Niveles RAID anidados
Combinación apilada de dos o más niveles RAID estándar

Los niveles RAID anidados , también conocidos como RAID híbrido , combinan dos o más de los niveles RAID estándar (donde " RAID " significa "matriz redundante de discos independientes" o "matriz redundante de discos económicos") para ganar rendimiento, redundancia adicional o ambos, como resultado de combinar propiedades de diferentes diseños RAID estándar. [1] [2]

Los niveles RAID anidados se numeran normalmente utilizando una serie de números, donde los niveles más comúnmente utilizados utilizan dos números. El primer número en la designación numérica denota el nivel RAID más bajo en la "pila", mientras que el más a la derecha denota el nivel RAID en capas más alto; por ejemplo, RAID 50 coloca en capas la distribución de datos de RAID 0 sobre la paridad distribuida de RAID 5. Los niveles RAID anidados incluyen RAID 01, RAID 10, RAID 100, RAID 50 y RAID 60, que combinan la distribución de datos con otras técnicas RAID; como resultado del esquema de capas, RAID 01 y RAID 10 representan niveles RAID anidados significativamente diferentes. [3]

Incursión 01(INVESTIGACIÓN 0+1)

RAID 01 , también llamado RAID 0+1 , es un nivel RAID que utiliza un espejo de franjas, logrando tanto la replicación como el intercambio de datos entre discos. [3] La capacidad utilizable de una matriz RAID 01 es la misma que en una matriz RAID 1 formada por las mismas unidades, en la que la mitad de las unidades se utiliza para reflejar la otra mitad. , donde es el número total de unidades y es la capacidad de la unidad más pequeña de la matriz. [4] ( norte / 2 ) ⋅ S metro i norte {\displaystyle (N/2)\cdot S_{\mathrm {min} }} norte {\estilo de visualización N} S metro i norte {\displaystyle S_{\mathrm {min} }}

Se requieren al menos cuatro discos en una configuración RAID 01 estándar, pero también se utilizan matrices más grandes.

Incursión 03(INCIDENCIA 0+3)

Una configuración RAID 03 típica

RAID 03 , también llamado RAID 0+3 y a veces RAID 53 , es similar a RAID 01 con la excepción de que se utiliza una distribución a nivel de bytes con paridad dedicada en lugar de duplicación. [5]

RAID 10(INCIDENCIA 1+0)

Una configuración RAID 10 típica

RAID 10 , también llamado RAID 1+0 y a veces RAID 1&0 , es similar a RAID 01 con la excepción de que los dos niveles RAID estándar utilizados están dispuestos en capas en el orden opuesto; por lo tanto, RAID 10 es una franja de espejos. [3]

RAID 10, tal como lo reconoce la asociación de la industria del almacenamiento y como lo implementan generalmente los controladores RAID, es una matriz RAID 0 de espejos, que pueden ser espejos de dos o tres vías, [6] y requiere un mínimo de cuatro unidades. Sin embargo, se creó una definición no estándar de "RAID 10" para el controlador MD de Linux ; "RAID 10" de Linux se puede implementar con tan solo dos discos. Las implementaciones que admiten dos discos, como RAID 10 de Linux, ofrecen una variedad de diseños. [7] También son posibles matrices de más de cuatro discos.

Según las especificaciones del fabricante y los puntos de referencia oficiales independientes, en la mayoría de los casos RAID 10 [8] proporciona un mejor rendimiento y latencia que todos los demás niveles RAID [9] excepto RAID 0 (que gana en rendimiento). [10] Por lo tanto, es el nivel RAID preferible para aplicaciones intensivas de E/S, como bases de datos, correo electrónico y servidores web, así como para cualquier otro uso que requiera un alto rendimiento del disco. [11]

RAID 50(INCURSIÓN 5+0)

Una configuración RAID 50 típica. A1, B1, etc. representan cada uno un bloque de datos; cada columna representa un disco; Ap, Bp, etc. representan cada uno información de paridad para cada RAID 5 distinto y pueden representar diferentes valores en todo el RAID 5 (es decir, Ap para A1 y A2 puede diferir de Ap para A3 y A4).

RAID 50 , también llamado RAID 5+0 , combina la distribución a nivel de bloque de RAID 0 con la paridad distribuida de RAID 5. [3] Como matriz RAID 0 distribuida en elementos RAID 5, la configuración mínima de RAID 50 requiere seis unidades. A la derecha hay un ejemplo en el que se distribuyen en bandas tres conjuntos de RAID 5 de 120 GB para lograr un espacio de almacenamiento total de 720 GB.

Una unidad de cada uno de los conjuntos RAID 5 podría fallar sin pérdida de datos; por ejemplo, una configuración RAID 50 que incluya tres conjuntos RAID 5 puede tolerar un máximo de tres posibles fallas simultáneas de unidades (pero solo una por conjunto RAID 5). Debido a que la confiabilidad del sistema depende del reemplazo rápido de la unidad defectuosa para que la matriz pueda reconstruirse, es común incluir repuestos en caliente que puedan comenzar a reconstruir la matriz inmediatamente después de una falla. Sin embargo, esto no resuelve el problema de que la matriz se somete a una tensión máxima al leer cada bit para reconstruir la matriz en el momento en que es más vulnerable. [12] [13]

RAID 50 mejora el rendimiento de RAID 5, especialmente durante las escrituras, y proporciona una mejor tolerancia a fallos que un solo nivel RAID. Este nivel se recomienda para aplicaciones que requieren una alta tolerancia a fallos, capacidad y rendimiento de acceso aleatorio. A medida que aumenta la cantidad de unidades en un conjunto RAID y la capacidad de las unidades, esto afecta el tiempo de recuperación de fallos correspondientemente, ya que aumenta el intervalo para reconstruir el conjunto RAID. [12] [13]

RAID 60(INCURSIÓN 6+0)

Una configuración RAID 60 típica que consta de dos conjuntos de cuatro unidades cada uno

RAID 60 , también llamado RAID 6+0 , combina la distribución a nivel de bloque de RAID 0 con la doble paridad distribuida de RAID 6, lo que da como resultado una matriz RAID 0 distribuida en elementos RAID 6. Requiere al menos ocho discos. [14]

RAID 100(INCURSIÓN 10+0)

Una configuración RAID 100 típica

RAID 100 , a veces también llamado RAID 10+0 , es una serie de RAID 10. Esto es lógicamente equivalente a una matriz RAID 10 más amplia, pero generalmente se implementa utilizando RAID 0 de software en lugar de RAID 10 de hardware. Al estar "dividido en dos bandas", RAID 100 se describe como un " RAID de cuadros ". [15]

Comparación

La siguiente tabla ofrece una descripción general de algunas consideraciones para los niveles RAID anidados. En cada caso:

  • La eficiencia espacial se da como una expresión en términos de la cantidad de unidades, n ; esta expresión designa un valor fraccionario entre cero y uno, que representa la fracción de la suma de las capacidades de las unidades que está disponible para su uso. Por ejemplo, si se organizan tres unidades en RAID 3, esto da una eficiencia espacial de la matriz de 1 − 1/ n = 1 − 1/3 = 2/3 ≈ 67% ; por lo tanto, si cada unidad en este ejemplo tiene una capacidad de 250 GB, entonces la matriz tiene una capacidad total de 750 GB, pero la capacidad que se puede utilizar para el almacenamiento de datos es solo de 500 GB. A veces es necesario utilizar en lugar de debido a la naturaleza inherente de la configuración (de uso en RAID 10). La tolerancia a fallas utiliza para la representación, en lugar de , en ciertos niveles de RAID anidados (consulte a continuación el cálculo de la tolerancia a fallas). es la cantidad de discos en cada espejo, en lugar de la cantidad total de discos. metro {\estilo de visualización m} norte {\estilo de visualización n} metro {\estilo de visualización m} norte {\estilo de visualización n} metro {\estilo de visualización m}
  • La tolerancia a fallas es la cantidad de fallas de unidad permitidas, donde min es la cantidad garantizada de fallas que el RAID puede manejar y max es el máximo posible sin fallas garantizadas.
  • La tasa de fallos se da como una expresión en términos de la cantidad de unidades (o la cantidad de discos en cada espejo, en algunos casos) y la tasa de fallos de la unidad (que se supone idéntica e independiente para cada unidad) y puede verse como un ensayo de Bernoulli . [ cita requerida ] Por ejemplo, si cada una de las tres unidades tiene una tasa de fallos del 5 % durante los próximos tres años, y estas unidades están organizadas en RAID 3, esto da una tasa de fallos de la matriz durante los próximos tres años de: norte {\estilo de visualización n} metro {\estilo de visualización m} a {\estilo de visualización r}
1 − ( 1 − a ) norte − norte a ( 1 − a ) norte − 1 = 1 − ( 1 − 5 % ) 3 − 3 × 5 % × ( 1 − 5 % ) 3 − 1 = 1 − 0,95 3 − 0,15 × 0,95 2 = 1 − 0,857375 − 0,135375 = 0,00725 ≈ 0,7 % {\displaystyle {\begin{aligned}1-(1-r)^{n}-nr(1-r)^{n-1}&=1-(1-5\%)^{3}-3\times 5\%\times (1-5\%)^{3-1}\\&=1-0,95^{3}-0,15\times 0,95^{2}\\&=1-0,857375-0,135375\\&=0,00725\\&\aproximadamente 0,7\%\end{aligned}}}
NivelDescripciónNúmero mínimo de unidades [a]Eficiencia espacialTolerancia a fallos
MínimoMáximo
Incursión 01Segmentación a nivel de bloque y duplicación sin paridad41 / tiras por rayatiras por raya − 1n − n / tiras por franja
Incursión 03Franjas a nivel de bloque y franjas a nivel de byte con paridad dedicada61 − 1 / tiras por franja1n / tiras por raya
RAID 10 [b]Duplicación sin paridad y segmentación a nivel de bloque41 / tiras por rayatiras por raya − 1( tiras por raya − 1) × tiras por raya
RAID 1+6Duplicación sin paridad y segmentación a nivel de bloque con paridad distribuida doble8(1 - 2 / tiras por franja ) / 22 × tiras por franja2 x tiras por raya + ( n / tiras por raya ) - 2
RAID 50Franjas a nivel de bloque con paridad distribuida y franjas a nivel de bloque61 - (1 / tiras por franja )1n / tiras por raya
RAID 60Franjas a nivel de bloque con paridad distribuida doble y franjas a nivel de bloque81 - (2 / tiras por franja )22 × ( n / tiras por franja )
RAID 100Duplicación sin paridad y dos niveles de segmentación a nivel de bloque81 / tiras por rayatiras por raya − 1( tiras por raya − 1) × ( tiras por raya)


Véase también

Notas explicativas

  1. ^ Supone un número mínimo no degenerado de unidades
  2. ^ El rendimiento máximo teórico de lectura se puede representar como n ×. Sin embargo, en la práctica puede ser tan bajo como ( n / spans ) ×, según la configuración y la implementación; el rendimiento máximo teórico de escritura se puede representar como ( n / spans ) ×, que es cercano a los valores observados en la práctica; consulte la sección "Comparación de rendimiento" anterior para obtener una explicación de n .

Referencias

  1. ^ Delmar, Michael Graves (2003). "Recuperación de datos y tolerancia a fallos". La guía completa de redes y Network+. Cengage Learning. pág. 448. ISBN 1-4018-3339-X.
  2. ^ Mishra, SK; Vemulapalli, SK; Mohapatra, P. (1995). "Matriz de discos de trama cruzada dual: una arquitectura RAID híbrida altamente confiable". Actas de la Conferencia internacional de 1995 sobre procesamiento paralelo: volumen 1. CRC Press . págs. I-146 y siguientes . ISBN 0-8493-2615-X.
  3. ^ abcd Layton, Jeffrey B. (6 de enero de 2011). "Introducción a RAID anidado: RAID-01 y RAID-10". Linux-Mag.com . Linux Magazine . Archivado desde el original el 10 de enero de 2011 . Consultado el 1 de febrero de 2015 .{{cite web}}: CS1 maint: URL no apta ( enlace )
  4. ^ Kozierok, Charles (17 de agosto de 2018). «Niveles RAID 0+1 (01) y 1+0 (10)». The PC Guide . Consultado el 28 de mayo de 2019 .
  5. ^ Kozierok, Charles (5 de septiembre de 2018). «Niveles RAID 0+3 (03 o 53) y 3+0 (30)». The PC Guide . Consultado el 28 de mayo de 2019 .
  6. ^ Dawkins, Bill; Jones, Arnold (28 de julio de 2006). "Especificación de formato de datos de disco RAID común" (PDF) . SNIA.org (1.2.ª ed.). Asociación de la industria de redes de almacenamiento . Archivado desde el original (PDF) el 24 de agosto de 2009. Consultado el 31 de enero de 2015 .
  7. ^ Brown, Neil (27 de agosto de 2004). «Controlador MD RAID10 en Linux». Archivado desde el original el 12 de septiembre de 2013. Consultado el 17 de abril de 2009 .
  8. ^ chipsets/imsm/sb/CS-020655.htm "Tecnología de almacenamiento rápido de Intel: ¿Qué es RAID 10?". Intel . 16 de noviembre de 2009.
  9. ^ "Rendimiento de los controladores RAID SAS de 6 Gbps de IBM y HP" (PDF) . Demartek. Octubre de 2009. Archivado desde el original (PDF) el 5 de junio de 2011.
  10. ^ Kozierok, Charles (15 de agosto de 2018). "Comparación resumida de los niveles RAID". The PC Guide . Consultado el 28 de mayo de 2019 .
  11. ^ Gupta, Meeta (2002). Fundamentos de la red de área de almacenamiento . Prensa de Cisco . pag. 268.ISBN​ 1-58705-065-X.
  12. ^ ab "Guía RAID de servidores Cisco UCS, Capítulo 1: Descripción general de RAID" (PDF) . Cisco.com . Cisco Systems . págs. 1–14, 1–15 . Consultado el 1 de febrero de 2015 .
  13. ^ ab Lowe, Scott (9 de julio de 2010). "RAID 50 ofrece un equilibrio entre rendimiento, capacidad de almacenamiento e integridad de los datos". TechRepublic.com . Consultado el 1 de febrero de 2015 .
  14. ^ "Cuál es el nivel RAID adecuado para mí: RAID 60 (striping y striping con dos partes)". Adaptec.com . Adaptec . Archivado desde el original el 2015-07-10 . Consultado el 2015-02-03 .
  15. ^ McKinstry, Jim. "Gestión de servidores: preguntas y respuestas". SAMag.com . Archivado desde el original el 19 de enero de 2008.

Lectura adicional

  • "Aprender acerca de RAID". Support.Dell.com. Dell . 2009. Archivado desde el original el 20 de febrero de 2009. Consultado el 15 de abril de 2016 .
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