Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Heim » RAID-Datenspeicherung

RAID-Datenspeicherung

1988-06-01
  • David Patterson
  • Garth A. Gibson
  • Randy Katz
RAID-Speichersysteme in einem modernen Rechenzentrum für Unternehmensanwendungen.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

ÜBERFALL (Akronym RAID (Redundant Array of Independent Disks) ist eine Datenspeichervirtualisierungstechnologie, die mehrere physische Festplatten zu einer oder mehreren logischen Einheiten zusammenfasst, um Datenredundanz zu gewährleisten, die Leistung zu verbessern oder beides. Verschiedene RAID-Level bieten unterschiedliche Balance zwischen Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Leistung und Speicherkapazität. Beispielsweise spiegelt RAID 1 die Daten auf zwei Festplatten, während RAID 5 Daten und Parität auf mindestens drei Festplatten verteilt.

RAID wurde 1988 von Patterson, Gibson und Katz an der University of California, Berkeley, in einer Veröffentlichung formal definiert. Das ursprüngliche Akronym stand für „Redundant Array of Inexpensive Disks“ (Redundantes Array kostengünstiger Festplatten) und schlug vor, dass ein Array aus preiswerten PC-Festplatten eine höhere Leistung und Zuverlässigkeit als eine einzelne, teure Mainframe-Festplatte (eine Single Large Expensive Disk oder SLED) bieten könnte. Die Kernidee besteht darin, mehrere Festplatten als ein einziges logisches Volume zu behandeln und die Daten gemäß spezifischer Muster, den sogenannten RAID-Leveln, auf diese zu verteilen oder zu replizieren.

Zu den häufigsten Stufen gehören:

  • RAID 0 (Striping): Die Daten werden in Blöcke aufgeteilt und auf mehrere Festplatten verteilt. Dies bietet zwar hohe Leistung, aber keine Redundanz. Der Ausfall einer einzelnen Festplatte führt zum Verlust aller Daten im Array.
  • RAID 1 (Spiegelung): Eine exakte Kopie (oder ein Spiegelbild) der Daten wird auf zwei oder mehr Festplatten geschrieben. Dies bietet eine hervorragende Redundanz, da das Array so lange betriebsbereit ist, wie mindestens eine Festplatte funktionsfähig ist. Die Schreibleistung ist etwas geringer und die Speicherkapazität halbiert sich.
  • RAID 5 (Striping mit verteilter Parität): Daten und Paritätsinformationen werden auf drei oder mehr Festplatten verteilt. Die Parität ist ein berechneter Wert, mit dem Daten von einer ausgefallenen Festplatte wiederhergestellt werden können. Fällt eine Festplatte aus, kann das System die verlorenen Daten mithilfe der Paritätsinformationen der verbleibenden Festplatten wiederherstellen. Dies bietet ein optimales Verhältnis von Leistung, Speichereffizienz und Redundanz.
  • RAID 6 (Striping mit doppelter verteilter Parität): Ähnlich wie RAID 5, verwendet es jedoch zwei unabhängige Paritätsblöcke, wodurch es den gleichzeitigen Ausfall von bis zu zwei Festplatten tolerieren kann.

RAID lässt sich entweder softwareseitig (vom Betriebssystem) oder hardwareseitig (über eine dedizierte Controllerkarte) implementieren. Hardware-RAID-Controller entlasten die Rechenprozesse und verfügen oft über einen batteriegepufferten Cache zum Schutz der Daten bei Stromausfällen. Sie bieten in der Regel eine höhere Leistung und Zuverlässigkeit. Das Konzept ist grundlegend für moderne Datenspeicherung und ermöglicht die Entwicklung großer, schneller und zuverlässiger Speichersysteme, die von persönlichen NAS-Geräten bis hin zu riesigen Rechenzentren für Unternehmen alles antreiben.

UNESCO Nomenclature: 1203
- Computerwissenschaften

Typ

Abstraktes System

Störung

Revolutionär

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Frühe Arbeiten zur Festplattenspiegelung und zum Duplexing in Großrechnersystemen (z. B. Tandem-Computer)
  • Konzepte von Fehlerkorrekturcodes (zur Paritätsberechnung)
  • Allgemeine Prinzipien der Rechnerarchitektur für Ein-/Ausgabe und Speicherung
  • Die zunehmende Verfügbarkeit und die sinkenden Kosten von Festplattenlaufwerken

Anwendungen

  • Enterprise-Speichersysteme und Server
  • Netzwerkgebundene Speichergeräte (NAS)
  • PC-Arbeitsplätze für Profis
  • Datenbankserver
  • Videobearbeitungs- und Streaming-Server

Patente:

  • US4761785
  • US4870643

Potenzielle Innovationsideen

Aufgrund des hohen Datenverkehrs durch Web-Scraping-Bots, der derzeit mehr als 40.000 Anfragen pro Tag umfasst, ist dieser Inhalt ausschließlich Community-Mitgliedern vorbehalten.
> Anmelden < oder > Registrieren < (100% kostenlos) Zugriff darauf sowie auf alle anderen eingeschränkten Inhalte und Tools.

Bezogen auf: RAID, Datenspeicherung, Redundanz, Festplatten-Array, Striping, Spiegelung, Parität, Fehlertoleranz, Datenschutz, Speichervirtualisierung.

Historischer Kontext

RAID-Datenspeicherung

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

(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

Bilder in voller Größe und Downloads sind nur für registrierte Mitglieder 100% kostenlos verfügbar.

> Login <