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RAID (Redundant Array of Independent Disks)

RAIDとは?

ストレージ業界が現在2つの大きなチャレンジに挑もうとしています。ディスク装置のアクセス速度を向上すること、並びにハードディスク破損の恐れからデータのアクセス可能性を確保することにより、高まっていくシステム性能へのニーズに対応していこうという動きです。

RAID (Redundant Array of Independent Disks)技術は、1988年にカリフォルニア大学バークレイ校のDavid A. Patterson、Garth Gibson、Randy H. Katz氏らが発表した論文によって初めて紹介されました。ハードディスクなどの記憶装置を複数台用いて同じデータを保存することにより、記憶装置のサブシステム性能を向上させるのがその目的です。RAIDの長所は、アクセス速度の向上とデータのフォルトトレランス機能を提供することです。性能の向上は、複数台のハードディスクに作業量をパラレル的に分散させて実現できます。そしてフォルトトレランス機能はデータの冗長検査作業を行うことで実現します。一台または複数台のハードディスクのセクターに、破損が発生した場合には他のハードディスクに保存されたデータのコピーを使用することができます。

オペレーティングシステムは、RAIDを一台の理論的なハードディスクとみなします。RAIDコントローラはデータが物理的なアレイと理論的なアレイの間で、どのようにデータの保存やアクセスされるかを管理します。また、RAIDコントローラにより、オペレーティングシステムに理論的なハードディスクしか表示されない上に、ユーザーはその複雑な仕組みを管理する必要もありません。

最高性能を引き出すために、同様のハードディスクを使用してディスクアレイを構築してください。類似した性能のハードディスクから構築されるディスクアレイは単一のハードディスクより優れた機能を発揮します。

What are the RAID levels?

ストライピング / スパン (RAID 0)

RAID 0は最も簡単に構築できるディスクアレイで性能重視のディスクマッピング方法です。データは異なるハードディスクに書き込まれることでアクセス速度を高速化します。この手法はデータのストライピングのみで冗長性をまったく備えていません。言い換えれば、最高性能を提供できるかわりに、フォルトトレランス機能は装備していません。データの読み取りや書き込みは複数台のハードディスク間に行われるので、仮にRAID 0で動作中の各ディスクのうち、1台でも壊れてしまうと、全体へのアクセスが不能になってしまいます。作業量をディスクアレイの各ディスクに平均的に分散しているため、性能が一台のハードディスクより優れます。RAID 0は高性能のシステムに最適です。性能とデータ保存の効率を向上させるため、同様なハードディスクの使用をお勧めいたします。ディスクアレイの容量はハードディスクの台数に最小容量をかけて算出できます。例えば、40GBと60GBハードディスクをそれぞれ一台から構築されるディスクアレイの容量は80GB (40GBx2)です。

ミラーリング (RAID 1)

RAID 1は2台以上のハードディスクに同一のデータを書き込む機能です。同じデータを2台のディスクに同時書き込みますので、フォルトトレランス機能を組み込む最も効率の悪い手法ですが、ディスクの耐障害性を高める最も単純な手法でもあります。

一方のディスクが機械上の故障で応答できなくなった場合に、他方で処理を続行し、正確なデータを提供することができる仕組みとなっています。たとえ1台の物理的なドライブのセクターにエラーが発生しても、他のドライブは機能を継続します。

データの冗長検査機能が搭載されているため、ディスクアレイの容量はハードディスクの総容量の半分しかありません。例えば、40GBドライブ2台からなるディスクアレイの総容量は80GBであるにもかかわらず、ディスクアレイ容量の利用効率は40GBしかありません。異なる容量のハードディスクを使用する場合に、大容量のハードディスクに未使用の容量が存在する可能性があります。RAID 1はディスクアレイの構築に2倍のハードディスクを必要としますので、コストの増加になります。

ストライピングとミラーリング (RAID 0+1)

名前通りに、RAID 0+1はストライピングとミラーリング機能を統合し、RAID 0とRAID 1の長所を取り入れています。2台のディスクにデータを分割して書き込み、そして耐障害性のために別の2台のディスクにデータをコピーします。データは複数のディスクに分割して書き込まれているので、各ディスクに全く同じデータが保存されています。この手法において、RAID 0によるアクセス速度の向上、並びにRAID 1によるフォルトトレランス機能のメリットを同時に獲得することができます。この組み合わせは最適なアクセス速度と信頼性を提供します。RAID 0ディスクアレイの構築に2倍のディスクが必要で、その中の半分はミラーリングに使いますので、RAID 0+1ディスクアレイの構築に少なくとも4台のディスクが必要となります。他のRAIDレベルもありますが、ここで紹介されるのは業界で最も一般的に使われているものです。

各RAIDレベルのハードディスク容量

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