RAID

この記事での学習内容 基本情報 応用情報

複数の磁気ディスク装置をまとめて一つの装置として扱い,信頼性や速度を向上させる技術であるRAID の種類と特徴,NAS,SAN などストレージ関連技術の特徴を理解する。

用語例:RAID0,RAID1,RAID2,RAID3,RAID4,RAID5,RAID6,ストライピング,ミラーリング,パリティ,チャンクサイズ

RAIDの種類と代表的な特徴

RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks)は、信頼性や速度の向上を目的として、複数のハードディスク装置をまとめて仮想的な一つのハードディスク装置に見せかけることです。

RAIDには以下の7つのレベルが定義されています。

レベル特徴
RAID0データを分割して、複数のディスクに分散して保存する。(ストライピング)
一つのディスクにアクセスが集中しないので、速度が向上する。
RAID1同じデータを二つのハードディスクに書き込む。(ミラーリング)
一方が故障しても他方を使用できるので信頼性が向上する。
RAID2データとエラー検出用のハミングコードを複数のディスクに分散して保存する。
実用化はされていない方式。
RAID3データをバイト単位で複数のディスクに保存。
パリティ情報を専用のハードディスクに書き込む。
RAID4データをセクタ単位で複数のディスクに保存。
パリティ情報を専用のハードディスクに書き込む。
RAID5パリティ情報を全てのディスクに分散して記録。
信頼性を向上させつつ、パリティ情報へのアクセス集中を避けて速度を向上させる。
RAID6パリティ情報を二つ生成して全てのハードディスクに分散して保存する。

この内、比較的よく用いられているのは、RAID0、RAID1、RAID5ですが、近年ではこれらの発展形である、RAID10やRAID01という種類も存在しています。

RAID0

RAID0は、ストライピングという方法でデータを複数のディスクに分散して保存する方式で、高速化を重視した方式です。

RAID0の場合、ハードディスクが1台でも故障すると全てのデータにアクセスできなくなるため、信頼性には劣ります。

最低でも2台のディスクが必要で、使用できるディスク容量としては、使用しているディスクの合計となります。

RAID1

RAID1は、同じデータを2つのディスクに書き込む、ミラーリングという方法を用いる方式で、信頼性を重視した方式です。

RAID1の場合、1台のハードディスクが故障しても、もう片方のディスクでデータにアクセスすることができます。

最低でも2台のディスクが必要で、使用できる容量は、使用しているディスクの半分となります。

RAID3

RAID3は、データを複数のディスクに分散し、復旧用のパリティを専用のディスクに書き込む方式で、信頼性を重視した方式です。

RAID3の場合、データディスクのうちの1台が故障した場合は、パリティ情報を使って復元が可能ですが、パリティ用のディスクが故障すると、データの復元が出来なくなってしまいます。

最低でも3台のディスクが必要で、使用できる容量は、使用しているディスク全体からパリティ用のディスクを除いた容量となります。

RAID5

RAID5は、データもパリティ情報も複数のディスクに分散する方式で、信頼性と高速性の両立を狙った方式です。

RAID5の場合、ディスクが1台故障しても、分散させているパリティ情報を使用して復元が可能で、稼働中にディスクの交換ができる「ホットスワップ」という機能を持っている製品もあります。

最低でも3台のディスクが必要で、使用できる容量は、使用しているディスク全体からディスク1台分を除いた容量となります。

RAID01

RAID0の発展形として、「RAID01」という方式があります。これは、RAID0でストライピングしたディスクをさらにミラーリングする、という方式です。

この場合、ディスクが1台故障すると、片方のストライピンググループは使用できなくなりますが、もう片方のグループを使ってデータにアクセスすることができます。
複数ディスクが故障した場合は、故障箇所によって異なり、同一のストライピンググループ内であれば復旧できるが、グループをまたがっていれば、全体がアクセス不可能となります。

最低でも4台のディスクが必要で、使用できる容量は、使用しているディスクの半分となります。

RAID10

RAID1の発展形として、「RAID10」という方式があります。(RAID イチゼロで、RAIDジュウではありません)これは、RAID1でミラーリングしたディスクに対してストライピングを行うという方式です。

この場合、1台のディスクの故障は復旧できますが、ミラーリングしているディスクの組が両方故障すると全体がアクセス不能となります。

最低でも4台のディスクが必要で、使用できる容量は、使用しているディスクの半分となります。

NAS

NAS(Network Attached Storage:ネットワークアタッチストレージ)は、ネットワークに直接接続して使用できる、ファイルサーバ機能付きのハードディスク装置です。

ファイルサーバを構築するのに比べて速度も早く管理が容易です。SANに比べて汎用的で安価な方式です。

SAN

SAN(Strage Area Network:ストレージエリアネットワーク)は、サーバとハードディスクや磁気テープ装置を高速なチャネルで結んだネットワークです。

NASと比較して、専用的でローカルな方式であり、膨大なデータを管理するのに特化しています。