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RAID レベル

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RAIDレベルの種類

RAIDレベルの種類をご紹介

レイドは、その性質や機能によりRAID0、1, 2, 3, 4, 5, 6、1+0、のレベルがあります。
また、Non Standard  RAIDレベルである0+1、1.5、インテル Matrix RAIDなどがあります。

RAID 0

RAID 0は一般的に 2つ以上のハードディスクを並列で連結し、データをブロック(Block) 単位で分散して読み書きします。一つのデータを複数のハードハードディスクに分散させるのでハードディスク 1つにデータを読み書きするより、速くなります。また、ハードディスクの容量すべて使うことができます。

RAID0で構成

理論上ではハードディスクを増えれば、性能も上がるので、複数のハードディスクを RAID 0で構成すればハードディスク自体が持っている物理的な性能を越えた強力なドライブを構築することができます。しかし、障害発生時のデータ再現機能はないため、信頼性の向上は期待できません。1つのハードディスクでも故障すれば、すべてのデータが飛ぶようになります。

したがって、サーバーやワークステーションのように RAIDが主に使われる分野では、絶対 RAID 0だけでは RAID システムを構築しません。ミラーリングやパリティー情報ロ存など他のレベルとともに構成し、性能/信頼性を同時に確保できるようにしています。

大切なfータであれば RAID 0 ハードディスクには保存しないというのが常識です。プログラムインストール/実行及びキャッシュで使うのなら、充分な成果を得られるでしょう。

RAID 1

RAID 1はデータの安全性を高めるために同じデータを 1つ以上のハードディスクに保存する方法で、 RAID 0とは正反対の概念です。RAID 1で構成されたハードディスクは一方が壊れても、同じデータが保存されているもう一方のハードディスクからデータを復旧することができます。RAIDが解放されても、同じデータを持った 2つのハードディスクが存在するようになります。

RAID1で構成

RAID 1はデータの信頼性は高いが、同じデータを 2つに記録するので、全体ハードディスク容量の半分しか使うことができません。

RAID 2

RAID 2は RAID 0のようにストライピング方式だが、エラーチェックと修正ができるように Hamming Codeを使っていることが特徴です。ハードディスクで ECC 機能を使えないので ECC(Error Correction Code)を別途のドライブに保存するかたちで処理されます。

RAID2で構成

しかし、ECCのためのドライブが損傷される場合は問題が発生することもあり、パリティー情報を一つのハードドライブに保存する RAID 4が出てから、今はほとんど使いません。

RAID 3, RAID 4

RAID 3、RAID 4は RAID 0,1の問題点を補うための方式で 3、4で分けられてはあるものの、 RAID 構成は、ほぼ同じです。RAID 3/4は基本的に RAID 0のようなストライピング(Striping) 構成をしていて性能を補っています。エラーチェック及び修正のためのパリティー(Parity) 情報を別途のディスクに保存するようになります。

RAID3 / RAID4で構成

RAID 5

RAID 5は RAID 3,4で別途のパリティー情報ディスクを使うことで発生する問題点を補う方式で、パリティー情報をストライピングで構成されたディスク内で処理するようにしてあります。もちろん、パリティー情報はデータが保存されているディスクとは物理的に別のディスクに保存されるようにしていて、 1つのディスクが故障しても、その他のディスクからデータを復旧することができるようにしてあります。3つのディスクから構成が可能で、ディスク1つ分の容量だけ抜けるようになるのでミラーリングで処理される RAID 1よりは記録空間も大きいです。RAID5で構成

パリティー情報が、データの保存されているディスクとは違うディスクに保存されるので、上の RAID 5構成で、もし 3番ディスク(Disk3)が故障する場合 A3,C2,D2,データは他のディスクに別に保存されていたパリティー情報で復旧します。 B パリティー情報は残りディスクにある B1,B2,B3 データから作成することができます。しかし、別にパリティー情報を保存する作業をしなければならないので RAID 1よりは書きこみ性能は低下します。
RAID 3,4とは違いパリティー情報が保存されるディスクが別になく、パリティーディスク故障のような問題がありません。サーバー/ワークステーションで一番多く使われている方式でもあります。

RAID 6

RAID 6は RAID 5のような概念だが他のドライブ間に分布されている 2次パリティー情報を入れて 2つのディスクに問題が起きてもデータを復旧することができるように考案されました。理論上ディスク3つから作ることができますが、こういう場合は 1つのディスクに保存される容量を 2つのディスクでパリティー情報を保存する形なので全体容量の 1/3しか使うことができません。したがって、普通 4つ以上のハードディスクで構成し、 RAID 5よりもっとデータの信頼性を考慮するシステムで使います。

RAID6で構成

上のイメージのように 40GB ハードディスク 4つで RAID 6を構成すれば、パリティー情報を保存するのに 2つ分の容量を使いますので、実際に使用可能な容量は半分に過ぎないが 4つのハードディスクをストライピングで構成したので RAID 0+1や RAID 10(1+0)より性能はもっと高くて信頼性も優れています。

RAID 0+1とRAID 10(1+0)

RAID 0+1と RAID 10(1+0)は RAID 0(ストライピング)と RAID 1(ミラーリング) 方式を混合して作られたという点では非常に似ているように見えます。

RAID0+1で構成

RAID 0+1は名前とおりRAID 0と RAID 1をプラスしてものです。RAID 0で構成したハードディスクを最終的に RAID 1で構成するので、 RAID 1 構成より性能が高いです。一方の RAID 0に入るハードディスクがすべて故障しても残り RAID 0 のハードディスクからデータを復旧することができます。

性能と信頼性を同時に実現することができます。

これとは違い RAID 10(1+0)は RAID 1で構成されたハードディスクを最終的に RAID 0 のストライピングにして性能を高めることができます。やっぱり RAID 1のミラーリングを基本にしているのでハードディスク 1つが故障しても、ミラーリングされたハードディスクからデータ復旧が可能です。

RAID0+1 / RAID10 構成

RAID 0+1と RAID 10は 4つのハードディスクで RAIDを構成する場合、容量や見た目では同じのようですが、6つ以上のハードディスクで構成する場合、上のような差が出ます。RAID 0+1は RAID 0で構成されたハードディスクを最終的に RAID 1で構成するので、それぞれ 3つずつハードディスクが分けられます。RAID 10は 2つずつ RAID 1で構成されているハードディスクが RAID 0で構成されます。

RAID 0+1は両方 RAID 0 構成の中で一つずつ故障すれば全体のデータが損失されます。RAID 10はミラーリングにされたハードディスク 2つが同時に故障する場合、全体データがが損失されます。もちろん、その代わり RAID 0+1はミラーリングにされた一方のハードディスク全体が壊れてもデータをいかすことができます。RAID 10も、各 RAID 1 から1つずつ故障しても正常に動作します。

しかし RAID 0+1の場合 1つのハードディスクだけ故障し、復旧しても他の RAID 0 構成から残りハードディスクまでデータ全体(A1‾3,B1‾3,C1‾3)を復旧しなければなりません。RAID 10で作ったシステムは故障したハードディスクが A2,B2,C3 が保存されたハードディスク1つだとすれば、ミラーリングで構成されたハードディスクから A2,B2,C2 データさえ復旧すれば良いので、実際に運用するには RAID 10が有利です。

JBOD (Just Bunch of Disks)

JBODはJust Bunch of Disksの略で、実はストライピングやミラーリング方式を使わないので RAIDだとは言えません。ただ、複数台のハードディスクを組み合わせ一つのハードディスクのようにするという点で RAIDに似ているので、一緒に使われています。

JDOBで構成

JBODは単純に多くのハードディスクを集め、一つの大きい容量のハードディスクのとして使えるようにしたもので、スペニング(Spanning)とも呼ばれています。ディスクの全容量が使えるという点では RAID 0と似ていますが、 RAID 0のようにデータを分散保存するのではなく、ディスク順に保存するので大容量ディスクを作ることができます。また、ディスクの種類/容量に制限があるRAID 規格とは違い、それぞれ違った容量のディスクで構成することが可能です。

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