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RAID 数据存储

1988-06-01
  • David Patterson
  • Garth A. Gibson
  • Randy Katz
企业应用现代数据中心中的 RAID 存储系统。.

(图片仅供参考)

创新世界首字母缩略词 of Redundant Array of Independent Disks) is a data storage virtualization technology that combines multiple physical disk drives into one or more logical units for data redundancy, performance improvement, or both. Different RAID levels provide varying balances of reliability, availability, performance, and capacity. For example, RAID 1 mirrors data across two disks, while RAID 5 stripes data and parity across at least three disks.

RAID was formally defined in a 1988 paper by Patterson, Gibson, and Katz at the University of California, Berkeley. The original acronym 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.

最常见的级别包括:

  • RAID 0(条带化): 数据被分割成块并写入多个磁盘。这种方式性能很高,但没有冗余。任何一个磁盘发生故障都会导致阵列中所有数据丢失。
  • RAID 1(镜像): 数据的精确副本(或镜像)会写入两个或多个磁盘。这提供了极佳的冗余性,因为只要至少有一个磁盘正常工作,阵列就能持续运行。写入性能会略有下降,存储容量也会减半。
  • RAID 5(带分布式奇偶校验的条带化): 数据和奇偶校验信息分布在三个或更多磁盘上。奇偶校验值是一个计算值,可用于从故障磁盘重建数据。如果一个磁盘发生故障,系统可以使用剩余磁盘上的奇偶校验信息重建丢失的数据。这种方案在性能、存储效率和冗余性之间取得了良好的平衡。
  • RAID 6(带双分布式奇偶校验的条带化): 与 RAID 5 类似,但它使用两个独立的奇偶校验块,因此可以容忍最多两个磁盘同时发生故障。

RAID 可以通过软件(由操作系统实现)或硬件(通过专用控制器卡)实现。硬件 RAID 控制器可以减轻处理开销,并且通常包含电池备份的缓存,以在断电期间保护数据,从而提供更好的性能和可靠性。这一概念已成为现代数据存储的基础,使得构建大型、快速且可靠的存储系统成为可能,这些系统为从个人 NAS 设备到大型企业数据中心等各种应用提供支持。

UNESCO Nomenclature: 1203
- 计算机科学

类型

抽象系统

中断

革命

用法

广泛使用

前体

  • 大型机系统中磁盘镜像和双工技术的早期研究(例如,Tandem 计算机)
  • 纠错码的概念(用于奇偶校验计算)
  • 计算机体系结构中 I/O 和存储的通用原理
  • 硬盘驱动器的普及率不断提高,成本不断下降

应用程序

  • 企业存储系统和服务器
  • 网络附加存储 (NAS) 设备
  • 专业人士的个人电脑工作站
  • 数据库服务器
  • 视频编辑和流媒体服务器

专利:

  • US4761785
  • US4870643

潜在创新理念

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Related to: RAID, data storage, redundancy, disk array, striping, mirroring, parity, fault tolerance, data protection, storage virtualization.

历史背景

RAID 数据存储

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

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

相关发明、创新和技术原理

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