Una matriz de discos es un subsistema de almacenamiento externo muy grande comúnmente conocido como matriz redundante de discos económicos (RAID). Muchas unidades de disco o unidades ópticas lo utilizan para realizar copias de seguridad de datos y mejorar el rendimiento del sistema en función de ciertas reglas (como división, desagrupación, entrelazado, etc.). A través del control y gestión del controlador de matriz, el sistema de matriz de discos puede conectar varios, docenas o incluso cientos de discos en un solo disco, lo que aumenta su capacidad hasta cientos de gigabytes.
RAID, Redundant Array of Inexpensive Disks, es la abreviatura de Redundant Array of Independent Disks.
Las matrices de discos se pueden dividir en matrices blandas y matrices duras. La matriz de software se completa con un programa de software y el procesador de la computadora solo puede proporcionar la función de tolerancia a fallas RAID más básica. Una matriz dura proporciona las funciones de control y computación de toda la matriz de discos a través de hardware que se ejecuta de forma independiente (tarjetas de matriz). La tarjeta tiene un procesador independiente que no depende de los recursos de la CPU del sistema y puede admitir todas las funciones tolerantes a fallas requeridas. Por lo tanto, las funciones y el rendimiento proporcionados por la matriz dura son mejores que los de la matriz blanda.
Como tecnología de almacenamiento de alto rendimiento, RAID se ha utilizado ampliamente. Los niveles de RAID se han desarrollado en muchos niveles desde que se propuso el concepto de RAID, pero los niveles más utilizados son 0, 1, 3 y 5. Aquí están los cuatro niveles.
RAID 0: combina varios discos en un disco grande, sin función de redundancia, E/S paralela, la velocidad más rápida. Concatena varios discos en un disco duro grande. Al almacenar datos, los segmenta según la cantidad de discos y luego los escribe en estos discos simultáneamente. Entonces, entre todos los niveles, RAID 0 es el más rápido. Sin embargo, RAID 0 no tiene capacidades de redundancia. Si un disco está dañado (físicamente), todos los datos quedan inutilizables.
RAID 1: Dos sistemas de discos idénticos se reflejan entre sí, lo que no aumenta la velocidad, pero permite que falle un solo disco y tiene la mayor confiabilidad. RAID 1 se está reflejando. El principio es escribir los mismos datos en el disco duro espejo mientras se almacenan los datos en el disco duro principal. Cuando el disco duro principal está (físicamente) dañado, el disco duro espejo reemplaza el disco duro principal. Debido a que existen discos duros reflejados para realizar copias de seguridad de datos, la seguridad de los datos de RAID 1 es la mejor entre todos los niveles de RAID. Sin embargo, su utilización del disco es sólo del 50%, que es la utilización de disco más baja entre todos los RAID.
El principio de almacenamiento de datos de RAID 3 es diferente del de RAID 0 y RAID 1. RAID 3 es un bit de paridad que se utiliza para almacenar datos en un disco duro con los datos segmentados en otros discos duros. Almacena datos en paralelo como RAID 0, pero no es tan rápido como RAID 0. Si el disco de datos está (físicamente) dañado, siempre que se reemplace el disco duro defectuoso, el sistema de control RAID reconstruirá los datos del disco defectuoso en el nuevo disco en función de los bits de paridad de datos del disco de verificación. Usar un disco de verificación separado para proteger los datos no es tan seguro como la duplicación, pero la utilización del disco duro mejora enormemente, que es n-1. Pero la desventaja es que, como disco duro que almacena bits de paridad, la carga de trabajo será muy pesada, porque cada operación de escritura escribirá la información de verificación generada en este disco, mientras que la carga en otros discos es relativamente pequeña, lo que tendrá un cierto impacto en el rendimiento.
RAID 5: Basado en RAID 3, RAID 5 ha realizado algunas mejoras. Al escribir datos en discos de una matriz, los datos de paridad se almacenan uniformemente en cada disco de la matriz y se toleran errores de un solo disco. RAID 5 también utiliza los bits de paridad de los datos para garantizar la seguridad de los datos, pero no almacena los bits de paridad de los datos en un disco duro separado, sino que almacena los bits de paridad de los segmentos de datos de forma interactiva en cada disco duro. un disco duro. De esta manera, si algún disco duro se daña, los datos dañados se pueden reconstruir basándose en los bits de paridad de los otros discos duros. La utilización del disco duro también es n-1.
RAID es la abreviatura del inglés Redundant Array of Independent Disks. Traducido al chino, significa "Redundant Array of Independent Disks". A veces también se le llama matriz de discos.
En pocas palabras, RAID combina múltiples discos duros independientes (discos duros físicos) de diferentes maneras para formar un grupo de discos duros (disco duro lógico), proporcionando así un mayor rendimiento de almacenamiento y almacenamiento de datos que un solo disco duro. tecnología de respaldo. Las diferentes formas de formar una matriz de discos se denominan niveles RAID.
La función de la copia de seguridad de datos es que una vez que los datos del usuario se dañan, la información de la copia de seguridad se puede utilizar para restaurar los datos dañados, garantizando así la seguridad de los datos del usuario. A los ojos del usuario, el grupo de discos formado es como un disco duro y el usuario puede realizar operaciones como particionarlo y formatearlo. En resumen, una matriz de discos funciona exactamente como un único disco duro. La diferencia es que la velocidad de almacenamiento de una matriz de discos es mucho mayor que la de un solo disco duro y puede proporcionar copias de seguridad automáticas de los datos.
La tecnología RAID tiene dos características: una es la velocidad y la otra es la seguridad. Debido a estas dos ventajas, la tecnología RAID se aplicó en los primeros días a sistemas de disco duro con interfaces SCSI en servidores avanzados. Con el desarrollo de la tecnología informática en los últimos años, la velocidad de la CPU de la PC ha entrado en la era de los GHz. Los discos duros con interfaz IDE no se quedan atrás, y los discos duros ATA66 y ATA100 se han lanzado uno tras otro. Esto hace posible que la tecnología RAID se aplique a PC de gama media y baja e incluso personales. RAID generalmente se implementa mediante un controlador RAID en una torre de matriz de discos duros o una tarjeta RAID en una computadora.
Después de un desarrollo continuo, la tecnología RAID ahora tiene siete niveles RAID básicos, desde RAID 0 hasta RAID 6. Además, existen algunas combinaciones de niveles RAID básicos, como RAID 10 (una combinación de RAID 0 y RAID 1) y RAID 50 (una combinación de RAID 0 y RAID 5). Los diferentes niveles de RAID representan diferentes rendimientos de almacenamiento, seguridad de datos y costos de almacenamiento. Pero las siguientes formas RAID son las más utilizadas.
(1) RAID 0
(2) RAID 1
(3) RAID 1
(4) RAID 3
(5) RAID 5
Hay tres factores principales a la hora de elegir un nivel RAID: disponibilidad (redundancia de datos), rendimiento y coste. Si no se requiere disponibilidad, elija RAID0 para obtener el mejor rendimiento. Si la disponibilidad y el rendimiento son importantes y el costo no es un factor importante, elija RAID 1 según la cantidad de discos duros. Si la disponibilidad, el costo y el rendimiento son igualmente importantes, elija RAID 3 o RAID 5 según la transferencia de datos general y la cantidad de discos duros.