RAIDの種類と構成について|データ復旧ならデータレスキューセンター

メディア解説

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RAIDについて

RAIDの意味

Redundant Array of Independent Diskの略号
複数のディスクにデータを分散し冗長性デ−タを付加して格納し、ディスク障害のときにユーザデータの再生を可能とするディスクアレイ
1987年 カリフォルニア大学バークレイ校において論文化
デビット.A.パターソン、ガースギブソン、ランディカッツ教授
「A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks」
ディスクアレイのアーキテクチャ

●レベル1: ディスクミラーリング
●レベル2: ストライピング(ハミングコード)
●レベル3: ストライピング(パリティコード)
●レベル4: 独立R/Wアクセス(パリティディスク固定)
●レベル5: 独立R/Wアクセス(パリティディスク分散)
●レベル6: 独立R/Wアクセス(パリティディスク分散(2台)

RAID 0

RAID0

RAID 0はストライピングとも呼ばれます。
データをブロック単位に分割し、複数のディスクに分散して配置することで読み込み/書き込み速度を向上します。ただし、RAID 0には冗長性がない為、ディスクに障害が発生した場合、すべてのデータが失われます。

  • ・データ使用効率がもっとも良い
  • ・冗長性を持たないため、ディスクに対する耐障害性がない

RAID 1

RAID1

RAID 1はミラーリングとも呼ばれます。
同じデータを二つのディスクに書き込むことで、片方のディスクに障害が発生した場合でも、データが失われません。

  • ・データの二重化(ミラーリング)
  • ・システムの高信頼性
  • ・容量コストが倍になる
  • ・リードパフォーマンスの向上

RAID 2

データ本体とエラー修正用の冗長コードをそれぞれ複数の専用ドライブに分割して記録する方式です。データはバイト(あるいはビット)といった容量単位で分割されます。冗長コードには、メインメモリなどで使用されるハミングコードという仕組みが採用されている点が特徴ですが、この仕組みはHDDでは、動作も遅く実用的ではありません。また、データと冗長コードはそれぞれ複数の専用ドライブが必要であり、最小構成の場合でもデータ用2台・修正コード用3台の計5台のHDDが必要となります。そのため、RAID2が採用されているものは、見受けられません。

RAID 0+1

RAID0+1

RAID 0とRAID 1を組み合わせた方式です。
データをブロック単位に分割して並列に書き込むとともに、二つのディスクにまったく同じデータを書き込みます。

  • ・データをブロック単位に分割(ストライピング)し、さらに二つのディスクへ同時に書き込む(ミラーリング)
  • ・RAID 0の高速性とRAID 1の冗長性を組み合わせたRAID方式
  • ・容量コストが倍になる

RAID 1+0

RAID1+0

RAID 1とRAID 0を組み合わせた方式です。
二つのディスクにまったく同じデータを書き込み、さらに、データをブロック単位に分割して並列に書き込みます。RAID 1+0では、RAID 0を構成するRAID 1の構成ドライブ2台がどちらも故障しない限り、データは破壊されません。

  • ・二つのディスクへ同時書き込む(ミラーリング)を行い、かつ、データをブロック単位に分割(ストライピング)して書き込みます。
  • ・RAID 1の冗長性とRAID 0の高速性を組み合わせたRAID方式
  • ・容量コストが倍になりますが安全性の高いRAID構成です

RAID 3

データをバイト(ビット)単位で分割して並列に書き込みます。
エラー訂正コード(パリティコード)を付加することでエラー訂正/データ復旧を可能にしています。

  • ・パリティディスクの採用
  • ・容量コストパフォーマンスの向上
  • ・リード時のエラーリカバリー
  • ・障害ディスクの再構築
  • ・バイト単位のストライピング
  • ・回転の同期化によりアクセス効率を図る
  • ・大サイズデータ転送により効果大(イメージデータ、科学技術計算等)
  • ・小サイズデータ転送に不向き(トランザクション処理)

RAID 4

RAID 4はRAID 3のデータ処理単位をブロック単位にしたものです。
データをブロック単位で分割して並列にディスクに書き込み、パリティコードを固定したパリティディスクに書き込みます。読み出しは高速ですが、書き込みはパリティディスクにアクセスが集中するため遅くなります。

  • ・パリティディスク(固定)の採用
  • ・ライト時は並列処理できない
  • ・独立I/Oアクセス
  • ・トランザクション処理に効果大
  • ・パリティコード更新時のボトルネック(ライト時)
  • ・2回のディスクアクセスが必要
  • ・1.旧データ、旧パリティの読み取り
  • ・2.新データの書き込みおよび新パリティの計算・書き込み

RAID 5

RAID5

RAID 4で固定していたパリティディスクをブロック単位でシフトすることで、パリティディスクへのアクセス集中を防いでいます。

  • ・パリティディスク(分散)の採用
  • ・ライト時も並列処理が可能
  • ・大量、小サイズデータの処理に効果大
  • ・独立I/Oアクセス
  • ・トランザクション処理に効果大
  • ・パリティコード更新時のボトルネック(ライト時)
  • ・2回のディスクアクセスが必要
  • ・信頼性、可用性
  • ・容量コストパフォーマンスの向上
  • ・リード時のエラーリカバリ
  • ・障害ディスクの再構築

RAID 6

RAID6

RAID 5のパリティディスク1台を2台に増やし、同時に2台のディスクが故障した場合もデータ回復が可能です。

  • ・パリティディスク(分散)2台の採用
  • ・ライト時も並列処理が可能
  • ・独立I/Oアクセス
  • ・トランザクション処理に効果大
  • ・信頼性、可用性
  • ・RAID 5より信頼性高い
  • ・リード時のエラーリカバリ
  • ・障害ディスクの再構築

JBOD

読み方は「ジェイボット」。「Just a Bunch Of Disks(ただのディスクの束)」の略語。
現在では、HDDが搭載された拡張筐体をさすことが多いですが、もともとは、ディスクアレイの実装方法の一つで、複数のHDDを集めコントロールソフトウエアなどで特別に制御することなく、大きな一つの容量として使う方法。
耐障害性を高めるための冗長化などに容量を使用しないため、1TBのHDDを12台使用した場合12TB、24台なら24TBを実容量として使用できるのが特徴。

RAIDについて

RAIDの構成によっては、一部のハードディスクに故障が発生しても稼動を続ける(仮想ディスクを稼働させたまま故障したハードディスクを取り外して、代わりのハードディスクに交換することにより、装置を停止することなく運用を続ける)ことが出来ます。 このように装置が稼働中に接続しなおすことで、即座に利用できる機能を「ホットスワップ」と呼びます。ホットスワップ機能を使用するには装置側でハードウェアが対応していることが前提ですが、サーバー用途など24時間連続稼働が求められる装置では、ホットスワップが実質的に標準装備となっています。

RAIDは、大容量データの高速処理や耐障害性の向上を必須要件とする大規模な業務用サーバやワークステーション、特定目的に製造されたコンピュータ機器等に用いられていましたが、USB接続やネットワーク対応型のHDDで、RAIDを導入している物や、ノートパソコンでもRAIDを導入している物が発売されています。

なお、最近はRAID5を更に拡張したRAID6が定義され、RAID5よりも耐障害性が必要な場面で利用されていますが、導入を検討するユーザにとっては、信頼性 ・ 速度 ・ 予算(ハードディスクの利用効率も含む)の内どれを重視するかを考え、実情にあわせた導入方法を選択することができます。全ての要件を完全に満たすのは難しいですが、2つを満たす現実的な方法は充分にあり、データ復旧というサービスを提供しているデータレスキューセンターのおすすめとしては、信頼性、耐障害性という面からRAID5、RAID1+0、RAID6になります。

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