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導入する前のアドバイス

1.3. x86サーバーにおける一般的な規格および用語

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1.3.6. RAID

ここではx86サーバーにおける一般的な技術用語のなかで、RAIDに関する説明を記載しています。RAIDの方式(レベル)の詳細については、「HP Smartアレイコントローラーでのアレイの設定 リファレンスガイド」の「ドライブアレイとフォールトトレランス機能」または「RAID6 with HP Advanced Data Guarding technology: a cost-effective, fault-tolerant solution(英語)」を御覧ください。

  • RAIDレベル
    RAIDとはRedundant Arrays of Independent Disksの略であり、複数のハードディスクドライブを使って仮想的な1台の大容量ドライブを構築し、パフォーマンスや冗長性の向上を図る技術です。RAIDには0から6までのレベルがありますが、一般的に0、1(1+0)、5、6のRAIDレベルが用いられています。RAIDの構築には、専用のハードウェアを用いる方法(ハードウェアRAID)と、OSに付属する機能を利用する方法(ソフトウェアRAID)があります。
    • RAID0(ストライピング)
      特定のサイズにファイルを分割し、複数のハードディスクに同時に書き込んでいきます。パフォーマンスはほかのどのRAIDレベルよりも高いのですが、冗長性が無いため、1台のハードディスクに障害が発生すると、RAID内のデータは使用できなくなります。
       
      RAID0
      RAID0

    • RAID1(1+0)(ミラーリング、ミラーリング+ストライピング)
      RAID1では、2つのハードディスクが使用され、それぞれに全く同じ内容を書き込みます。これを発展させたRAID1+0は2台1組でミラーリングしたペアを複数用いて、ペア毎に分割してデータを書き込みます。(2の倍数個のハードディスクが必要となります。)いずれの場合でも、使用するハードディスク容量の合計の半分しか使用できないため、他のRAIDレベルに比較してコストが高くなります。各ミラー化ペアのうちの1つのハードディスクが動作している限り、データは保護されます。一般的に、OSのシステム領域はRAID1で構成されます。
       
      RAID1+0
      RAID1+0

    • RAID5(分散データガーディング), RAID50
      データの書き込み方はRAID 0と同じですが、構成するディスクグループのうち1台をパリティデータ書き込み用として使用します。このパリティデータはすべてのドライブ間で分散させて書き込むため、構成するには最低3台のハードディスクが必要となります。RAID5では、1台までのハードディスク障害からデータを保護します。データの読み込み性能は、RAID0と同様に高速ですが、書き込み時には、パリティの算出が必要となるため、RAID0やRAID1+0より低速となります。
      RAID50は、RAID5構成のディスクグループをパリティグループとして、複数のパリティグループ間でストライピングを行います。各パリティグループで1台までのハードディスク障害からデータを保護します。
       
      RAID5
      RAID5

      RAID50
      RAID50

    • RAID6(アドバンストデータガーディング), RAID60
      RAID 5のパリティドライブに相当する冗長データを2組用意して、全てのハードディスクに分散して書き込みます。(最低4台のハードディスクが必要となります。)RAID6を構成する任意の3台以上のハードディスクが同時に障害とならない限り、データは保護されます。RAID6は高い耐障害性と大容量という2つの利点がありますが、I/O性能は他のRAIDレベルよりも劣ります。データの読み込み性能はRAID5に匹敵しますが、追加のパリティデータを書き込む分、書き込み性能は低くなります。
      RAID60は、RAID6構成のディスクグループをパリティグループとして、複数のパリティグループ間でストライピングを行います。各パリティグループで2台までのハードディスク障害からデータを保護します。
       
      RAID6
      RAID6

      RAID60
      RAID60

以下に各RAIDレベルの比較をまとめた表を記載します。

  RAID0 RAID1 RAID1+0 RAID5 RAID50 RAID6 RAID60
利用可能容量(※2) C×n C×(n/2) C×(n/2) C×(n-1) C×(n-p) C×(n-2) C×(n-2p)
最低限必要なディスク数(※3) 2 2 4 3 6 4 8
I/O処理性能(Read) A C B B B B B
I/O処理性能(Write) A B B C C D D
耐障害性 C B A B A A A
コスト(※4) A B C B C C D
各RAIDレベルの比較(※1)

(※1) 上記表中(利用可能容量以外)のアルファベットは、最も優れているものをAとした場合の相対評価となります。
(※2) 利用可能容量のCはRAIDを構成するハードディスクの最小の容量、nは構成するハードディスクの本数、pはパリティグループの数となります。
(※3) スペアディスクの本数は含みません。スペアディスクを検討されている場合は、その本数(通常は1)を加算ください。
(※4) RAID1は2本のディスクにより構成されるため、コスト的には優れていると判定しています。

RAIDを構成するハードディスクの本数を増やすと、処理性能が向上しますが、同時に障害発生率も上がります。また、RAID5、RAID50、RAID6、RAID60のようにパリティ計算を伴うRAIDレベルの場合、構成するハードディスクの本数が増えると、障害状態からの復旧にかかる時間も相対的に増加します。


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