RAID レベルとは何ですか?どちらを使用するべきですか?

2023/12/10

データストレージの世界では、RAID に対する関心が非常に高いです。多くのユーザーは、このツールを大砲に追加することに混乱し、興味を持っていますが、この決定については確信がありません。 Redundant Array of Independent Disks 構成 (RAID) は、速度とセキュリティを求めるユーザー向けのソリューションと考えられます。この記事では、RAID について詳しく説明し、RAID レベルとは何か、どのレベルを使用する必要があるかを確認します。

RAIDとは何ですか?

簡単に言うと、RAID はユーザーが複数の物理ディスクドライブを 1 つのユニットに結合できるようにするテクノロジーです。これにより、データストレージのパフォーマンスと信頼性が向上し、ドライブ障害に対するデータ保護が強化され、I/O パフォーマンスが向上します。これは、データの整合性と可用性が重要な環境では必要なものです。

上記のすべては、この目的を達成するために、データストライピング、ミラーリング、パーティなどのテクニックを考案することによって行われます。 RAID には一般的な RAID 0 から RAID 10 までのさまざまなレベルがあり、それぞれに独自の利点とトレードオフがあります。

さまざまな RAID レベルとは何ですか?

RAID にはさまざまなレベルがあり、一般的なレベルのいくつかを以下に示します。

RAID 0 (ストライピング)
RAID 1 (ミラーリング)
RAID 2、3、4 (パリティ付きビットレベルのストライピング)
RAID 5 (分散パリティを使用したブロックレベルのストライピング)
RAID 6 (デュアルパリティを備えたブロックレベルのストライピング)
RAID 10 (ミラーリング付きストライピング)
RAID 50 (ストライピング + 分散パリティ)

では、詳しく見ていきましょう。

1] RAID 0

RAID 0 は、読み取りおよび書き込み速度を向上させるためのストライピング方式を採用しています。ストライピングは、データをストライプと呼ばれる小さなセグメントに分割し、複数のハードドライブに均等に保存する方法です。ただし、注意すべき重要な側面の 1 つは、冗長性が欠如していることです。 1 つのドライブに障害が発生すると、ユーザーは RAID アレイ全体が侵害され、データ損失が発生する可能性があります。

したがって、データ保護とフォールトトレランスを確保するために、冗長性を導入する他の RAID レベルでストライピングを使用することを常にお勧めします。

2] RAID 1

RAID 1 は、ミラーリング技術によるデータ保護機能でよく知られています。これは、同じデータが 2 つの異なるドライブに保存またはミラーリングされることを意味します。 1 つのドライブに書き込まれるすべてのデータは同時に別のドライブに書き込まれ、データセット全体の正確なコピー (ミラー) が作成されます。このようにして、1 台のドライブに障害が発生しても、データの損失やシステムのダウンタイムが発生することはありません。ただし、RAID 1 は、ストライピングに重点を置いた RAID レベルほど書き込みパフォーマンスが高くないことに留意する必要があります。それに加えて、データを複製するためにストレージの半分を占有する必要もあります。

3] RAID 2、3、4

RAID 2、3、および 4 は、独特の機能を備えたあまり知られていない RAID レベルの一部です。 RAID 2 は、データがハミングコード ECC [誤り訂正符号] を使用してビットレベルでストライプ化されることが知られており、データは複数のデバイスにわたってビットレベルでストライプ化 (個々のビットに分割) されます。一方、RAID 3 と RAID 4 は、それぞれパリティを伴うバイトレベルとブロックレベルのストライピングで知られています。

RAID 2 はデータ精度が高いために使用されますが、ビットレベルでハミングコードを実装するのが複雑なため、広く使用されていません。一方、RAID 3 は、ビデオ編集やストリーミングアプリなど、大規模な連続データ転送を伴うアプリに適しています。この場合も、ランダム I/O パフォーマンスの制限と専用パリティドライブが潜在的なボトルネックになるため、一般的な方法では使用されません。最後に重要なことですが、RAID 4 は特定のデータベースまたはファイルサーバーのワークロードに適しています。ただし、他の 2 つと同様、他の RAID レベルによって提供されるより優れたオプションがあるため、あまり使用されません。

4] RAID 5

RAID 5 は、パフォーマンスとデータ冗長性のバランスが優れていることで知られています。データアクセス速度を向上させるためにパリティを使用したストライピングを実現し、エラーの検出と訂正のためにパリティ保護を導入します。このレベルは、データを失わずに単一ドライブの障害に耐え、欠落したデータの再構築を可能にすることで知られています。ここでは、データはミラーリングされず、パリティ情報とともにすべてのドライブに分散されます。 RAID 5 は一般的に優れたメリットを提供しますが、書き込みパフォーマンス、再構築時間、少なくとも 3 つのデバイスが必要なアレイサイズ制限などの独自の欠点があります。

5] RAID 6

RAID 6 は高度な RAID 構成であり、特に高度なデータ保護とフォールトトレランスで知られています。ここでは、データストライプのセットごとにデータを 2 つのパリティ情報に計算して格納するデュアルパリティが使用されます。これにより、アレイはデータを失うことなく 2 台のドライブの同時障害に耐えることができます。

フォールトトレランスは、同じ機能のため、RAID 5 と比較して RAID 6 で扱われます。また、データの整合性と保護を優先するように設計されていますが、書き込みパフォーマンスが若干低下します。

6] RAID 10

RAID 10 は、最も広く普及している RAID レベルの 1 つであり、RAID 1+0 とも呼ばれます。これは、高性能と堅牢なデータ冗長性の両方を提供する機能の組み合わせによるものです。ユーザーは、データを別のデバイスにミラーリングすることで、高い読み取りおよび書き込みパフォーマンスを期待できます。 RAID 10 の最も優れた点は、同じミラーリングされたペアの一部でない限り、複数のデバイスの障害に耐えられることです。

このレベルの RAID の唯一の欠点は、ミラーリングにより多くのディスク領域を使用するコストがかかることです。他の RAID レベルと比較して、より多くのドライブが必要になる場合があります。

どの RAID を使用すればよいですか?

どの RAID レベルを使用するかは、ニーズと好みによって異なります。いくつかの考慮事項を見てみましょう。

RAID O: 1 台のドライブに障害が発生するとすべてのデータが失われる可能性があるため、読み取りおよび書き込みパフォーマンスの向上などのパフォーマンスがデータ冗長性よりも優先される場合。
RAID 1: データの冗長性と耐障害性が最優先の場合。
RAID 5: パフォーマンスとデータ冗長性のバランスが必要な場合。ただし、書き込みパフォーマンスが低くても、データを損失することなく単一ドライブの障害に耐えることができます。
RAID 10、RAID 1+0: 高いパフォーマンスとデータ冗長性が最優先される場合。より多くのドライブが必要になるため、コストが高くなります。
RAID 50 および 60: 分散パリティまたはデュアルパリティの組み合わせが必要な環境で必要な場合。ただし、場合によっては、これを設定するのが複雑になることがあります。

それでおしまい！

RAID を使用する利点は何ですか?

RAID (独立ディスクのランダムアレイ) は、データの冗長性、読み取りおよび書き込みパフォーマンスの向上、ストレージ容量の増加、データの整合性を提供することで知られています。 RAID 1、RAID 5、RAID 6、RAID 10 などの RAID レベルは、他のデバイスに冗長コピーを提供し、ドライブに障害が発生した場合でもデータの継続性を確保します。

パフォーマンスに最適な RAID レベルはどれですか?

パフォーマンスの側面を考慮すると、RAID 0 と RAID 10 がユーザーに最も選ばれるレベルです。 RAID 0 はストライピングを提供し、RAID 10 はストリッピング + ミラーリングを提供します。前者はデータ損失の可能性が高いため、危険な選択となる可能性がありますが、後者は対処できます。