ubuntu VPS فقط لجعل حياتك أسهل بكثير.

يأتي Ubuntu VPS الخاص بنا مزودًا بقوة 24/7 الدعم، أ 14 يومًا ضمان استعادة الاموال، و 99.95% وقت التشغيل مع الحد الأدنى من الكمون بسبب توفره في 16+ المواقع في جميع أنحاء العالم. علاوة على ذلك، فهو مزود بذاكرة وصول عشوائي DDR5 وتخزين SSD وسرعات شبكة تصل إلى 40 جيجابت في الثانية.

كما ترى، يعد هذا خيارًا صعبًا عندما يتعلق الأمر بـ LVM مقابل ZFS نظرًا لأن أيًا منهما ليس أفضل بشكل عام، ويعود الاختيار إلى حالات الاستخدام وعبء العمل لديك.

متى تختار LVM

دعونا نفكر في أفضل موقف يمكنك من خلاله اختيار استخدام LVM.

اختر LVM عندما:

• تشغيل خوادم خفيفة الوزن
• إدارة تكوينات التخزين البسيطة
• استخدام أنظمة ملفات Linux التقليدية
• نشر أحمال العمل السحابية بأقل قدر من الحمل

متى تختار ZFS

يعد ZFS أيضًا خيارًا رائعًا عندما:

• موثوقية البيانات هي الأولوية
• إدارة أنظمة التخزين الكبيرة
• تشغيل NAS أو البنية التحتية للنسخ الاحتياطي
• أنت بحاجة إلى RAID ولقطات مدمجة

لذا تأكد من أن ما تبحث عنه في مدير الحجم متوفر إما في LVM أو ZFS.

LVM مقابل ZFS: الحكم النهائي

يعد كل من LVM وZFS من تقنيات التخزين القوية المستخدمة في بيئات Linux الحديثة. تاريخيًا، ظهر LVM باعتباره مدير الحجم المنطقي القياسي لنظام التشغيل Linux، حيث يوفر إدارة مرنة للأقراص وتغيير الحجم الديناميكي. 

قدمت ZFS، التي تم تطويرها لاحقًا، نهجًا أكثر تكاملاً من خلال الجمع بين وظائف نظام الملفات وإدارة الحجم وحماية البيانات في نظام أساسي واحد.

يتيح فهم الاختلافات بين LVM وZFS للمسؤولين اختيار الحل الأفضل اعتمادًا على احتياجات الأداء وموارد النظام ومتطلبات التخزين.

التعليمات