1. 序章

ディスクストレージのパフォーマンスと信頼性は、どの組織にとっても最優先事項です。 Redundant Array of Independent Disks（RAID）は、コンピューターシステムで高性能と信頼性を向上させるのに役立つ機能です。

このチュートリアルでは、テクノロジーとしてのRAIDとそのさまざまな機能について説明します。

2. RAIDとは何ですか？

RAIDシステムは、並列に動作する2つ以上のディスクドライブで構成されます。 これらのディスクドライブは、ハードディスクまたはソリッドステートドライブ（SSD）の場合があります。 RAIDはいくつかのレベルを提供し、各レベルはある程度のパフォーマンスと信頼性を提供します。

ただし、これらのRAIDレベルは標準化されていません。 組織は、データの重要度の性質を利用してRAIDレベルを決定します。

3. RAIDレベル

RAIDは、パフォーマンスと信頼性のパラメータに基づいてさまざまなレベルに分類されます。 重要なRAIDレベルは次のとおりです。

3.1. レベル0–ストリッピング

RAID 0システムでは、データはブロックに分割されます。 これらのブロックは、すべてのドライブに同時に書き込まれます。 複数のディスク（少なくとも2つ）を同時に使用することにより、これによりI/Oパフォーマンスが向上します。 さらに、すべてのディスクのストレージを使用し、シンプルなため実装が簡単です。

ただし、RAID 0はフォールトトレラントではありません。データは複数のドライブに分割されるため、1つのドライブに障害が発生すると、その断片化された性質により、システム全体のすべてのデータが失われます。

3.2. レベル1-ミラーリング

RAIDレベル1システムでは、データは追加のディスクドライブに複製されます。 したがって、ミラーリングとも呼ばれます。

このシステムは、データが追加のディスクドライブで利用できるため、優れた読み取り速度を提供します。 また、はより優れたフォールトトレランスを提供し、データのバックアップがあるため。 したがって、1つのディスクドライブに障害が発生した場合は、ミラーディスクドライブが使用されます。

ただし、RAID 1の最大の欠点は、が2倍のリソースを必要とすることです。 RAID 1は、データセキュリティが最も重要な会計システムなどのミッションクリティカルなストレージに役立ちます。

3.3. レベル5–パリティによるストリッピング

RAID 5は、最も一般的に使用されている安全なRAIDレベルです。 には最低3つのディスクが必要ですが、最大16で動作します。

RAID 5では、データブロックがドライブ間でストライピングされ、1つのドライブで、すべてのブロックデータのパリティチェックサムが書き込まれます。 パリティは、ドライブ1のビットとドライブ2のビットのXOR演算を実行し、その結果をドライブ3に格納することによって計算されます。 このパリティデータは固定ドライブに書き込まれず、すべてのドライブに分散されます。

コンピュータは、パリティデータを使用して、他のデータブロックの1つのデータが利用できなくなった場合に、そのデータを再計算できます。 これは、 RAID 5アレイが、データを失うことなく単一ドライブの障害に耐えることができることを意味します。

RAIDレベル5の主な利点は、パフォーマンスと信頼性の両方のバランスが取れていることです。

3.4. レベル6–ダブルパリティによるストリッピング

RAID 6は、1つの例外を除いてRAID5に似ています。 RAID 6では、パリティデータは2つのディスクに書き込まれます。 これは、RAIDレベル6を構成するために少なくとも4つのディスクが必要であることを意味します。  さらに、RAIDレベル6システムは、2台のドライブの障害を同時に管理できます。

RAID 6システムは他のシステムよりも安全ですが、コストがかかります。 追加のパリティデータがあるため、書き込み操作ははるかに遅くなります。 RAID 6は、フォールトトレランスのレベルが追加されているため、RAID5よりも適しています。 これは、効率的なストレージと優れたセキュリティおよび適切なパフォーマンスを組み合わせたオールラウンドなシステムです。

3.5. レベル10–RAID1とRAID0の組み合わせ

このアプローチは、RAID0とRAID1の両方の利点を単一のシステムに組み合わせたものです。 このハイブリッドRAID構成は、セカンダリドライブ上のすべてのデータをミラーリングすると同時に、ドライブの各セット全体でストライピングを使用してデータ転送を高速化することにより、セキュリティを提供します。

RAID 10の主な利点は、データのミラーリングにより、障害からの回復が高いことです。 ただし、RAID 0を使用する場合と同様に、ミラーリングによりストレージ容量の半分が失われます。

4. RAIDと従来のデータバックアップ

RAIDはディスク障害に対する信頼性を提供しますが、従来のディスクバックアップに代わるものではありません。 RAID 1システムは1つのディスク障害に耐えることができ、RAID6システムは2つのディスク障害を同時に許容します。 ただし、データの損失を防ぐために、次の理由からRAIDシステムからのバックアップを実行する必要があります。

  • バックアップにより、すべてのディスクでデータが失われた場合にデータを復元できます
  • バックアップをオフサイトの場所に保持し、必要に応じてそれらを使用してデータを復元できます

5. 結論

このチュートリアルでは、RAIDと、システムパフォーマンスとデータの信頼性の観点からのRAIDの重要性について説明しました。

次に、さまざまなRAIDレベルとその長所と短所について説明しました。 また、各RAIDレベルがデータの信頼性とI/Oパフォーマンスにどのように役立つかについても調査しました。

最後に、RAIDの使用とデータバックアップの必要性についての議論で締めくくりました。