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Almacenamiento de datos RAID

1988-06-01
  • David Patterson
  • Garth A. Gibson
  • Randy Katz
Sistemas de almacenamiento RAID en un centro de datos moderno para aplicaciones empresariales.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

RAID (acrónimo RAID (Redundant Array of Independent Disks) es una tecnología de virtualización de almacenamiento de datos que combina varias unidades de disco físicas en una o más unidades lógicas para lograr redundancia de datos, mejorar el rendimiento o ambas cosas. Los diferentes niveles de RAID ofrecen distintos equilibrios entre fiabilidad, disponibilidad, rendimiento y capacidad. Por ejemplo, RAID 1 replica los datos en dos discos, mientras que RAID 5 distribuye los datos y la paridad en al menos tres discos.

RAID was formally defined in a 1988 paper by Patterson, Gibson, and Katz at the University of California, Berkeley. The original acrónimo 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 (Striping): Data is split into blocks and written across multiple disks. It offers high performance but no redundancy. The failure of any single disk results in the loss of all data in the array.
  • RAID 1 (Mirroring): An exact copy (or mirror) of data is written to two or more disks. This provides excellent redundancy, as the array can operate as long as at least one disk is functional. Write performance is slightly reduced, and storage capacity is halved.
  • RAID 5 (Striping with Distributed Parity): Data and parity information are striped across three or more disks. Parity is a calculated value that can be used to reconstruct data from a failed drive. If one disk fails, the system can rebuild the lost data using the parity information from the remaining drives. It offers a good balance of performance, storage efficiency, and redundancy.
  • RAID 6 (Striping with Dual Distributed Parity): Similar to RAID 5, but it uses two independent parity blocks, allowing it to tolerate the failure of up to two disks simultaneously.

RAID puede implementarse por software (mediante el sistema operativo) o por hardware (mediante una tarjeta controladora dedicada). Los controladores RAID de hardware reducen la carga de procesamiento y suelen incluir una caché con respaldo de batería para proteger los datos durante cortes de energía, lo que generalmente ofrece un mejor rendimiento y confiabilidad. Este concepto ha sido fundamental para el almacenamiento de datos moderno, permitiendo la creación de sistemas de almacenamiento grandes, rápidos y confiables que alimentan todo tipo de sistemas, desde dispositivos NAS personales hasta grandes centros de datos empresariales.

UNESCO Nomenclature: 1203
Ciencias de la computación

Tipo

Sistema abstracto

Ruptura

Revolucionario

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Early work on disk mirroring and duplexing in mainframe systems (e.g., Tandem Computers)
  • Concepts of error-correcting codes (used for parity calculation)
  • General computer architecture principles of I/O and storage
  • The increasing availability and decreasing cost of hard disk drives

Aplicaciones

  • enterprise storage systems and servers
  • network-attached storage (NAS) devices
  • personal computer workstations for professionals
  • database servers
  • video editing and streaming servers

Patentes:

  • US4761785
  • US4870643

Ideas para posibles innovaciones

  • Matrices RAID híbridas que combinan SSD para almacenamiento en caché y HDD para capacidad
  • sistemas de almacenamiento de objetos que utilizan codificación de borrado, una forma más flexible de paridad
  • Redes de almacenamiento descentralizadas que utilizan principios similares a RAID en nodos peer to peer
  • Análisis predictivo de fallos de disco basado en aprendizaje automático para sistemas RAID
  • almacenamiento definido por software (SDS) con configuraciones RAID flexibles basadas en políticas
  • Unidades de almacenamiento computacional que pueden realizar cálculos RAID internamente
  • RAID en chip (ROC) para sistemas integrados de alto rendimiento
  • Sistemas de archivos estructurados en registros optimizados para el rendimiento RAID
  • Matrices RAID que utilizan memoria no volátil express (NVMe) para una latencia ultrabaja
  • sistemas RAID adaptativos que pueden cambiar dinámicamente los niveles RAID según la carga de trabajo
Relacionado con: RAID, almacenamiento de datos, redundancia, matriz de discos, segmentación, duplicación, paridad, tolerancia a fallos, protección de datos, virtualización de almacenamiento.

Contexto histórico

Almacenamiento de datos RAID

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

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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