RAIDレベル

この付録は、RAID(Redundant Array of Independent Disks)の機能を説明します。これは、RAIDおよび利用可能なRAIDレベルに関する情報を含まれています。

RAIDの説明
RAIDはストレージ・システムの処理能力を改善するために使用された記憶技術であります。この技術は、ディスク・アレイ・システムの信頼度を提供し、かつ多数のディスクを利用して、パフォーマンスを増加することができます。
RAIDは冗長性があるので、フォールト・トレラントと中断されないディスク・ストレージ・オペレーションの特徴を持っています。一つのディスク障害がある場合には、ディスク・アクセスが通常継続し、まだ、ホスト・システムに障害を通知します。
RAIDは六つのレベルを持っています:RAID 0?5。RAIDレベル1、3および5は最も一般的に用いられているレベルです。一方、RAIDレベル2および4はめったにインプリメンテーションされません。
一般的に使用されたRAIDレベルの一つ一つについて、下のように詳しく説明します。

非RAIDストレージ
ディスク・ストレージ容量を拡張するため、1つの共通オプションはシステムへ多数のディスク・ドライブをインストールし、順次でそれらを組み合わせます。
この方法はディスク・ スパンニングと呼ばれます。ディスク・スパンニングでは、ディスク容量の合計が、コンビネーションの中で、すべてのドライブ容量の合計と同じです。このコンビネーションは一つの論理ドライブとしてシステムに現われます。例えば:4台の1GB ドライブを組み合わせた場合には、総合計4GBですから、4GBの一つの論理ドライブとして構成されシステムで取り扱われます。
ディスク・スパンニングは冗長性もパフォーマンスも改善されないことにより、非RAIDと考えられます。
ディスク・ スパンニングは安くで、フレキシブルで、インプリメントすることが容易です;しかし、ドライブのパフォーマンスを改善しません。また、一つのディスク障害があったら、すべてのデータが失うことになります。

RAID 0
データはストライプに使用するディスク台数分に分割され、分割されたデータがそれぞれのディスク・ドライブに書き込まれます。RAID 0と呼ばれましたが、一つのディスク障害が発生するとすべてのデータが失うことになり、冗長性がありません。ブロック・ストライピングでは、ディスク容量の合計が、ディスク・アレイの中で、構成された個々のドライブ容量の合計と相当です。このコンビネーションは一つの論理ドライブとしてシステムに現われます。RAID 0は、冗長性を持ってないですが、最も高いパフォーマンスを提供します。多数のディスクへ、同時にデータを転送することができ、更に、異なるドライブへの読み取り/書き込みも同時に処理することができるので、これはRAID 0のパフォーマンスが速い原因です。

RAID 1
2台のディスクに対して同じデータを書き込みます。同じデータが別々のドレイブに書き込まれますので、どちらか一方のドライブが故障してもデータの損失を防ぐことができます。いつでも、一方のドライブが障害する場合、よいドライブは必要とされるデータをすべて提供することができ、それにより、ダウンタイムを最小限に抑えることが可能です。ディスク・ミラーリングでは、ディスク容量の合計が、コンビネーションの中で、すべてのドライブ容量合計の半分と相当です。例えば:4台の1GB ドライブを組み合わせた場合には、総合計4GBですが、2GBの一つの論理ドライブとして構成されシステムで取り扱われます。
RAID 1をインプリメントすることは簡単で、容易ですが、冗長性がないディスク・アレイ・インプリメンテーションと較べると必要になった投資を2倍になります。
データ保護に加えて、RAID 1は提供します、このRAIDレベルはさらにパフォーマンスを改善します。多数の同時I/Oが生じている時に、I/Oは2つのディスク・コピーの間で分配することができ、有効なデータ・アクセスタイムの合計が短縮されます。

RAID 3
RAID 3はパリティー情報専用のドライブを別に用意し保存することで、冗長性を実現しているRAIDレベルです。このRAIDレベルはデータを論理ブロックで分割し これらの論理ブロックデータを複数のドライブに書き込み、ストライピングします。1つドライブはパリティーに専用です。そしてドライブが故障した場合には、パリティー情報に基にしてデータの再構築を実行することが可能です。
RAID 3はパリティー専用ドライブを除いた複数のドライブのブロックを合算する形式となり、利用可能な総容量は(構成された個々のドレイブの総容量)−(パリティー専用ドライブの容量)となります。例えば:4台の1GB ドライブを組み合わせた場合には、総合計4GBですが、パリティー専用のドライブ1GBを除いた3GBが一つの論理ドライブとして構成されシステムで取り扱われます。
RAID 3、シーケンシャルなアクセスまたは大容量のデータアクセスが実行された場合に、データを高速で転送することができますが、複数ドライブに及ばないような書き込み操作では、パリティー情報の再計算及びパリティー専用ドライブへの書き込みが常に発生するため、パフォーマンスが落ちることもあります。

RAID 5
RAID 5はパリティー情報を保存して冗長性を実現しているRAIDレベルです。RAID 5はRAID3のようにパリティー情報を専用のドライブではなく、各ドライブに分散して書き込むことで、更にデータを高速で転送することができます。なおパリティー情報が同じドライブに保存されないので、ドライブが故障した場合には、パリティー情報を基にしてデータの再構築を実行することが可能です。小さなデータについては、1枚ほどのディスクが変更されるため、大きなチャンクのデータで、あるいは順次で連続アクセスされている場合、多数のドライブにまたがらない、同時I/Oのため、有効なデータ・アクセスタイムの合計を短縮します。RAID 5は両方のデータ転送速度を増加します。

RAID 10、30および50
Infortrendは、RAID 10、30、50を論理ボリュームの形式をしてインプリメントします。個々の論理ボリュームは1つ以上の論理ドライブから構成されます。論理ドライブのメンバーは違うRAIDレベルもできます。論理ボリュームのメンバーは、ともに(RAID 0)ストライプされます;したがって、全メンバーがRAID 3の論理ドライブで、論理ボリュームはRAID 30ストレージ構成と呼びます。

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