¿Qué es una matriz de servidores? ¿Es un clúster de servidores? ¿Qué es RAID 0? ¿Qué es RAID 1? ¿Qué es RAID 1? Solicite una explicación detallada

Disk array (Redundant Arrays of Inexpensive Disks, RAID) significa "matriz de discos barata y redundante". El principio es utilizar un método de matriz para crear un grupo de discos y cooperar con el diseño de la disposición de datos distribuidos para mejorar la seguridad de los datos. Una matriz de discos se compone de muchos discos baratos, de pequeña capacidad, de alta estabilidad y de baja velocidad, combinados en un gran grupo de discos. Los efectos adicionales generados por los datos proporcionados por los discos individuales se utilizan para mejorar el rendimiento de todo el disco. sistema. Al mismo tiempo, esta tecnología se utiliza para cortar los datos en muchas secciones y almacenarlas en cada disco duro. La matriz de discos también puede utilizar el concepto de verificación de paridad. Cuando falla algún disco duro de la matriz, los datos aún se pueden leer. Durante la reconstrucción de datos, los datos se calcularán y se reemplazarán en el nuevo disco duro. La tecnología RAID incluye principalmente varias especificaciones, como RAID 0 ~ RAID 7. Sus enfoques son diferentes. Las especificaciones comunes son las siguientes: RAID 0: RAID 0 divide continuamente los datos en unidades de bits o bytes y lee/escribe en paralelo. Tiene una alta tasa de transferencia de datos, pero no tiene redundancia de datos, por lo que no puede considerarse como una verdadera estructura RAID. RAID 0 simplemente mejora el rendimiento y no ofrece garantías de confiabilidad de los datos, y la falla de uno de los discos afectará a todos los datos. Por lo tanto, RAID 0 no se puede utilizar en situaciones con altos requisitos de seguridad de datos. RAID 1: logra redundancia de datos a través de la duplicación de datos del disco, generando datos de respaldo mutuos en pares de discos independientes. Cuando los datos originales están ocupados, los datos se pueden leer directamente desde la copia reflejada, por lo que RAID 1 puede mejorar el rendimiento de lectura. RAID 1 tiene el costo unitario más alto entre las matrices de discos, pero proporciona alta seguridad y disponibilidad de datos. Cuando falla un disco, el sistema puede cambiar automáticamente al disco espejo para leer y escribir sin la necesidad de reorganizar los datos fallidos. RAID 1: también conocido como estándar RAID 10, en realidad es una combinación de los estándares RAID 0 y RAID 1. Divide continuamente los datos en unidades de bits o bytes y lee/escribe varios discos en paralelo. por redundancia. Su ventaja es que tiene la extraordinaria velocidad de RAID 0 y la alta confiabilidad de datos de RAID 1, pero el uso de la CPU también es mayor y la utilización del disco es relativamente baja. RAID 2: distribuye datos en tiras en diferentes discos duros, con unidades de tira en bits o bytes, y utiliza una tecnología de codificación llamada "código de corrección de errores promedio ponderado (código Hamming)" para proporcionar verificación y recuperación de errores. Esta técnica de codificación requiere múltiples discos para almacenar información de verificación y recuperación, lo que hace que la implementación de la tecnología RAID 2 sea más compleja y, por lo tanto, rara vez se utiliza en entornos comerciales. RAID 3: Es muy similar a RAID 2. Divide los datos y los distribuye en diferentes discos duros. La diferencia es que RAID 3 usa paridad simple y usa un solo disco para almacenar información de paridad. Si un disco falla, el disco de paridad y otros discos de datos pueden regenerar datos; si el disco de paridad falla, el uso de datos no se verá afectado. RAID 3 puede proporcionar una buena velocidad de transferencia para grandes cantidades de datos continuos, pero para datos aleatorios, el disco de paridad se convertirá en un cuello de botella para las operaciones de escritura. RAID 4: RAID 4 también divide los datos y los distribuye en diferentes discos, pero las unidades de división son bloques o registros. RAID 4 utiliza un disco como disco de paridad. Cada operación de escritura requiere acceso al disco de paridad. En este caso, el disco de paridad se convertirá en un cuello de botella para las operaciones de escritura, por lo que RAID 4 rara vez se utiliza en entornos comerciales. RAID 5: RAID 5 no especifica los discos de paridad individualmente, sino que accede de forma intercalada a datos e información de paridad en todos los discos. En RAID 5, los punteros de lectura/escritura pueden funcionar en dispositivos de matriz simultáneamente, lo que proporciona un mayor rendimiento de datos. RAID 5 es más adecuado para bloques de datos pequeños y lectura y escritura aleatoria de datos. En comparación con RAID 5, la principal diferencia es que cada transferencia de datos en RAID 3 involucra todos los discos de la matriz, mientras que en RAID 5, la mayoría de las transferencias de datos solo se realizan en un disco y se pueden realizar en paralelo.

Hay "pérdida de escritura" en RAID 5, es decir, cada operación de escritura producirá cuatro operaciones de lectura/escritura reales, dos de las cuales leen los datos antiguos y la información de paridad, y dos escriben los datos nuevos y la información de paridad. RAID 6: en comparación con RAID 5, RAID 6 agrega un segundo bloque independiente de información de paridad. Dos sistemas de paridad independientes utilizan algoritmos diferentes y la confiabilidad de los datos es muy alta. Incluso si dos discos fallan al mismo tiempo, el uso de los datos no se verá afectado. Sin embargo, RAID 6 necesita asignar mayor espacio en disco a la información de paridad y tiene una mayor "pérdida de escritura" que RAID 5, por lo que el "rendimiento de escritura" es muy pobre. El bajo rendimiento y la implementación compleja hacen que RAID 6 rara vez se utilice en la práctica. RAID 7: este es un nuevo estándar RAID con su propio sistema operativo inteligente en tiempo real y herramientas de software para la administración del almacenamiento. Puede ejecutarse de manera completamente independiente del host y no ocupa los recursos de la CPU del host. RAID 7 puede considerarse como una computadora de almacenamiento, que se diferencia significativamente de otros estándares RAID. Además de los diversos estándares anteriores (como la Tabla 1), podemos combinar múltiples especificaciones RAID como RAID 1 para construir la matriz RAID requerida. Por ejemplo, RAID 5+3 (RAID 53) es una forma ampliamente utilizada. . Por lo general, los usuarios pueden configurar de manera flexible matrices de discos para obtener un sistema de almacenamiento en disco que satisfaga mejor sus requisitos. RAID 5E (mejora de RAID 5): RAID 5E es una mejora basada en el nivel RAID 5. Similar a RAID 5, la información de verificación de datos se distribuye uniformemente en cada disco duro, pero algunas partes no utilizadas están reservadas en cada disco duro. el espacio no está dividido y permite que fallen hasta dos discos duros físicos. Parece que RAID 5E y RAID 5 más un disco de repuesto son similares. De hecho, debido a que RAID 5E distribuye datos en todos los discos duros, el rendimiento será mejor que el de RAID 5 más un disco de repuesto. Cuando falla un disco duro, los datos del disco duro que falla se comprimen en el espacio no utilizado en otros discos duros y el disco lógico mantendrá el nivel RAID 5. RAID 5EE: en comparación con RAID 5E, la distribución de datos de RAID 5EE es más eficiente. Parte del espacio de cada disco duro se utiliza como discos de repuesto dinámicos distribuidos. Son parte de la matriz. Cuando falla un disco duro físico de la matriz. La reconstrucción de datos será más rápida. Al principio, la solución RAID estaba dirigida principalmente a sistemas de disco duro SCSI y el costo del sistema era relativamente elevado. En 1993, HighPoint lanzó el primer chip de control IDE-RAID, que podía utilizar discos duros IDE relativamente baratos para construir un sistema RAID, reduciendo así en gran medida el "umbral" de RAID. Desde entonces, los usuarios individuales también han empezado a prestar atención a esta tecnología, porque los discos duros son los dispositivos más "lentos" y menos seguros de los ordenadores personales modernos, y los datos almacenados por los usuarios a menudo superan con creces el precio del propio ordenador. A un costo relativamente bajo, la tecnología RAID permite a los usuarios individuales disfrutar de velocidades de disco duplicadas y mayor seguridad de los datos. Actualmente, los chips de control IDE-RAID en el mercado de las computadoras personales son producidos principalmente por las empresas HighPoint y Promise. Los chips IDE-RAID para usuarios individuales generalmente solo brindan soporte para especificaciones RAID como RAID 0, RAID 1 y RAID 1 (RAID 10). Aunque técnicamente son incomparables con los sistemas comerciales, siguen siendo útiles para los usuarios comunes. El impulso y las garantías de seguridad proporcionadas son más que suficientes. A medida que la velocidad de transmisión de las interfaces del disco duro continúa aumentando, los chips IDE-RAID también se actualizan constantemente. Todos los chips convencionales en el mercado de chips ya son compatibles con el estándar ATA 100, y el chip HPT 372 recientemente lanzado por HighPoint y el último chip PDC20276 de Promise pueden hacerlo. ya admite discos duros IDE estándar ATA 133. Hoy en día, a medida que la competencia entre los fabricantes de placas base se intensifica y las demandas de los usuarios de computadoras personales aumentan gradualmente, ya no son pocos los fabricantes que instalan chips RAID en las placas base. Los usuarios pueden construir directamente sus propias matrices de discos sin comprar tarjetas RAID y sentir la velocidad. discos. RAID 50: RAID50 es una combinación de RAID5 y RAID0.

Esta configuración elimina los datos, incluida la información de paridad, en cada disco de un grupo de subdiscos RAID5. Cada grupo de subdiscos RAID5 requiere tres discos duros. RAID50 tiene una mayor tolerancia a fallas porque permite que un disco de un grupo falle sin causar pérdida de datos. Y como los bits de paridad se distribuyen en el grupo de subdiscos RAID5, la velocidad de reconstrucción mejora considerablemente. Ventajas: Mayor tolerancia a fallas, potencial para velocidades de lectura de datos más rápidas. Nota: La falla del disco puede afectar el rendimiento. El tiempo para reconstruir la información después de un error es mayor que en el caso de una configuración reflejada.