ハードウェアRAIDとソフトウェアRAIDの違い、RAIDの種類について

RAIDとは

サーバ構築において、HDD(もしくはSSD)を冗長化していない場合、1本壊れただけでもサーバがDownしてしまう可能性があります。壊れた時のリスクが大きいため、通常はRAIDを使って冗長構成にすることが多いです。

RAIDにはハードウェアRAIDソフトウェアRAIDがあります。ともにOSインストール時であってもインストール後であっても構成できますが、RAIDを組む時間は長く、ディスクIOの負荷が掛かっているため、サービスイン前に構成してしまうのがよいです。

ハードウェアRAID

マザーボードとディスクの間にRAIDコントローラというデバイスが入り、OSはRAIDを意識しません。つまりRAIDコントローラで作られたRAIDグループ(例えば300GBのHDD5本をRAID5で構成した1200GBのボリューム)はあたかも1つのHDDとして認識します

パフォーマンスに優れており、コストもさほど高額ではないため、サーバ構築においてはこちらの選択肢がごく一般的

ソフトウェアRAID

OSはRAIDを意識してデータの書き込み、読み取りを行います。Linuxでは MD (Multiple Devices)という仕組みを使って実装できます。

コストは掛かりませんが、パフォーマンスに大きな影響が出やすく、サーバ構築ではあまり利用されません

RAIDの種類

RAIDには色々な種類がありますが、代表的なものを紹介します。

RAID0

ストライピングといい、データをディスクに交互に書いていく方式です。冗長性は無くシーケンシャルなIOをランダムアクセス化し、性能を向上させるのが主目的。最低2本のディスクが必要。

RAID1

ミラーリングといい、同じ内容のディスクを2本持つ構成です。そのため、本数は必ず2の倍数になります。最低2本のディスクが必要になります。

また、RAID1構成後にサーバをシャットダウンし、半分のディスクを抜くことで、ディスクのバックアップを取ることもできます。

RAID4

最低3本のディスクが必要で、そのうち1本はパリティ専用ディスクとなります。

通常のRAIDコントローラではサポートしていませんが、NetAppはこのRAID4をDP(ダブルパリティ)としてパリティ専用ディスクを2つにしつつ(つまりRAID6相当)、NVRAMによるキャッシュを利用して効率化した特許技術を持っています。

RAID5

最低3本のディスクが必要で、RAID4のパリティ専用ディスクを他のディスクにも分散配置させた、RAID4の進化版です。容量を確保しつつ、1本のディスク障害に耐えうる、そして性能もそれなりに出るサーバ構築で一番無難な方式です。

RAID6

最低4本のディスクが必要で、RAID5のパリティを1本分から2本分に増やし、2本同時障害にも耐えられる構成です。RAID5の進化版です。

RAID5は1台障害が発生した際、リビルド処理により冗長構成の復旧を試みますが、このリビルド処理も負荷が大きいのです。さらに、ディスクが1台壊れた、ということは周りのディスクも壊れる確率が比較的高く、リビルド中にもう1台ディスクが壊れる、ということも大いに考えられます。そこで、さらに耐障害性を高めるRAID6が誕生しました。

RAID5よりもやや性能が劣りますが、RAID1+0とRAID5による性能差と比較するとほとんど変わりません。

RAID1+0 (RAID10)

RAID1で構成したRAIDグループを1本のディスクと見立て、それをRAID0によりストライピングします。耐障害性に優れ、パフォーマンスにも優れますが、実容量は物理容量の半分しか使えません。つまり2TBのディスク4本で構成しても、4TB分しか実容量が取れません。

少し高めのRAIDコントローラでサポートされます。

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