独立ディスクの冗長アレイ（RAID）について徹底解説

RAID(Redundant Arrays of Independent Disks)は、データの冗長性やパフォーマンスの向上を目的として、多数のディスクコンポーネントを1つの論理ユニットに結合するデータストレージ仮想化テクノロジです。このテクノロジーを使用することで、さまざまなデータをさまざまなドライブに保存できます。

RAIDは、パリティチェック機能も提供します。したがって、アレイ内のハードディスクが損傷した場合でも、データを読み取ることができます。また、データをリファクタリングする場合、RAIDはデータを計算して新しいハードディスクに配置するのに役立ちます。

種類

ディスクアレイは、外部ディスクアレイキャビネット、内部ディスクアレイカード、ソフトウェア刺激によって実現できます。

外付けディスクアレイキャビネットは、大規模なサーバーで広く使用されています。この製品はホットスワップ機能を提供しますが、高価です。

内蔵ディスクアレイカードは高価ではありませんが、複雑で高度な取り付け技術が必要なため、一般的なユーザーには適していない可能性があります。ディスクアレイは、オンライン拡張機能を提供するだけでなく、データの自動回復にも役立ちます。さらに、データを管理するための信頼できる可用性の高い方法を提供します。

ソフトウェアによる刺激: ネットワークオペレーティングシステムが提供するディスク管理ツールを使用し、複数のSCSIドライブを論理ドライブに構成し、アレイを形成します。ソフトウェアアレイはデータの冗長性を提供できますが、ディスクサブシステムのパフォーマンスが低いため、大規模なデータサーバーには適していません。

メリット・デメリット

メリット

RAIDは、転送速度の向上に役立ちます。ストレージシステムのデータスループットを向上させるために、異なるディスクから同時にデータを保存/読み取ることができます。さらに、RAIDでは、ユーザーは複数のドライブに同時にデータを転送させることができます。

データ検証を通じて耐障害性を提供します。一般的なハードディスクは、CRC(Cyclic Redundancy Check)コードが含まれていない場合、この機能を提供できません。RAIDフォールトトレランス機能は、ハードウェアフォールトトレランスに基づいて構築されているため、より高いセキュリティを提供します。さらに、多くのRAIDモードは、システムの冗長性を効果的に向上させるための完全なクロスチェック/復元手段を提供します。

デメリット

RAID 0は冗長性を提供しません。これは、アレイ内の1つのディスクに障害が発生すると、ディスクのすべてのデータが利用できなくなることを意味します。

RAID 1のディスク使用率は50%にしか達しません。

RAID 0+1は、データを安全に保護しますが、より多くのディスク容量が必要です。

標準レベル

RAID 0

RAID 0はストリッピングで構成され、ミラーリングやパリティはありません。2つ以上のハードドライブが必要です。ディスクのパフォーマンスとスループットの向上には役立ちますが、冗長性は提供されません。しかし、それは最も安いです。

RAID 0の最大の利点は、ハードウェア容量を効果的に増やすのに役立つことですが、いずれかのディスクに障害が発生すると、システム全体が影響を受けるのは最大の欠点です。この問題を解決するために、ユーザーは複数のドライブにストライプボリュームを作成できます。

ここで、MiniTool Partition Wizardを使用してストライプボリュームを作成できます。ストライプボリュームは、データをすべてのドライブに平均的に分散するのに役立ちます。ただし、すべてのハードドライブをコントローラーに接続しない方がいいでしょう。ユーザーがオペレーティングシステムを頻繁に読み書きする場合、コントローラーは過負荷になりやすいです。このような場合、ユーザーは複数のハードディスクコントローラーを使用することが推奨されます。

RAID 0はより多くの空き容量と優れたパフォーマンスを提供しますが、オペレーティングシステム全体の信頼性は非常に低くなります。したがって、データのセキュリティを気にしない場合は、RAID 0に切り替えてください。

RAID 1

RAID 1(ミラーリング)は、同じデータを複数のドライブに書き込む技術です。ミラー内の各ドライブには、データの同一のコピーが含まれています。したがって、個々のドライブに障害が発生した場合でも、2番目のドライブは引き続き機能します。RAID 1はデータセキュリティを完全に保護できますが、そのディスク使用率は50%です。たとえば、80Gのハードディスクが4台ありますが、空き容量は160GBです。

さらに、ハードディスクに障害が発生した場合、損傷したハードディスクをすぐに交換する必要があります。 そうしないと、ミラーリングされたディスクの残りの部分に問題が発生し、オペレーティングシステム全体が崩壊する可能性があります。ハードディスクを交換した後、ユーザーは以前と同じように元のデータにアクセスできます。したがって、RAID 1が重要なデータを保存するために使用されます。

RAID 1は、2回目の読み取りによってディスクミラーリングを実現するため、複数のディスクコントローラーを使用し、各ディスクコントローラーの負荷を軽減することをお勧めします。

RAID0+1

RAID 0+1は、RAID 0とRAID 1の組み合わせです。ストライプのミラーを使用するRAIDレベルです。このような実装には、RAID 0の速度とRAID 1の安全性という利点があります。RAID 0+1 を使用すると、データを複数のドライブに保存でき、各ドライブには独自の物理ディスクミラーリングがあり、完全な冗長性が提供されます。

RAID 0+1には、少なくとも4台のハードディスクが必要です。

RAID：LSI MegaRAID、Nytro、Syncro

LSI MegaRAIDは、高性能で信頼性の高いRAIDコントローラー機能によってデータを保護することを目的としており、業界で高い人気を誇っています。

LSI Nytroは、高速化を目指しています。フラッシュ技術を最大限に活用し、データI/O速度を向上させます。LSI Nytro WarpDrive加速カード、LSI Nytro XDアプリケーション加速ストレージソリューション、LSI Nytro ac MegaRAIDアプリケーション加速器の3つのシリーズがあります。

LSI Syncroは、主にデータ共有に使用されます。システムの可用性と拡張性を向上させ、コストを削減できます。

RAID 2

RAID 3と同じ、データはストリップされ、異なるハードディスクに保存されます。 しかし、RAID2は特定のコーディング技術を使用してエラーをチェックして修正します。 このコードは、復元された情報を保存するために複数のディスクを必要とするため、RAID 2が商用環境で使用されることはめったにありません。RAID2は、ビット単位のストリップと専用のハミングコードパリティで構成されているため、データの読み取りエラーが発生した場合、問題をすぐに解決できます。ただし、ハミングコードを利用するには、データの冗長性に対して料金を支払う必要があります。

RAID 3

RAID 3はエラーのチェックには使用されますが、エラーを修正することはできません。データへのアクセスを開始するとき、ストライプを処理するため、データの読み取りと書き込みの速度が大幅に向上します。RAID 3では、データの保存と書き込みに3台以上のハードディスクが必要です。主にグラフィック（アニメーションを含む）に使用されます。RAID 3は、ディスクの単一ブロックを使用してパリティ情報を格納します。したがって、ディスクに障害が発生した場合でも、他のディスクを再生成できます。RAID3は、大量の継続的なデータに優れた転送速度を提供できます。ただし、ランダムデータの場合、パリティディスクが動作のボトルネックになります。

RAID 4

RAID 4は、ブロックレベルのストリッピングと専用パリティで構成されています。データブロックを通してデータにアクセスするのに役立ちますが、その効率はあまりよくありません。

RAID 5

RAID 5は、すべてのディスクでパリティを使用したブロックレベルのストリッピングで構成されます。データの読み取りと書き込みを高速に行うことができます。パリティ情報は、信頼性を向上させるために異なるディスクに分散されます。RAID 3と比較すると、毎回すべてのディスクではなく、1 つのハードディスクのみを操作します。1台のドライブに障害が発生した場合、分散されたパリティからその後の読み込みを計算できます。

RAID 6

RAID 6は、本質的にRAID 5を拡張したもので、2番目の独立した分散パリティスキームを使用して追加のフォールトトレランスを可能にします。ただし、コントローラーの設計はより複雑になります。

RAID 7

RAID 7には、強化されたデータの読み書きまたはI/O操作とデータキャッシュ機能のためのリアルタイム組み込みオペレーティングシステムとプロセッサが含まれています。各ディスクにはキャッシュメモリがあります。したがって、複数のユーザーがシステムにアクセスした場合、アクセス時間はほぼゼロに近くなります。しかし、電源システムが事故に巻き込まれると、キャッシュメモリ内のデータが失われます。

RAID 10

RAID 10には、ストリップ構造とミラー構造が含まれます。しかし、そのスケーラビリティはあまり良くありません。高速性とエラー制御が必要なデータベースに適しています。

RAID 53

RAID 53は、セグメントがRAID 3アレイであるストライプ化されたRAID 0として実装されるため、実際には「RAID 03」と呼びます。しかし、これは非常に高価なソリューションであり、すべてのドライブが同じ同期にする必要があります。

一番のおすすめ：RIADに保存されたデータが失われた場合、MiniTool Power Data Recoveryを使用して失われたデータを復元してみてください。詳細については、記事：「ハードウェアRAIDからデータを簡単に復元する方法に関するヒント」を参照してください。