パソコン(ハード) Server

HDDのデータを守るRAID構成

RAID

今更HDDをRAID構成にしてHDD故障時のリスクを回避するような事は、パソコン(PC)では、クラウドサービスがあるので必要なくなったように思えます。

しかし、自社でサーバーを動かし重要なデータを扱っているような場合には、HDD(記憶装置)をRAID構成にして、HDDの故障時に備えておかなければなりません。

 

RAIDとは?

RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks、または Redundant Arrays of Independent Disks、レイド)は、複数台のハードディスクを組み合わせることで仮想的な1台のハードディスクとして運用し冗長性を向上させる技術。
ディスクアレイの代表的な実装形態で、主に信頼性・可用性の向上を目的として用いられるものである。バックアップと混同される場合もあるが、RAIDはあくまでも運用に対しての冗長性を確保するものでありバックアップとは異なる点に注意が必要。(引用:Wiki

 

RAIDとは?

RAIDとは、データを1つのHDDを使うようなPC方式ではなく、複数のHDDに同じデータを記憶して二重化以上にしたり、データを読書速度を早くするために、複数のHDDに分散して記憶したりするHDD構成の事

つまり、読書速度を上げて、尚且つデータを2重化するようなRAID構成にすればするほど、HDDの台数も必要になる訳です。

 

RAID構成の特徴

RAID0

RAID_0

RAID0 は、ストライピングと呼ばれ、1つのデータを、各HDDに分散して保存することにより読書速度をアップさせることができる。

冗長化(じょうちょうか)されていないので1台のHDD故障でも動作不能になる。

参考

冗長化(じょうちょうか)とは、システムの一部に何らかの障害が発生した場合に備えて、障害発生後でもシステム全体の機能を維持し続けられるように、予備装置を平常時からバックアップとして配置し運用しておくこと。

 

RAID1

RAID_1

RAID1 は、ミラーリングと呼ばれ、1つのデータを、2台以上のHDDに保存することによりHDD単体の故障リスクを回避させることができる。

同じデータを2台以上のHDDに保存する訳なので、HDD容量を有効的に使用できないという欠点はあるが、HDD故障時でも他のHDDに同じデータが有る為に大切なデータの場合は必要な構成になる。

RAID01とRAID10

RAID_01

RAID_10

4台以上のHDDがあるなら、RAID01やRAID10という構成なら読書速度も速く、冗長化もできているのでいいとこどりになります。
Wiki様によると、

ドライブ故障への耐性はRAID 1+0のほうが優れている。RAID 0+1ではRAID 1を構成するRAID 0領域のドライブそれぞれ1台ずつが故障した時点でデータが破壊されるが、RAID 1+0ではRAID 0を構成するRAID 1セットの構成ドライブ2台がどちらも故障しない限りデータは破壊されない。台数が増えれば増えるほどRAID 1+0のほうが耐障害性が上がる。コントローラ故障への耐性はRAID 0+1が上回る局面も存在しうるが、基本的にはRAID 1+0のほうが優れていると考えてよい。

 

RAID5

RAID2,3,4は、現在では使われない事が多いので省きます。

RAID_5

RAID5になると、パリティを訂正符号として用いている・・・???

ちょっとHDDに書き込む仕組みが違うようです。難しい事はWiKi様などを確認してください。

最低3HDDからRAID構成する事が可能で、HDD1台が故障してもデータの復旧が可能なようです。(HDD1台故障すると極端に動作速度が低速になる)また、HDDの台数が増えるほど高速化も見込めるらしい。

ただ、同時に2台以上HDDが同時故障するとデータ復活不能になるらしい。

このRAID5をより信頼性のあるRAID6と言うのがありますが、最低4HDDが必要になるようです。

そして、HDDの同時故障は、2台まで故障してもデータ復旧が可能であり、1台までの故障ならRAID5並みの動作速度が出るらしい。

3台同時故障すると、復活不能に陥るという事です。

 

HDDが8台以上のRAID

参考

RAID 6+0とRAID 0+6RAID 6単体と比較してアクセスが高速化される。最小8ドライブを要し、2ドライブまでの故障に耐えられる。

RAID 6+1とRAID 1+6RAID 6単体と比較して耐障害性が強化される。最小8ドライブを要し、5ドライブまでの故障に耐えられる。

RAID 6+5とRAID 5+6RAID 6単体と比較して耐障害性が強化され、高いディスク利用効率も兼ね備える。最小12ドライブを要し、5ドライブまでの故障に耐えられる。

RAID 6+6階層化されたRAID 6であり、最強の耐障害性を持つ。最小16ドライブを要し、8ドライブまでの故障に耐えられる。堅牢さが最重要視される用途に向く。

 

その他、

さらに詳しく

RAID最強っぽいのが、RAID Z

詳細は、Wiki様をご覧ください。

 

 

ホットスワップとホットスペア

RAID構成にしておけば、HDDの故障によりデータが壊れるリスクから回避できたり、読書速度が速くなる可能性がある事がわかりました。

しかし、もし故障した時に、自動で予備のHDDに切り替えたり、サーバーの電源を入れたままHDDを交換作業が出てきます。

調べてみると専門用語があるようです。

ポイント

ホットスペアはホットスタンバイともいうらしいのですが、RAID構成内に予め予備のHDDを格納しておき、HDDに障害が発生した場合に自動でRAIDの再構築(リビルド)が行われる機能のようです。

つまり、1台は予備のHDDを常に準備しておくという事ですね。

 

では、ホットスワップというのは、

ポイント

ホットスワップはホットプラグとも言うらしいのですが、サーバーが稼働している状態で故障したHDDを交換できる機能のようです。

サーバーになりますから、止めることができないので、RAIDにする訳ですから、ホットスワップは標準装備しておいてほしいところですね。

 

参考サイト

 

 

どんなRAID構成がいいのだろうか?

1Uサーバーですと、2.5インチHDDを搭載するとなると、最高で6台の物が多いように感じますので、HDD6台構成で自分なりにRAID構成を考えてみると、

HDD故障時に余裕が欲しい場合と応急的に対応できればいいという感じで分けられるかと考えらえます。

安心RAID構成

HDD故障時に余裕が欲しい場合は、4台HDDをRAID10で組んで、2台HDDをホットスペア

にしておけば、相当の余裕がでるかと考えます。

※2台をホットスペアにできない場合は、1台ホットスペアにして、5台HDD構成。

同時に2台のHDDが故障しても、何の問題なく稼働しているはずですし、更に、2台のHDDが同時に故障しない限り稼働している状態になっているかと思います。

 

速度重視RAID構成

5台HDDをRAID6で組んで、1台HDDをホットスペア

稼働しているHDDの同時2台が故障しても、ホットスペアが動いて、合計4台のRAID5並みのスピードで読書できるようなので良いですね。

最悪同時3台まではデータの復旧ができるようなので、5台のRAID6と1台のホットスワップ構成は安心だし、速度低下も抑えらる構成ですね。

 

現時点の1Uラックサーバーでの、HDD5台、6台ならば、RAID10、RAID6が良いように思えます。

 

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