أفضل ممارسات مشاركة البيانات وتخزينها في أنظمة Linux

في عالم تكنولوجيا المعلومات، تُعد مشاركة البيانات وإدارة التخزين من الركائز الأساسية التي تضمن استمرارية العمل وفعاليته، خاصة في بيئات تعتمد على أنظمة Linux. تتعدد التقنيات والوسائل التي يمكن الاعتماد عليها لتحقيق مشاركة فعالة وآمنة للملفات، ومن بين أبرزها خدمات الشبكة مثل NFS (Network File System) و iSCSI (Internet Small Computer Systems Interface). تتسم هاتان التقنيتان بمرونتهما وقدرتهما على تلبية متطلبات مختلفة، بدءًا من مشاركة الملفات بين الأجهزة عبر الشبكة، وصولًا إلى تحويل أجهزة التخزين إلى أنظمة تخزين شبكية مركزية، مما يعزز من قدرات إدارة البيانات وتوفير موارد الشبكة بشكل أكثر كفاءة. سنقوم في هذا المقال بتقديم شرح تفصيلي لمراحل إعداد وتكوين خدمتي NFS و iSCSI على نظام التشغيل Ubuntu، مع استعراض الأدوات، والخطوات، والإعدادات الدقيقة التي تساهم في إنشاء بيئة مستقرة وآمنة، مع تقديم أمثلة عملية وتفصيلية تساعد على تطبيقها بشكل صحيح وفعال.

أولًا: إعداد خدمة NFS على نظام Ubuntu

تُعد خدمة NFS واحدة من أكثر بروتوكولات مشاركة الملفات شهرة واستخدامًا في أنظمة Linux، حيث تتيح للمستخدمين مشاركة مجلدات معينة عبر الشبكة، وتمكين أجهزة أخرى من الوصول إليها بشكل سهل وآمن. تعتمد تقنية NFS على إعدادات وتكوينات دقيقة لضمان الأداء الأمثل، مع الحفاظ على أمان البيانات وخصوصيتها، وهو ما يتطلب فهمًا عميقًا لخصائصها وخياراتها المختلفة.

تثبيت خدمة NFS وتحديث النظام

يبدأ إعداد خدمة NFS على نظام Ubuntu بتحديث النظام لضمان أن جميع الحزم والبرمجيات محدثة، ثم تثبيت الحزمة الضرورية التي توفر خدمة NFS. يتم ذلك عبر الأوامر التالية:

sudo apt-get update
sudo apt-get install nfs-kernel-server

تقوم هذه الأوامر بتنزيل وتثبيت نواة خدمة NFS على الجهاز، مع استيعاب جميع الاعتمادات اللازمة لتشغيل الخدمة بكفاءة. بعد الانتهاء من التثبيت، يتوجب تحديث ملف التكوين الخاص بالمشاركة، وهو ملف /etc/exports.

تحديد المجلدات للمشاركة وتكوين الإعدادات

لتمكين مشاركة مجلد معين عبر الشبكة، يلزم إضافة سطر جديد في ملف /etc/exports يحدد المجلد المراد مشاركته، والمستهدفين من الشبكة، بالإضافة إلى الخيارات التي تحدد صلاحيات الوصول والأداء. على سبيل المثال، لمشاركة المجلد /srv/nfs_share مع جميع الأجهزة عبر الشبكة، يمكن إدراج السطر التالي:

/srv/nfs_share *(rw,sync,no_subtree_check)

حيث:

• *: يشير إلى أن المشاركة متاحة لأي جهاز على الشبكة، ويمكن تخصيصها لعناوين IP محددة أو نطاقات معينة لتحسين الأمان.
• rw: يخول الأجهزة القراء والكتابة على المجلد.
• sync: يضمن أن عمليات القراءة والكتابة تتم بشكل متزامن، مما يعزز من استقرار البيانات.
• no_subtree_check: يوقف فحص الشجرة الفرعية، مما يحسن من أداء الخدمة خاصة عند مشاركة مجلدات كبيرة أو مع تغييرات مستمرة.

بعد تحرير الملف، لابد من إعادة تشغيل خدمة NFS لتطبيق التغييرات، ويتم ذلك عبر الأمر:

sudo systemctl restart nfs-kernel-server

تحديد صلاحيات المجلدات والأمان

قبل أن تبدأ الأجهزة الأخرى بالوصول إلى المجلدات المشتركة، من الضروري ضمان أن الأذونات على المجلد تسمح بالوصول المطلوب، مع الالتزام بمبادئ الأمان. يمكن استخدام أوامر chmod و chown لضبط الصلاحيات، على سبيل المثال:

sudo chown -R nobody:nogroup /srv/nfs_share
sudo chmod -R 755 /srv/nfs_share

بالإضافة إلى ذلك، يُنصح باستخدام إصدار NFSv4، الذي يوفر ميزات أمان متقدمة، مثل التشفير والمصادقة، الأمر الذي يعزز من حماية البيانات أثناء الانتقال عبر الشبكة.

إعدادات الأمان والتشفير

على الرغم من أن NFS يُعد فعالًا، فإن أمانه يعتمد بشكل كبير على إعدادات الشبكة والصلاحيات. لضمان حماية البيانات، يُنصح باستخدام جدران الحماية، وتقييد الوصول إلى عناوين IP محددة، بالإضافة إلى تفعيل خيارات التشفير عند الضرورة. يمكن أيضًا الاعتماد على أنظمة إدارة الهوية، مثل LDAP، لضمان صلاحيات موحدة للمستخدمين عبر الشبكة.

ثانيًا: إعداد خدمة iSCSI على نظام Ubuntu

تُعد تقنية iSCSI واحدة من أكثر الحلول مرونة وفعالية للتحكم في أجهزة التخزين عبر الشبكة، إذ تتيح تحويل جهاز تخزين عادي إلى جهاز تخزين شبكي مركزي، يمكن للوصول إليه من خلال بروتوكول SCSI عبر الشبكة. تعتمد هذه التقنية على مفهوم الأهداف (Targets) والعميلات (Initiators)، حيث يُعد الـTarget هو الجهاز الذي يشارك وحدة التخزين، والـInitiator هو الجهاز العميل الذي يتصل ويستخدم هذا التخزين.

تثبيت حزمة iSCSI وتهيئتها

لبدء إعداد خدمة iSCSI على نظام Ubuntu، يبدأ الأمر بتثبيت الحزمة الضرورية، وهي open-iscsi، عبر الأمر التالي:

sudo apt-get install open-iscsi

بعد التثبيت، يتطلب الأمر تعديل ملف الإعداد /etc/iscsi/iscsid.conf لضبط إعدادات التشغيل، بحيث يتم تفعيل الاتصال التلقائي عند التشغيل، وذلك بإلغاء تعليق السطر التالي أو تعديله ليبدو كالتالي:

#node.startup = automatic

بذلك، يتم تفعيل خاصية التشغيل التلقائي للعميل عند تشغيل النظام، مما يضمن استمرارية الاتصال مع الـTarget.

تشغيل خدمة iSCSI وتهيئة الأهداف (Targets)

لتفعيل الخدمة، يُشغل كل من iscsid و open-iscsi عبر الأمرين:

sudo systemctl start iscsid
sudo systemctl start open-iscsi

ولإنشاء هدف (Target) على الخادم، يتم تحرير ملف التكوين /etc/iet/ietd.conf، حيث يتم تحديد اسم الهدف (IQN) والإعدادات الخاصة بوحدة التخزين، على سبيل المثال:

Target iqn.2023-11.com.example:storage.target1
Lun 0 Path=/path/to/your/disk.img,Type=fileio

حيث iqn.2023-11.com.example:storage.target1 هو معرف الهدف، و /path/to/your/disk.img هو ملف الصورة الذي يمثل وحدة التخزين. يمكن إنشاء ملف صورة باستخدام الأمر:

sudo dd if=/dev/zero of=/path/to/your/disk.img bs=1M count=2048

هذا الأمر ينشئ ملفًا بحجم 2 جيجابايت، ويمكن تعديل الحجم حسب الحاجة، مع تحديد حجم الكتل عبر bs وعدد الكتل عبر count.

تهيئة عميل iSCSI (Initiator)

على الأجهزة العميلة، يتم تثبيت حزمة open-iscsi، ثم يتم اكتشاف الأهداف المتاحة عبر الأمر:

sudo iscsiadm --mode discoverydb --type sendtargets --portal  --discover

حيث هو عنوان IP الخاص بالخادم الذي يضم الهدف. بعد ذلك، يتم تسجيل الهدف والاتصال به عبر الأمر:

sudo iscsiadm --mode node --targetname  --portal  --login

وبعد إتمام هذه الخطوة، ستتمكن الأجهزة العميلة من الوصول إلى وحدة التخزين المركزية، مع ضرورة ضبط الإعدادات الأمنية، خاصة عند استخدام بروتوكول iSCSI عبر الشبكات غير الموثوقة، من خلال تفعيل آليات المصادقة مثل CHAP (Challenge-Handshake Authentication Protocol).

تفعيل الأمان في iSCSI باستخدام CHAP

لتحسين أمان الاتصال، يُمكن تفعيل ميزة CHAP، والتي تتطلب تكوين كل من الخادم والعميل، بحيث يتم إدخال كلمات مرور سرية، وتكوينها في ملف /etc/iscsi/iscsid.conf على كلا الطرفين، مع تحديد خيارات المصادقة، على سبيل المثال:

node.session.auth.authmethod = CHAP
node.session.auth.username = 
node.session.auth.password = 

هذا يضمن أن الاتصال يتم بشكل موثوق، ويقلل من خطر الاختراق أو الوصول غير المصرح به إلى البيانات.

مقارنة تفصيلية بين NFS و iSCSI

لتوضيح الفروقات الأساسية، نقدم هنا جدولًا يوضح أبرز الاختلافات بين هاتين التقنيتين من حيث الوظائف، الأداء، الأمان، وسهولة الإدارة:

الختام والتوصيات التقنية

إن اختيار التقنية المناسبة يعتمد بشكل كبير على متطلبات البيئة، واحتياجات الأداء، ومستوى الأمان المطلوب. في حالة الحاجة إلى مشاركة ملفات بسيطة بين أجهزة Linux، فإن خدمة NFS توفر حلاً سريعًا وفعالًا، مع سهولة في الإدارة والتكوين. أما إذا كانت الحاجة تتطلب تحويل جهاز تخزين إلى وحدة تخزين مركزية، أو إدارة بيئة تخزين عالية الأداء، فإن تقنية iSCSI تقدم مرونة وتوسعًا أكبر، مع القدرة على تأمين البيانات بشكل فعال باستخدام آليات المصادقة والتشفير.

عند تطبيق هاتين التقنيتين، يُنصح باتباع أفضل الممارسات، مثل تفعيل جدران الحماية، وتحديث البرمجيات باستمرار، واستخدام أنظمة إدارة الهوية، والاعتماد على التشفير عند الضرورة لضمان حماية البيانات وسرية المعلومات. كما يُفضل دائمًا إجراء اختبارات أداء وأمان بشكل دوري، لضمان استقرار النظام وتلبية متطلبات الأعمال.

وفي سياق التطوير المستمر، من المهم متابعة التحديثات والتقنيات الجديدة التي تقدم تحسينات في الأداء والأمان، بالإضافة إلى الاطلاع على الوثائق الرسمية والمصادر التقنية المعتمدة، مثل مستندات مشروع NFS و مشروع open-iscsi، لضمان تنفيذ أحدث الممارسات والاستفادة القصوى من التقنيات المتاحة.

ختامًا، فإن فهم عميق لتقنيات مشاركة الملفات والتخزين عبر الشبكة، مع تطبيق التكوينات الصحيحة، يضمن بيئة تكنولوجيا معلومات مستقرة، آمنة، وفعالة، تساهم بشكل كبير في دعم العمليات وتسهيل إدارة البيانات في أي مؤسسة أو بيئة تقنية.