RAIDは、サーバーやネットワークストレージなどで使われることが多い技術です。
複数のハードディスクをあたかも一つのディスクであるかのように扱うRAIDは、データを安全に保管することや、障害の際の復旧などに大きな力を発揮します。
今回は、コンピュータの情報を確実かつ安全に保管するだけでなく、万が一の障害の際などにスムーズに復旧させるために欠かせない技術であるRAIDについて解説します。
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目次
RAIDとは
RAID（Redundant Array of Inexpensive Disks）は、レイドと読みます。
RAIDは、複数のディスクを一つのドライブとして扱うことができる技術で、以下のようなことが実現できます。
但しこの特徴は、後述するRAIDの種類によっても異なります。
- 一本のディスクが壊れてもデータが破壊されない
- データの書き込みやアクセスが高速になる
- 一本のディスクが壊れてもサーバーが停止しないので、運用が継続できる
など
一般的なPCでRAIDが使われることは多くありません。
一方で、サーバーなど多くの利用者にサービスを提供するコンピュータや、多数のデータを保存するファイルサーバーなどでは、確実にデータを守ることが重要です。
こうしたケースでは、RAID技術が欠かせないものとなっています。
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RAIDの種類と仕組み
RAIDには、いくつかの種類があり、それぞれに仕組みや利用目的が異なります。
以下では、それらについて見ていきましょう。
RAIDを実現する2つの方法
まずRAIDを実現する仕組みには、「ソフトウェアRAID」と「ハードウェアRAID」があります。
この2つの違いは以下となります。
ソフトウェアRAID
OSやソフトウェアによってRAIDを実現する方法。
安価にRAIDを作ることができるが、パフォーマンスが低下することもある。
ハードウェアRAID
RAIDコントローラと呼ばれる仕組みがコンピュータのマザーボードや追加ハードウェアに搭載されている必要がある。
細かい設定が必要など難易度は比較的高めだが、パフォーマンスへの影響は無い。
世の中のRAIDは、このどちらかの方法が選択されています。
RAIDのレベル
RAIDを実現する方法は2つありますが、RAID自体にもいくつかの種類（レベル）があります。
一般的なRAIDには以下のようなレベルがあります。
- RAID0
- RAID1
- RAID5
- RAID6
- RAID10
ちなみに、RAID0〜6までありますが、一般的にRAID2,3,4はほとんど使われていないので、上記５つについて解説します。
| RAIDレベル | ディスクの 最低必要本数 | 特徴 |
|---|---|---|
| RAID0（ストライピング） | 2 | 複数のディスクに分散して書き込むことで高速化を実現。 冗長性や耐障害性はなし |
| RAID0（ストライピング） RAID1（ミラーリング） | 2 | 複数のディスクに同じデータを書き込む |
| RAID5 | 3 | 3台以上に分散して書き込む。1台壊れてもデータが保護される。 |
| RAID6 | 4 | 4台以上に分散して書き込む。2台壊れてもデータが保護される。 |
| RAID10 | 4 | RAID0とRAID1を組み合わせたもの。 |
RAIDの仕組み
先にかかげたRAIDのレベルごとに仕組みを見ていきましょう。
なお、複数のRAIDを組み合わせた方法であるRAID10については後述のRAIDのメリット・デメリット項目でも詳しく解説します。
RAID0
RAID0では、以下のように書き込むべきデータが、ブロック単位で分割されて複数のディスクに書き込まれます。
RAID1
RAID1では、書き込むべきデータが同じように複数のディスクに書き込まれます。
RAID5
RAID5では、以下のような仕組みでデータがディスクに書き込まれて保存されます。
パリティ（誤り訂正符号）と呼ばれる情報を分散してディスクに書き込み、データ管理に使っています。
RAID6
RAID6では、以下のような仕組みでデータがディスクに書き込まれて保存されます。
パリティ情報が2重に作成され、分散保存されます。
RAIDレベルごとの向き不向き
RAIDにいくつものレベルがあることは理解できたと思いますが、それぞれのRAIDはどういった目的に向いているのでしょうか。
RAID0
RAID0は、アクセスの高速化を実現することから、高速アクセスを必要とする映像配信や、頻繁にデータが更新されるデータベースなどが向いています。
RAID1
RAID1は、同じデータを複数のディスクに書き込む反面、パフォーマンスが落ちます。
ファイルサーバーでの利用など頻繁な更新がないが確実に守るべきデータを持つシステムに向いています。
RAID5
RAID5は、ある程度高速で、かつデータが守られるバランスの良い仕組みなので、多くの目的に向いています。
ただ、ディスク本数が多くなるので個人利用としては少しコストが高くなります。
RAID6
RAID6は、RAID5と同じような特徴を持ち、RAID5よりさらに耐障害性が向上します。
そのかわりにさらにコストが上がるので、比較的お金が使えるエンタープライズ目的が向いています。
RAID10
RAID10は、RAID5や6と同様に高速化と耐障害性を両立していますが、最低4本のディスクが必要となり、コストがさらに上がります。
RAID6と同様、比較的お金が使えるエンタープライズ目的が向いているでしょう。
主としてRAIDの導入目的として多くの場合は「データを確実に保存すること」が重視されるので、一般的には以下のような使い方が良いでしょう。
- 家庭や個人事業主、フリーランス、小規模事業者：RAID1
- 中規模〜大規模ビジネス：RAID5や6
RAIDのメリットとデメリット
RAIDを導入すると、データの信頼性や保存性が高まるなどのメリットもあれば、逆にデメリットもあります。
ここでは、それらについて見ていきましょう。
RAID導入のメリットやデメリットは？
まずはRAIDを導入すること自体についてのメリットやデメリットについて見ていきましょう。
RAIDを使わずディスク単体で運用する場合に比べて、どのような違いがあるのでしょうか。
メリット
- データへの高速アクセスが高まる（RAIDの種類による）
- データの保存性が高まる（RAIDの種類による）
デメリット
- 導入しない場合に比べるとコストがかかる
RAID各種類ごとのメリットやデメリットは？
RAIDのメリットやデメリットはRAIDレベルによって大きく変わるケースがあります。
これらについて、もう少し詳しく整理してみましょう。
以下では前述でみた「RAID0」「RAID1」「RAID5」「RAID6」「RAID10」について記載しています。
また、ここでは共通したデメリットであるコストについては省略します。
| RAIDレベル | メリット | デメリット |
|---|---|---|
| RAID0 | データへの高速なアクセスが可能となる | 耐障害性には変化がない |
| RAID1 | 耐障害性が向上する | 読み書きの時間が遅くなる |
| RAID5 | 速度低下は比較的少ない | 特になし |
| RAID6 | 耐障害性が向上する ディスクが2本壊れてもデータが復元できる | パフォーマンスが落ちる |
| RAID10 | 高速アクセスが可能となる 耐障害性が向上する | ディスク本数が多く必要になる。 |
このようにRAIDレベルによってメリットやデメリットには違いがあります。
そして、改めてアクセス性能と耐障害性のバランスが良いのがRAID5,6,10であることがわかります。
RAIDを組み合わせる技術とは
実はRAIDはそれぞれの種類を単体で使うだけでなく、複数のRAID技術を組み合わせて運用することも可能です。
先に少し触れたRAID10もそうですが、RAIDレベルごとのメリットやデメリットは、複数のRAIDレベルを組み合わせることで、デメリットを消し、メリットを強めることが出来るようになっています。
RAID10（RAID1+0）
RAID10は、RAID0の高速アクセスとRAID1の冗長性の2つの特徴を活かすもので、両者を組み合わせたものとなります。
また、他にもRAID10のRAID1部分をRAID5にしたRAID50というものもあります。
ベンダーごとの独自のRAID
ここまで紹介したRAID以外にも、ベンダーによって独自のRAID技術を提供しているケースもあります。
例えば、大手のストレージベンダーである米国のNetAppでは、RAID-DPと呼ばれる技術を同社製品に採用しています。
この技術は、RAID6と同じようにパリティディスクを2本持つことで2本のディスクが壊れてもデータが守られるという特徴があります。
それに加えて、独自技術によって、RAID6のデメリットであるパフォーマンスの低下を防いでいます。
また、独自のRAIDというわけではないですが、家庭からビジネスまで幅広く使えるNASをリリースする台湾のSynologyでは、Synology Hybrid RAID（SHR）と呼ばれる自動RAID管理システムを同社のNASに採用しています。
SHRでは、自動的にディスク本数に応じて最適なRAID構成を選択します。
この技術では、NASのディスクを足したり、減らしたりしたときにも有効で、ディスクを無駄にすること無く、効率的に使うことが出来るようになっています。
このように、RAIDに関しては共通の規格を超えて、ベンダーによっては独自の技術を採用した製品をリリースしているケースもあります。
まとめ
RAIDは、比較的古くからある技術で、複数のディスクを組み合わせて一本のディスクに見せかけたり、冗長性を高めて確実にデータを保存したりするものです。
今回解説したようにRAIDにはさまざまなレベルがあり、それぞれに特徴や向いている用途が違います。
データの保護や安定したサービス提供は、とくにサーバー用途では欠かすことができないポイントです。
RAIDの導入を行う場合は、今回の内容も参考に目的あったものを選ぶようにしましょう。
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