Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » تخزين بيانات RAID

تخزين بيانات RAID

1988-06-01
  • David Patterson
  • Garth A. Gibson
  • Randy Katz
RAID storage systems in a modern data center for enterprise applications.

(صورة توضيحية فقط)

RAID (اختصار RAID (مصفوفة الأقراص المستقلة المتكررة) هي تقنية افتراضية لتخزين البيانات تجمع عدة أقراص فعلية في وحدة منطقية واحدة أو أكثر لتحقيق تكرار البيانات، أو تحسين الأداء، أو كليهما. توفر مستويات RAID المختلفة توازنات متفاوتة بين الموثوقية والتوافر والأداء والسعة. على سبيل المثال، يقوم RAID 1 بنسخ البيانات على قرصين، بينما يقوم RAID 5 بتوزيع البيانات وبيانات التكافؤ على ثلاثة أقراص على الأقل.

RAID was formally defined in a 1988 paper by Patterson, Gibson, and Katz at the University of California, Berkeley. The original اختصار stood for “Redundant Array of Inexpensive Disks,” proposing that an array of cheap PC drives could outperform and be more reliable than a single, expensive mainframe disk (a Single Large Expensive Disk or SLED). The core idea is to treat multiple disks as a single logical volume, distributing or replicating data across them in specific patterns called RAID levels.

The most common levels include:

  • RAID 0 (التوزيع): تُقسّم البيانات إلى كتل وتُكتب على أقراص متعددة. يوفر هذا النظام أداءً عاليًا ولكنه يفتقر إلى خاصية النسخ الاحتياطي. يؤدي تعطل أي قرص واحد إلى فقدان جميع البيانات في المصفوفة.
  • RAID 1 (النسخ المتطابق): تُكتب نسخة طبق الأصل (أو مرآة) من البيانات على قرصين أو أكثر. يوفر هذا تكرارًا ممتازًا، حيث يمكن للمصفوفة العمل طالما أن قرصًا واحدًا على الأقل يعمل. ينخفض ​​أداء الكتابة قليلاً، وتنخفض سعة التخزين إلى النصف.
  • RAID 5 (التوزيع مع التكافؤ الموزع): يتم توزيع البيانات ومعلومات التكافؤ على ثلاثة أقراص أو أكثر. التكافؤ قيمة محسوبة تُستخدم لاستعادة البيانات من قرص تالف. في حال تعطل أحد الأقراص، يستطيع النظام استعادة البيانات المفقودة باستخدام معلومات التكافؤ من الأقراص المتبقية. يوفر هذا النظام توازنًا جيدًا بين الأداء وكفاءة التخزين والتكرار.
  • RAID 6 (التوزيع مع التكافؤ الموزع المزدوج): يشبه RAID 5، ولكنه يستخدم كتلتين مستقلتين للتكافؤ، مما يسمح له بتحمل فشل ما يصل إلى قرصين في وقت واحد.

يمكن تطبيق تقنية RAID إما برمجياً (عبر نظام التشغيل) أو عتادياً (عبر بطاقة تحكم مخصصة). تعمل وحدات تحكم RAID العتادية على تخفيف عبء المعالجة، وغالباً ما تتضمن ذاكرة تخزين مؤقتة مدعومة ببطارية لحماية البيانات أثناء انقطاع التيار الكهربائي، مما يوفر عموماً أداءً وموثوقية أفضل. وقد شكل هذا المفهوم أساساً لتخزين البيانات الحديث، مما أتاح إنشاء أنظمة تخزين كبيرة وسريعة وموثوقة تدعم كل شيء بدءاً من أجهزة NAS الشخصية وصولاً إلى مراكز بيانات المؤسسات الضخمة.

UNESCO Nomenclature: 1203
– Computer science

يكتب

نظام مجرد

خلل

Revolutionary

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • الأعمال المبكرة حول نسخ الأقراص وازدواجها في أنظمة الحواسيب المركزية (مثل الحواسيب المزدوجة)
  • مفاهيم رموز تصحيح الأخطاء (المستخدمة لحساب التكافؤ)
  • مبادئ معمارية الحاسوب العامة للإدخال/الإخراج والتخزين
  • زيادة توافر محركات الأقراص الصلبة وانخفاض تكلفتها

التطبيقات

  • أنظمة تخزين وخوادم المؤسسات
  • أجهزة التخزين المتصلة بالشبكة (NAS)
  • محطات عمل حاسوبية شخصية للمحترفين
  • خوادم قواعد البيانات
  • خوادم تحرير الفيديو والبث المباشر

براءات الاختراع:

  • US4761785
  • US4870643

أفكار ابتكارية محتملة

  • مصفوفات RAID الهجينة التي تجمع بين محركات الأقراص الصلبة SSD للتخزين المؤقت ومحركات الأقراص الصلبة HDD للسعة
  • أنظمة تخزين الكائنات التي تستخدم ترميز المحو، وهو شكل أكثر مرونة من التكافؤ
  • شبكات تخزين لامركزية تستخدم مبادئ مشابهة لتقنية RAID عبر عقد نظير إلى نظير
  • تحليل أعطال الأقراص التنبؤي لأنظمة RAID باستخدام التعلم الآلي
  • التخزين المعرف بالبرمجيات (SDS) مع تكوينات RAID مرنة وقائمة على السياسات
  • محركات تخزين حسابية قادرة على إجراء حسابات RAID داخليًا
  • تقنية RAID-on-chip (ROC) للأنظمة المدمجة عالية الأداء
  • أنظمة ملفات ذات بنية سجلات مُحسَّنة لأداء RAID
  • مصفوفات RAID التي تستخدم ذاكرة غير متطايرة سريعة (NVMe) لتحقيق زمن استجابة منخفض للغاية
  • أنظمة RAID التكيفية التي يمكنها تغيير مستويات RAID ديناميكيًا بناءً على عبء العمل
يتعلق بـ: RAID، تخزين البيانات، التكرار، مصفوفة الأقراص، التوزيع، النسخ المتطابق، التكافؤ، تحمل الأعطال، حماية البيانات، محاكاة التخزين.

السياق التاريخي

تخزين بيانات RAID

1980
1980
1982-07-01
1988-06-01
1990
1993
1997-04-23
1980
1980
1980
1986-01-01
1990
1990
1993
1998

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.