RAID1

☆本サイトでは、RAID5復旧のための基本的事項も含め記載しています☆

 

RAID1は、2台以上の複数HDDに同一データを書き込むことで、データのバックアップを保持する仕組みです。比較的シンプルな方法で耐障害性を高めた仕組みと言えます。

 

1台のHDDに障害が起きても、システム停止には陥りません。（他のHDDでデータを処理できるため ）

ただし、データ保存領域として利用できる容量は、構成するHDDの合計容量の1/2以下となります。 （同一データを複数のHDDに保存するため）

 

RAID1には最低2台のHDDが必要です。（通常は2台構成にします）
複数のHDDに同時に同じ内容を書き込むため、RAID1は別名「ミラーリング」といいます。

 

 

具体的にどの程度耐障害性があるのか計算してみましょう。 

 例えば、ある条件下で使用しているHDDの故障率を1%と置きます。 

・HDD1台⇒故障率は1%

・RAID1（HDD2台で構成）⇒故障率は1%×1%＝0.01%

1台の時に比べてRAID1だと故障率が1/100になります。 

 
 

RAID1のメリット、デメリットを列挙します。

 

【メリット】
・1台のHDDに障害が発生してもシステム停止には陥りません。（冗長性） 
・故障したHDDを交換すれば、バックグラウンドでデータの復旧が行われるため、復旧が早いです。 
・構成HDDの台数が増えれば増えるほど、耐障害性が上がります。 

 

 

【デメリット】
・複数のHDDに同一データの書き込みを行うため、単一ドライブへの書き込みよりも時間がかかります。 
・使用可能な容量は構成するHDD1台分の容量となります。（構成する台数が増えても1台分）
・RAIDレベルの中で唯一ストレージサイズの大容量化、高速化を目的としていません。

 

RAID5

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RAID5は、

(1)ストレージの大容量化
(2)データ処理速度向上
(3)耐障害性

の3つを実現する仕組みです。

 
 

RAID0同様、データを分割して書き込みむため処理速度が速いです。 
さらに、データ書き込み際に冗長コード「パリティ」を生成し、構成HDDの1台にトラブルが起きても、残りのデータとパリティを元に破損したデータを算出し、完全な状態のデータを復元することが可能となります。 

このため、RAID5は別名「パリティRAID」といいます。 
 

構成するHDD1台の障害であれば問題ないですが、構成HDDのうち2台以上に障害が発生した場合は、動作不能となり、データ修復も不可能となります。従って、1台故障発見後、迅速な故障HDDを交換が必須です。 

 

また、（現在はあまり使われていないが）RAID4では、

このパリティが特定のHDDに書き込まれるのに対し、RAID5ではパリティを各HDDに分散して書き込むため、特定のパリティドライブに対する負荷が減り、高速化が図れます。（RAID4のボトルネックを解消しています）

 

 

RAID5のメリット、デメリットを以下に列挙します。
 
【メリット】
・構成HDDの1台が壊れた状態でも稼働が可能です。
・破損ドライブを交換しリビルドを行うことでシステムを正常な状態に回復できます。
・パリティも分割して記録されるため、RAID3やRAID4のようなパリティドライブのボトルネックは存在しません。
・構成HDDの数が多いほど容量効率も向上します。
・データの読み出しは複数ドライブから同時並行的に処理されるので高速です。（構成するドライブ数に比例）

 

 

【デメリット】
・読み出しは高速ですが、データの書き込み時にはパリティの作成を伴うため、書き込みは低速です。 

・2台以上のドライブにトラブルが起きた場合には復旧不可能となります。
・HDD1台故障時にパリティからデータを再生するため、性能が低下します。
・1台故障時にトラブルに気づかない例が多く、致命的な障害が起きやすいです。 
・最低3台のHDDが必要な為、導入コストが若干高くなります。

 

停電に弱いRAIDとその対策

☆本サイトでは、RAID5復旧のための基本的事項も含め記載しています☆

3月11日に過去最大の大震災「東日本大震災」が発生しました。
東京電力の原子力発電がやられたため、電力不足で計画停電が実施されています。 

実は停電、RAIDはかなり苦手としています。

RAIDを組んでいない場合、つまりHDDを単体ドライブとして使っている場合は、突然の停電でもHDD障害が起こることは稀です。 

しかしRAIDを組んでいる場合はそうはいきません。

パリティ計算にエラーが生じファイルシステムが壊れてしまうケースがあるのです。
複雑なシステム構成のため、エラーなどが発生すると狂いが生じてきます。


「RAIDシステムは夏場によく故障する」と言われるのを聞いたことがあるでしょうか？
これは落雷による突然の停電に起因します。それほど、RAIDは停電には弱いのです。

 

データ復旧・修復を手がける某社曰く、「計画停電が実施されたあたりから、停電が原因で故障したRAIDシステムの修理が増えている」とのこと。

 

停電が原因で故障するRAIDシステムは、論理障害がほとんどである。
つまり、停電により、ファイルシステムやRAIDの整合性がとれなくなるといった症状である。
 

RAID5を構成する4台のHDDのパーティション情報がすべて故障してしまうなど、復旧が困難なケースもあります。こうなると、単体のHDDのパーティションテーブルとは違う知識が必要となり厄介である。 

（※単体のHDDであれば、どのファイルシステムでも管理情報が点在しているので、経験とノウハウによりそれらを探し出してパーティションのサイズなどの情報を得ることが出来る）

従って、停電による論理障害が起こらないように対策を打っておく必要があります。

 

停電による障害策としては、UPS（無停電電源装置）を導入するのが一般的です。
UPSとは、停電が起きて電源の供給がストップしても、しばらくの間はバッテリーから電源を供給する装置です。電源が供給されている間に、正しい手順で正常にシャットダウンすることが可能となります。 

 

また、停電時だけに限らない話ですが、バックアップは必ず取ることを心がけましょう。