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RAID: matriz redundante de discos independientes

REDADA es la abreviatura de rabundante array de iindependiente disks.

Originalmente, el término RAID se definía como rabundante array de icaro disks, pero ahora normalmente se refiere a rabundante array de iindependiente disks. El almacenamiento RAID utiliza varios discos para brindar tolerancia a fallas, mejorar el rendimiento general y aumentar almacenamiento capacidad en un sistema. Esto contrasta con los dispositivos de almacenamiento más antiguos que usaban solo una unidad de disco para almacenar datos.

RAID le permite almacenar los mismos datos excesivamente (en varios ritmos) de forma equilibrada para mejorar el rendimiento general. Las unidades de disco RAID se utilizan con frecuencia en los servidores, pero generalmente no son necesarias para las computadoras personales.

Cómo funciona RAID

Con la tecnología RAID, los datos se pueden reflejado en uno o más discos de la misma matriz, de modo que si un disco falla, los datos se conservan. Gracias a una técnica conocida como rayado (una técnica para distribuir datos en varias unidades de disco), RAID también ofrece la opción de leer o escribir en más de un disco al mismo tiempo para mejorar el rendimiento.

En este arreglo, secuencial los datos se dividen en segmentos que se envían a los distintos discos de la matriz, lo que acelera el rendimiento. Una matriz RAID típica utiliza varios discos que parecen ser un solo dispositivo, por lo que puede proporcionar más capacidad de almacenamiento que un solo disco.

Niveles RAID estándar

Los dispositivos RAID utilizan muchas arquitecturas diferentes, denominadas niveles, según el equilibrio deseado entre rendimiento y tolerancia a fallos. Los niveles de RAID describen cómo se distribuyen los datos en las unidades. Los niveles de RAID estándar incluyen lo siguiente:

Nivel 0: matriz de discos seccionados sin tolerancia a fallas

Proporciona bandas de datos (distribuyendo bloques de cada archivo en varias unidades de disco) pero sin redundancia. Esto mejora el rendimiento pero no ofrece tolerancia a fallos. Si falla una unidad, se pierden todos los datos de la matriz.

Nivel 1: duplicación y dúplex

Proporciona duplicación de disco. El nivel 1 proporciona el doble de la tasa de transacciones de lectura de discos individuales y la misma tasa de transacciones de escritura que los discos individuales.

Nivel 2: codificación de corrección de errores

No es una implementación típica y rara vez se utiliza, el Nivel 2 divide los datos a nivel de bits en lugar de a nivel de bloque.

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Nivel 3: paridad entrelazada de bits

Proporciona bandas a nivel de bytes con un disco de paridad dedicado. El nivel 3, que no puede atender múltiples solicitudes instantáneas, también se usa raramente.

Nivel 4: unidad de paridad dedicada

Una implementación de RAID de uso común, el nivel 4 proporciona bandas a nivel de bloque (como el nivel 0) con un disco de paridad. Si falla un disco de datos, los datos de paridad se utilizan para crear un disco de reemplazo. Una desventaja del nivel 4 es que el disco de paridad puede crear cuellos de botella de escritura.

Nivel 5: bloque de paridad distribuida entrelazada

Proporciona bandas de datos a nivel de bytes y también información de corrección de errores de bandas. Esto da como resultado un rendimiento excelente y una buena tolerancia a fallos. El nivel 5 es una de las implementaciones más populares de RAID.

Nivel 6: discos de datos independientes con doble paridad

Proporciona bandas a nivel de bloque con datos de paridad distribuidos en todos los discos.

Nivel 10: una franja de espejos

No es uno de los niveles RAID originales, se crean múltiples espejos RAID 1 y se crea una franja RAID 0 sobre estos.

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Niveles RAID no estándar

Algunos dispositivos utilizan más de un nivel en una disposición híbrida o anidada, y algunos proveedores también ofrecen niveles de RAID patentados no estándar. Entre los ejemplos de niveles RAID no estándar se incluyen los siguientes:

Nivel 0 + 1: Un espejo de rayas

No es uno de los niveles RAID originales, se crean dos bandas RAID 0 y se crea un espejo RAID 1 sobre ellas. Se utiliza tanto para replicar como para compartir datos entre discos.

Nivel 7

Una marca comercial de Storage Computer Corporation que agrega almacenamiento en caché a los niveles 3 o 4.

RAID 1E

Una implementación de RAID 1 con más de dos discos. La creación de bandas de datos se combina con la duplicación de cada banda escrita en uno de los discos restantes de la matriz.

RAID S

También llamado RAID de paridad, este es el sistema RAID de paridad seccionada patentado de EMC Corporation que se utiliza en sus sistemas de almacenamiento Symmetrix.

Historial RAID y opciones de almacenamiento alternativas

Antes de que los dispositivos RAID se hicieran populares, la mayoría de los sistemas usaban una sola unidad para almacenar datos. Esta disposición a veces se denomina SLED (disco único grande y caro). Sin embargo, los SLED tienen algunos inconvenientes. Primero, pueden crear E / S cuellos de botella porque los datos no se pueden leer del disco lo suficientemente rápido como para mantenerse al día con los otros componentes de un sistema, particularmente el procesador. En segundo lugar, si un SLED falla, todos los datos se pierden a menos que se haya realizado una copia de seguridad reciente en otro disco o cinta.

En 1987, tres investigadores de la Universidad de California, Berkeley, David Patterson, Garth A. Gibson y Randy Katz, definieron por primera vez el término RAID en un artículo titulado Un caso para matrices redundantes de discos económicos (RAID). Teorizaron que la distribución de datos en varias unidades podría mejorar el rendimiento del sistema, reducir los costos y reducir el consumo de energía, al tiempo que evita los posibles problemas de confiabilidad inherentes al uso de discos económicos y menos confiables. El documento también describió los cinco niveles RAID originales.

Hoy en día, la tecnología RAID es casi omnipresente entre los dispositivos de almacenamiento empresarial y también se encuentra en muchos dispositivos de almacenamiento de consumo de alta capacidad. Sin embargo, existen algunas opciones de almacenamiento no RAID. Una alternativa es JBOD (Solo un montón de unidades). La arquitectura JBOD utiliza varios discos, pero cada disco del dispositivo se direcciona por separado. JBOD proporciona una mayor capacidad de almacenamiento en comparación con un solo disco, pero no ofrece los mismos beneficios de rendimiento y tolerancia a fallas que los dispositivos RAID.

¿Qué es un flujo de datos?

Otra alternativa de RAID es la concatenación o la expansión. Ésta es la práctica de combinar varias unidades de disco para que parezcan ser una sola unidad. La expansión aumenta la capacidad de almacenamiento de una unidad; sin embargo, al igual que con JBOD, la expansión no proporciona beneficios de confiabilidad o velocidad.

RAID no es una copia de seguridad de datos

RAID no debe confundirse con la copia de seguridad de datos. Aunque algunos niveles de RAID brindan redundancia, los expertos recomiendan utilizar un sistema de almacenamiento separado para fines de respaldo y recuperación de desastres.

Configuración de una matriz RAID

Para configurar una matriz RAID, necesitará un grupo de unidades de disco y un controlador softre o hardre. Softre RAID se ejecuta directamente en un servidor, utilizando recursos del servidor. Como resultado, puede hacer que algunas aplicaciones se ejecuten más lentamente. Más sistemas operativos del servidor incluyen algunas capacidades de gestión RAID integradas.

También puede configurar su propia matriz RAID agregando un Controlador RAID a un servidor o una PC de escritorio. El controlador RAID funciona esencialmente con el mismo software, pero usa su propio procesador en lugar de la CPU del sistema. Algunos controladores "RAID falsos" menos costosos proporcionan un software de administración RAID pero no tienen un procesador separado.

Alternativamente, puede comprar una matriz RAID prediseñada de un proveedor de almacenamiento. Estos dispositivos generalmente incluyen dos controladores RAID y un grupo de discos en su propia carcasa.

El uso de una matriz RAID generalmente no es diferente a usar cualquier otro tipo de almacenamiento primario. La administración de RAID será manejada por el controlador hardre o softre y generalmente es invisible para el usuario final.

Estándares de tecnología RAID

Asociación de la industria de redes de almacenamiento ha establecido el Especificación de formato de datos de disco RAID común (DDF). En un esfuerzo por promover la interoperabilidad entre diferentes proveedores de RAID, define cómo se deben distribuir los datos a través de los discos en un dispositivo RAID.

Otro grupo de la industria llamado RAID Advisory Board trabajó durante la década de 1990 para promover la tecnología RAID, pero el grupo ya no está activo.