Aunque todas las implementaciones de RAID difieren de la especificación hasta cierto punto, algunas empresas y proyectos de código abierto han desarrollado implementaciones de RAID no estándar que difieren sustancialmente del estándar. Además, existen arquitecturas de unidades no RAID , que proporcionan configuraciones de múltiples discos duros a las que no hacen referencia las siglas RAID.
La paridad diagonal de fila es un esquema en el que un disco de paridad dedicado está en una "fila" horizontal como en RAID 4 , pero la otra paridad dedicada se calcula a partir de bloques permutados ("diagonal") como en RAID 5 y 6. [1] Alternativa Los términos para "fila" y "diagonal" incluyen "dedicado" y "distribuido". [2] Inventado por NetApp , se ofrece como RAID-DP en sus sistemas ONTAP . [3] La técnica puede considerarse RAID 6 en la definición amplia de SNIA [4] y tiene las mismas características de falla que RAID 6. La penalización de rendimiento de RAID-DP suele ser inferior al 2 % en comparación con una configuración RAID 4 similar. [5]
RAID 5E, RAID 5EE y RAID 6E (con la E agregada que significa Mejorado ) generalmente se refieren a variantes de RAID 5 o 6 con una unidad de repuesto en caliente integrada , donde la unidad de repuesto es una parte activa del esquema de rotación de bloques. Esto distribuye las E/S entre todas las unidades, incluida la de repuesto, lo que reduce la carga en cada unidad y aumenta el rendimiento. Sin embargo, impide compartir la unidad de repuesto entre varias matrices, lo que en ocasiones es deseable. [6]
Intel Matrix RAID (una característica de la tecnología Intel Rapid Storage) es una característica (no un nivel RAID) presente en el ICH6R y los conjuntos de chips Southbridge posteriores de Intel, accesible y configurable a través de la utilidad de configuración RAID BIOS . Matrix RAID admite tan solo dos discos físicos o tantos como admita el controlador. La característica distintiva de Matrix RAID es que permite cualquier variedad de volúmenes RAID 0, 1, 5 o 10 en la matriz, a los que se asigna una porción controlable (e idéntica) de cada disco. [7] [8] [9]
Como tal, una matriz Matrix RAID puede mejorar tanto el rendimiento como la integridad de los datos. Un ejemplo práctico de esto sería utilizar un pequeño volumen RAID 0 (banda) para el sistema operativo , el programa y los archivos de paginación; un segundo volumen RAID 1 (espejo) más grande almacenaría datos críticos. Linux MD RAID también es capaz de hacer esto. [7] [8] [9]
El subsistema RAID de software proporcionado por el kernel de Linux , llamado md , admite la creación tanto de matrices RAID 1+0 clásicas (anidadas) como de matrices RAID no estándar que utilizan un diseño RAID de un solo nivel con algunas características adicionales. [10] [11]
El diseño "cercano" estándar, en el que cada fragmento se repite n veces en una matriz de bandas de k vías, es equivalente a la disposición RAID 10 estándar, pero no requiere que n divida uniformemente k . Por ejemplo, un diseño n 2 en dos, tres y cuatro unidades se vería así: [12] [13]
2 unidades 3 unidades 4 unidades-------- ---------- --------------A1 A1 A1 A1 A2 A1 A1 A2 A2A2 A2 A2 A3 A3 A3 A3 A4 A4A3 A3 A4 A4 A5 A5 A5 A6 A6A4 A4 A5 A6 A6 A7 A7 A8 A8.. .. .. .. .. .. .. .. ..
El ejemplo de cuatro unidades es idéntico a una matriz RAID 1+0 estándar, mientras que el ejemplo de tres unidades es una implementación de software de RAID 1E. El ejemplo de dos unidades es equivalente a RAID 1. [13]
El controlador también admite un diseño "lejano", en el que todas las unidades están divididas en f secciones. Todos los fragmentos se repiten en cada sección pero se intercambian en grupos (por ejemplo, en parejas). Por ejemplo, los diseños de f 2 en arreglos de dos, tres y cuatro unidades se verían así: [12] [13]
2 unidades 3 unidades 4 unidades-------- ------------ ------------------A1 A2 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A4A3 A4 A4 A5 A6 A5 A6 A7 A8A5 A6 A7 A8 A9 A9 A10 A11 A12.. .. .. .. .. .. .. .. ..A2 A1 A3 A1 A2 A2 A1 A4 A3A4 A3 A6 A4 A5 A6 A5 A8 A7A6 A5 A9 A7 A8 A10 A9 A12 A11.. .. .. .. .. .. .. .. ..
El diseño "lejos" está diseñado para ofrecer rendimiento de creación de bandas en una matriz reflejada; las lecturas secuenciales se pueden dividir, como en las configuraciones RAID 0. [14] Las lecturas aleatorias son algo más rápidas, mientras que las escrituras secuenciales y aleatorias ofrecen aproximadamente la misma velocidad que otras configuraciones RAID reflejadas. El diseño "lejos" funciona bien en sistemas en los que las lecturas son más frecuentes que las escrituras, lo cual es un caso común. A modo de comparación, el RAID 1 normal proporcionado por el software RAID de Linux no divide las lecturas, pero puede realizar lecturas en paralelo. [15]
El controlador md también admite un diseño "desplazado", en el que cada franja se repite o veces y se compensa con f (lejos) dispositivos. Por ejemplo, o 2 diseños en arreglos de dos, tres y cuatro unidades se presentan como: [12] [13]
2 unidades 3 unidades 4 unidades-------- ---------- ---------------A1 A2 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A4A2 A1 A3 A1 A2 A4 A1 A2 A3A3 A4 A4 A5 A6 A5 A6 A7 A8A4 A3 A6 A4 A5 A8 A5 A6 A7A5 A6 A7 A8 A9 A9 A10 A11 A12A6 A5 A9 A7 A8 A12 A9 A10 A11.. .. .. .. .. .. .. .. ..
También es posible combinar diseños "cercanos" y "desplazados" (pero no "lejos" y "desplazados"). [13]
En los ejemplos anteriores, k es el número de unidades, mientras que n# , f# y o# se proporcionan como parámetros paramdadm's--disposiciónopción. Software RAID de Linux (kernel de Linux)Marylanddriver) también admite la creación de configuraciones RAID 0, 1, 4, 5 y 6 estándar. [16] [17]
Algunas implementaciones de RAID 1 tratan las matrices con más de dos discos de manera diferente, creando un nivel RAID no estándar conocido como RAID 1E . En este diseño, la división de datos se combina con la duplicación, reflejando cada banda escrita en uno de los discos restantes de la matriz. La capacidad utilizable de una matriz RAID 1E es el 50 % de la capacidad total de todas las unidades que forman la matriz; si se utilizan accionamientos de diferentes tamaños, en cada accionamiento sólo se utilizan las partes iguales al tamaño del miembro más pequeño. [18] [19]
Uno de los beneficios de RAID 1E sobre los pares duplicados de RAID 1 habituales es que el rendimiento de las operaciones de lectura aleatoria permanece por encima del rendimiento de una sola unidad, incluso en una matriz degradada. [18]
El sistema de archivos ZFS proporciona RAID-Z , un esquema de distribución de datos/paridad similar a RAID 5 , pero usando un ancho de banda dinámico: cada bloque es su propia banda RAID, independientemente del tamaño del bloque, lo que da como resultado que cada escritura RAID-Z sea una escritura de banda completa. . Esto, cuando se combina con la semántica transaccional de copia en escritura de ZFS, elimina el error de agujero de escritura . RAID-Z también es más rápido que el RAID 5 tradicional porque no necesita realizar la secuencia habitual de lectura, modificación y escritura . RAID-Z no requiere ningún hardware especial, como NVRAM para mayor confiabilidad, o almacenamiento en búfer de escritura para mayor rendimiento. [20]
Dada la naturaleza dinámica del ancho de banda de RAID-Z, la reconstrucción de RAID-Z debe atravesar los metadatos del sistema de archivos para determinar la geometría real de RAID-Z. Esto sería imposible si el sistema de archivos y la matriz RAID fueran productos separados, mientras que resulta factible cuando existe una visión integrada de la estructura lógica y física de los datos. Revisar los metadatos significa que ZFS puede validar cada bloque con su suma de verificación de 256 bits a medida que avanza, mientras que los productos RAID tradicionales generalmente no pueden hacer esto. [20]
Además de manejar fallas de todo el disco, RAID-Z también puede detectar y corregir daños silenciosos en los datos , ofreciendo "datos de autorreparación": al leer un bloque RAID-Z, ZFS lo compara con su suma de verificación y, si los discos de datos lo hicieron, no devuelve la respuesta correcta, ZFS lee la paridad y luego determina qué disco devolvió datos incorrectos. Luego, repara los datos dañados y devuelve datos buenos al solicitante. [20]
Hay cinco modos RAID-Z diferentes: RAID-Z0 (similar a RAID 0, no ofrece redundancia), RAID-Z1 (similar a RAID 5, permite que falle un disco), RAID-Z2 (similar a RAID 6, permite dos discos fallen), RAID-Z3 (una configuración RAID 7 [a] , permite que fallen tres discos) y mirror (similar a RAID 1, permite que fallen todos los discos menos uno). [22]
Windows Home Server Drive Extender es un caso especializado de JBOD RAID 1 implementado a nivel del sistema de archivos . [23]
Microsoft anunció en 2011 que Drive Extender ya no se incluiría como parte de Windows Home Server Versión 2, Windows Home Server 2011 (nombre en clave VAIL). [24] Como resultado, ha habido un movimiento de proveedores externos para llenar el vacío dejado por DE. Los competidores incluidos son Division M, los desarrolladores de Drive Bender y DrivePool de StableBit. [25] [26]
BeyondRAID no es una verdadera extensión RAID, pero consolida hasta 12 discos duros SATA en un grupo de almacenamiento. [27] Tiene la ventaja de admitir múltiples tamaños de disco a la vez, muy parecido a JBOD, al mismo tiempo que proporciona redundancia para todos los discos y permite una actualización de intercambio en caliente en cualquier momento. Internamente, utiliza una combinación de técnicas similares a RAID 1 y 5. Dependiendo de la fracción de datos en relación con la capacidad, puede sobrevivir hasta tres fallas de unidad, [ cita necesaria ] si la "matriz" se puede restaurar en el resto bueno discos antes de que falle otra unidad. La cantidad de almacenamiento utilizable se puede estimar sumando las capacidades de los discos y restando la capacidad del disco más grande. Por ejemplo, si se instalara una unidad de 500, 400, 200 y 100 GB, la capacidad utilizable aproximada sería 500 + 400 + 200 + 100 − 500 = 700 GB de espacio utilizable. Internamente, los datos se distribuirían en dos conjuntos tipo RAID 5 y dos conjuntos tipo RAID 1:
Unidades | 100 GB | | 200 GB | | 400 GB | | 500 GB | ---------- | x | espacio inutilizable (100 GB) ---------- ---------- ---------- | A1 | | A1 | Conjunto RAID 1 (2× 100 GB) ---------- ---------- ---------- ---------- | B1 | | B1 | Conjunto RAID 1 (2× 100 GB) ---------- ---------- ---------- ---------- ---------- | C1 | | C2 | | CP | Matriz RAID 5 (3× 100 GB) ---------- ---------- ---------- ---------- ---------- ---------- ---------- | D1 | | D2 | | D3 | | dp | Matriz RAID 5 (4 × 100 GB) ---------- ---------- ---------- ----------
BeyondRaid ofrece una función similar a RAID 6 y puede realizar compresión basada en hash utilizando hashes SHA-1 de 160 bits para maximizar la eficiencia del almacenamiento. [28]
Unraid es un sistema operativo propietario basado en Linux optimizado para el almacenamiento de archivos multimedia. [29]
Desafortunadamente Unraid no proporciona información sobre su tecnología de almacenamiento, pero algunos [ ¿quién? ] dice que su matriz de paridad es una reescritura del módulo mdadm.
Las desventajas incluyen código fuente cerrado, precio alto [ cita necesaria ] , rendimiento de escritura más lento que un solo disco [ cita necesaria ] y cuellos de botella cuando se escriben varias unidades al mismo tiempo. Sin embargo, Unraid admite un grupo de caché que puede acelerar drásticamente el rendimiento de escritura. Los datos del grupo de caché se pueden proteger temporalmente usando Btrfs RAID 1 hasta que Unraid los mueva al arreglo según un cronograma establecido dentro del software. [ cita necesaria ]
Las ventajas incluyen un menor consumo de energía que los niveles RAID estándar, la capacidad de utilizar múltiples discos duros de diferentes tamaños hasta su máxima capacidad y, en caso de múltiples fallas simultáneas del disco duro (que excedan la redundancia), solo se perderán los datos almacenados en los discos duros fallidos. en comparación con los niveles RAID estándar que ofrecen segmentación, en cuyo caso todos los datos de la matriz se pierden cuando fallan más discos duros de los que la redundancia puede manejar. [30]
En OpenBSD , CRYPTO es una disciplina de cifrado para el subsistema softraid. Cifra los datos en un solo fragmento para garantizar la confidencialidad de los datos. CRYPTO no proporciona redundancia. [31] RAID 1C proporciona redundancia y cifrado. [31]
Algunos sistemas de archivos, como Btrfs, [32] y ZFS/OpenZFS (con la propiedad copias por conjunto de datos = 1|2|3), [33] admiten la creación de múltiples copias de los mismos datos en una sola unidad o grupo de discos, protegiendo de sectores defectuosos individuales, pero no de una gran cantidad de sectores defectuosos o fallas completas de la unidad. Esto permite algunos de los beneficios de RAID en computadoras que solo pueden aceptar una unidad, como las computadoras portátiles.
RAID desagrupado permite matrices de discos de tamaño arbitrario y al mismo tiempo reduce la sobrecarga para los clientes cuando se recuperan de fallas de disco. Distribuye o desagrupa uniformemente los datos del usuario, la información de redundancia y el espacio libre en todos los discos de una matriz desagrupada. Bajo el RAID tradicional, un sistema completo de almacenamiento en disco de, digamos, 100 discos se dividiría en múltiples matrices, cada una de, digamos, 10 discos. Por el contrario, en un RAID desagrupado, todo el sistema de almacenamiento se utiliza para crear una matriz. Cada elemento de datos se escribe dos veces, como en la duplicación, pero los datos y las copias lógicamente adyacentes se distribuyen arbitrariamente. Cuando falla un disco, los datos borrados se reconstruyen utilizando todos los discos operativos de la matriz, cuyo ancho de banda es mayor que el de menos discos de un grupo RAID convencional. Además, si se produce una falla de disco adicional durante una reconstrucción, la cantidad de pistas afectadas que requieren reparación es notablemente menor que la falla anterior y menor que la sobrecarga constante de reconstrucción de una matriz convencional. La disminución del impacto de la reconstrucción desagrupada y de la sobrecarga del cliente puede ser un factor de tres a cuatro veces menor que un RAID convencional. El rendimiento del sistema de archivos pasa a depender menos de la velocidad de cualquier conjunto de almacenamiento en reconstrucción. [34]
La agrupación dinámica de discos (DDP), también conocida como D-RAID, mantiene el rendimiento incluso cuando fallan hasta 2 unidades simultáneamente. [35] DDP es un tipo de RAID desagrupado de alto rendimiento. [36]