المدرب: في هذا الدرس، سنتحدث
عن مشكلات أداء محرك الأقراص،
وعلى وجه التحديد، حول أداة التشخيص الذكية والمقياس
المعروف باسم عمليات الإدخال
والإخراج في الثانية.
أولا، دعونا نتحدث عن سمارت.
الآن، SMART هو اختصار ويرمز SMART إلى تحليل
المراقبة الذاتية وتكنولوجيا إعداد التقارير.
وهو مدمج في معظم محركات الأقراص
الثابتة التي ستستخدمها يوميًا.
الآن، هذه التقنية الذكية هي
في الواقع برنامج تشخيص ذاتي يقوم بتنبيه
نظام التشغيل إذا اكتشف أن
هناك فشلًا قد حدث أو
إذا كان الفشل وشيكًا.
الآن، النظام الذكي موجود منذ
حوالي 20 إلى 30 عامًا، وقد بدأ
في محركات الأقراص الثابتة،
ولكن تم ترحيله أيضًا إلى أجهزة الحالة الصلبة.
تعد تقنية SMART هذه بمثابة شيء يكمل نظام
التشغيل لديك، وBIOS، وUEFI لديك، والأنظمة
الأخرى المشابهة.
الفكرة الكاملة مع SMART هي أنه
يمكنه بعد ذلك مراقبة محرك الأقراص الثابتة
لديك والقدرة على فهم الحالة الصحية
لمحرك الأقراص هذا بالتحديد.
عندما تنظر إليه، ستنظر إلى أشياء مثل درجة حرارة
محرك الأقراص، والصحة العامة لمحركات الأقراص، ومدى سرعة
دورانها إذا كنت تتعامل مع محرك
أقراص ثابتة، وعدد الكتل
التالفة إذا كنت التعامل مع جهاز
الحالة الصلبة وأشياء من هذا القبيل.
الآن، الشيء المهم الذي يجب أن تتذكره مع SMART
هو أنه ليس مصممًا للحفاظ على صحة محركات الأقراص لديك.
وبدلاً من ذلك، تم تصميمه لتحديد
متى يواجهون مشكلات
ومتى قد يفشلون في المستقبل.
لذا ضع هذا في الاعتبار.
هدفهم هنا ليس أن يكونوا قادرين على إصلاح محرك الأقراص الخاص
بك ولكن ببساطة مراقبة ومعرفة متى يكون
هناك شيء سيء على وشك الحدوث.
تم تصميم تقنية المراقبة والتحليل
وإعداد التقارير الذاتية هذه لقياس الكثير من السمات
المختلفة حول محرك الأقراص الثابتة لديك وأجهزة
الحالة الصلبة لديك.
على سبيل المثال، يمكنه مراقبة أشياء
مثل معدل خطأ القراءة، ووقت تشغيل القرص الصلب، وعدد
القطاعات المعاد تخصيصها، ومعدل خطأ البحث، وساعات التشغيل،
وتنبيهات درجات الحرارة المرتفعة، وأشياء أخرى
مثل هذا.
من خلال مراقبة كل هذه الأجزاء المختلفة من المعلومات،
تكون الأداة المساعدة SMART قادرة على إخطار نظام التشغيل
بأي مشكلات معلقة أو مشكلات
قد تكون موجودة في المستقبل.
الآن، يُعرف أحد المقاييس التي
تراقبها الأداة الذكية SMART بعمليات الإدخال والإخراج
في الثانية أو IOPS.
الآن، يعد IOPS مقياسًا مهمًا حقًا لتتمكن
من النظر إليه على النظام.
نظرًا لأنك تقوم بقياس مدى سرعة إدخال الأشياء
أو إخراجها إلى جهاز تخزين، يعد
هذا أحد المقاييس الرئيسية للأداء التي
تحتاج إلى فهمها عند التعامل مع التخزين.
الآن، إذا كنت تقارن محرك الأقراص الثابتة
بجهاز مزود بذاكرة مصنوعة من مكونات
صلبة، فعادةً ما يكون معدل IOPS على محرك الأقراص الثابتة
أقل بكثير مما هو عليه على جهاز مزود بذاكرة مصنوعة من مكونات صلبة.
وذلك لأن جهاز الحالة الصلبة
يتمتع بأوقات بحث أسرع بكثير لأنه لا يحتاج
إلى تحريك الطبق ليتمكن من قراءة تلك المعلومات،
ولكن هذا ليس هو الحال دائمًا.
هناك بعض محركات أقراص الحالة
الصلبة (SSD) غير المكلفة جدًا ورخيصة الصنع والتي تحتوي على عدد IOPS أقل بكثير
من بعض محركات الأقراص الثابتة السريعة حقًا.
لذا عليك أن تتذكر أنه ليس كل شيء واضحًا حيث تكون أجهزة
الحالة الصلبة دائمًا أسرع من محركات
الأقراص الثابتة، ولكن هذه قاعدة عامة جيدة.
لذا ضع هذا في الاعتبار.
إذا كنت تعمل في السحابة، فلن
تتمكن فعليًا من الوصول إلى وحدة التخزين الأساسية.
لذا فإن الطريقة الوحيدة التي يمكنك من خلالها قياس
الأداء هي عن طريق قياس IOPS،
وهي عمليات الإدخال والإخراج في الثانية،
لأنك لا تعرف ما إذا كانوا يستخدمون محركات الأقراص
الثابتة أو أجهزة الحالة الصلبة أسفل طبقة التخزين تلك، لأنه
يتم يتم استخلاصها منك عند استخدام المحاكاة
الافتراضية والحوسبة السحابية.
ولهذا السبب نود أن ننظر إلى رقم IOPS أو
عمليات الإدخال والإخراج في الثانية،
لأن هذا هو أفضل مقياس للأداء لدينا عندما
نقرأ البيانات ونكتبها على
جهاز تخزين معين.
الآن، إذا بدأت ترى أن أدائك الإجمالي
ينخفض عندما تتحدث عن أجهزة التخزين الخاصة
بك وتقوم بقياس IOPS الخاص
بك وترى أن هذا الرقم ينخفض أيضًا، فهذا
يشير إلى أنك تواجه نوعًا من القراءة
عنق الزجاجة والكتابة إلى أجهزة التخزين تلك.
قد تكون هذه مشكلة في الأجهزة
أو قد تكون مشكلة في البرنامج.
يجب عليك النظر في ذلك وتكون قادرًا على تحديد
ذلك باستخدام أدوات مثل الأدوات المساعدة
SMART لتتمكن من تحديد ما إذا كان محرك الأقراص
يقرأ ويكتب بالسرعة المناسبة،
أم أن نظام التشغيل هو الذي يتباطأ فعليًا ولا يستطيع القراءة
والكتابة على الجهاز بالسرعة
التي يحتاجها؟
ولهذا السبب من المهم النظر إلى
الأمور بشكل شمولي لأن انخفاض عمليات الإدخال والإخراج
في الثانية قد يكون مشكلة في الأجهزة، أو قد يكون
شيئًا في التطبيق أو موارد النظام العامة
التي يتم تحميلها فوق طاقتها بسبب الكثير من العوامل
الأخرى الأشياء التي تحدث على هذا
النظام بالذات.
إذا كنت تواجه أداءً بطيئًا عندما يتعلق
الأمر بالتخزين، فإن بعض الأشياء
التي تريد الاطلاع عليها
على محرك الأقراص الثابتة ستكون ما إذا
كانت الملفات قد أصبحت مجزأة أم لا.
وإذا كان لديهم
ذلك، فسوف تحتاج إلى تشغيل أداة إلغاء التجزئة.
سيكون هذا قادرًا على أخذ كل أجزاء هذه الملفات
وإعادة تجميعها معًا مما سيؤدي
بعد ذلك إلى تقليل أوقات القراءة الصحيحة على هذا الجهاز.
وذلك لأنه عندما تكتب على محرك الأقراص الثابتة،
سيبدأ في أخذ الملف الذي تحاول
كتابته، وسيقوم
بتقسيمه إلى أجزاء أصغر.
سيتم وضع كل قطعة من هذه القطع على القرص الصلب
بدءًا من البداية والانتقال
نحو النهاية في أي مساحة متاحة.
لذا أريدكم أن تفكروا في القرص الصلب
كما تفكرون في كتاب.
لنفترض أنني أعطيتك كتابًا فارغًا يحتوي على 200 صفحة.
هذا هو كل ما لديك من مساحة تخزين، ولكن لديك قلم رصاص، وبينما
تكتب في الكتاب، تبدأ من الصفحة
الأولى وتستمر في الكتابة حتى تصل إلى
الصفحة 50.
لقد عدت الآن إلى الصفحة الثالثة
وقررت أنك لا تحتاج إلى أشياء في تلك الصفحة.
لذلك قمت بمسح ذلك.
الآن لديك بعض المساحة الفارغة في هذا الكتاب.
لقد فعلت الشيء نفسه في الصفحة السابعة و12 و15، وقمت بمراجعة
الكتاب ومسحت الأشياء
التي لم تكن بحاجة إليها.
الآن عندما تريد كتابة شيء آخر،
فلن تبدأ من الصفحة 51، ولكنك ستعود
إلى الصفحة الثالثة حيث قمت بمسح ذلك وملء
الفراغ.
الآن، بمجرد نفاد المساحة،
ستنتقل إلى الصفحة التالية التي تحتوي
على فراغات، وستستمر في
القيام بذلك حتى تصل إلى الصفحة 51، ثم ستستمر في ذلك
الكتابة مرة أخرى.
هذه هي الطريقة التي يعمل بها القرص الصلب.
لذا، إذا كان لديك الكثير من الملفات الصغيرة التي قمت
بحذفها، فلديك الآن الكثير
من الثغرات الصغيرة في جميع أنحاء محرك الأقراص لديك.
وفي المرة القادمة عندما تكتب شيئًا
ما، سيبدأ في ملء تلك الفجوات.
ولكن نظرًا لأنه يتعين عليك البحث عن تلك الأماكن المختلفة
للحصول على الملف بأكمله مرة أخرى، فقد
يؤدي ذلك إلى أوقات قراءة وكتابة زائدة.
لذا، لتتمكن من تقليل هذا الوقت، عليك القيام
بما يسمى إلغاء التجزئة.
حيث يمر ويجمع كل هذه الملفات مرة أخرى معًا بالترتيب
الصحيح على نفس الصفحات.
ويمكنه تحريك الأشياء في جميع أنحاء
محرك الأقراص وتبديلها حتى يصبح كل
شيء جميلًا ومنظمًا مرة أخرى.
مع مرور الوقت، سوف يختلط محرك الأقراص هذا مرة
أخرى بسبب كل عمليات الحذف
وإعادة الكتابة التي تحدث،
وهنا يحدث التجزئة.
عندما يصبح محرك الأقراص الخاص بك أكثر تجزئة،
فهذا يعني أنه سيكون لديك أداء أقل عندما
تحاول البحث عن البيانات أو قراءتها من محرك الأقراص هذا.
الآن، لحسن الحظ، أثناء انتقالك إلى جهاز ذو حالة صلبة، لم
تعد التجزئة تمثل مشكلة، لأنه يمكننا الوصول
إلى كل شيء على محرك الأقراص هذا في أي وقت،
لأننا لا نحتاج إلى تحريك الطبق
حتى نتمكن من الوصول إلى جزء
معين من محرك الأقراص هذا واحصل على
البيانات مرة أخرى.
لذلك، لم تعد التجزئة تمثل مشكلة مع الأجهزة ذات الحالة
الصلبة، ولا تحتاج إلى
تشغيل أدوات إلغاء التجزئة المساعدة على الأجهزة
ذات الحالة الصلبة.
لكن عليك القيام بذلك على محرك الأقراص الثابتة.
الآن، من ناحية أخرى، مع جهاز الحالة
الصلبة، إذا بدأت المساحة
في النفاد وانخفضت السعة، فستلاحظ
أن محرك الأقراص سيبدأ
في التباطؤ لديك.
لتتمكن من تسريع عملية النسخ الاحتياطي
لمحرك الأقراص، سيتعين عليك نقل
بعض هذه الملفات من جهاز الحالة الصلبة هذا وتحرير بعض المساحة الإضافية.
ويرجع ذلك إلى الطريقة التي يعمل بها جهاز الحالة
الصلبة، حيث أنه عندما يبدأ
في الامتلاء وعدم وجود مساحة خالية
تقريبًا، فإن هذا الجهاز سوف يتباطأ
كثيرًا من حيث أدائه.
لذلك أوصي دائمًا بإبقاء ما لا يقل عن
10% من جهازك ذو الحالة الصلبة فارغًا ومجانيًا،
وهذا سيضمن بقاء أدائك مرتفعًا.