仕組み
RAID アレイは、容量、速度、耐障害性を高めるために複数のディスクを 1 つに結合しますが、3 つすべてを同時に行うことはほとんどありません。 各レベルは、このコミットメントを異なる方法で解決します。他には何も保存せずにデータを分散するレベル、完全なコピーを書き込むレベル、失われたものを再構築できるようにパリティを計算するレベルがあります。
計算ツールは、ディスクの数、その容量、および選択したレベルを取得し、データ用に実際にどのくらいの容量が残っているか、どの程度の冗長性が取られているか、情報を失わずに障害が発生しても許容されるディスクの数、およびどの程度のおおよそのパフォーマンスが得られるかを返します。 容量はメーカーが使用する 10 進単位で示され、オペレーティング システムが報告する 2 進単位で示されます。これが、ディスクの付属品が箱に記載されている内容よりも少ないという永遠の感覚の由来です。
また、再構築にかかる時間と、再構築中に回復不能な読み取りエラーが発生する可能性 (多くの単一パリティ アレイが最終的に失敗する時点) がどの程度発生するかを推定します。 最後の比較では、同じハードウェアを使用してすべてのレベルが計算され、各レベルで何が得られ、何が失われるかが一目でわかります。
例
8 × 4 TB · RAID 624 TB8 つのディスクのうち 2 つはダブル パリティになるため、データ用に 6 つが残ります。つまり、10 進数で 24 TB、オペレーティング システムでは 21.8 TiB として表示されます。 効率は 75% で、アレイは任意の 2 つのディスクの障害を許容します。8 × 4 TB · RAID 1016 TB同じディスクの場合、ミラーの容量は半分しか残りません。 その代わりに、RAID 6 の 2 倍の速度で書き込みを行い、残り 7 枚のディスクを読み取る代わりに 1 枚のディスクをコピーして再構築します。5 × 4 TB · RAID 572 %これは、クラッシュしたディスクを再構築するときに回復不能な読み取りエラーが発生する確率であり、デスクトップ ディスクでは 10^14 ビットごとに 1 つのエラーが発生します。 16 TB 全体を読み取る必要があり、RAID 5 では、読み取り中にエラーが発生しても回復する場所がありません。12 × 8 TB · RAID 6064 TB12 個のディスクが 6 個ずつ 2 つのグループに分割されます。各グループはダブル パリティで 2 個のディスクを失うため、データ用に 8 個のディスクが残ります。 RAID 6 よりも多くの容量が犠牲になりますが、再構築ではアレイ内の 11 個のディスクではなく、影響を受けるグループ内の 5 個のディスクのみが読み取られます。ユースケース
- 購入するドライブの数と、NAS またはファイル サーバーに必要な容量に達するサイズを決定します。
- アレンジメントを作成する前に、まだ選択できるときにレベルを比較します。これは、後でレベルを変更すると、ほとんどの場合、最初からやり直すことになるためです。
- 8 台の 4TB ドライブでは 32TB の使用可能なスペースが得られない理由をクライアントまたは上司に説明してください。
- ディスクの再構築中にアレイが露出される時間を見積もって、使用率の低い時間枠で変更を計画します。
- 再構築のリスクを示すことで、大規模なディスク アレイにおける RAID 5 から RAID 6 への移行を正当化します。
- 購入に署名する前に、さまざまなディスクの組み合わせと階層の使用可能なテラバイトあたりの実際のコストを計算してください。
よくある質問
オペレーティング システムの容量が予想より少ないのはなぜですか?
彼らは同じ言語を話さないからです。 メーカーは 10 進数単位 (TB は 1 兆バイト) で販売しますが、ほとんどのオペレーティング システムは 2 進数単位 (TiB は 2^40 バイト、つまり約 9% 大きい) でレポートします。 4TB ディスクは、1 バイトも欠けることなく 3.64 TiB として表示されます。 電卓は 2 つの数値を正確に表示するため、その違いは驚くべきことではありません。 これに加えて、ファイル システムが予約する内容が決まります。これは、使用するファイル システムによって異なります。
RAID 5 または RAID 6?
それはディスクのサイズとディスクの数によって異なります。 RAID 5 は単一のディスクを犠牲にし、単一の障害を許容します。 問題は、再構築中、アレイが保護されずに残され、残っているすべてのディスクを端から端まで読み取る必要があることです。これは、数テラバイトのディスクでは数日かかる場合があります。 RAID 6 ではさらに 1 台のディスクが犠牲になりますが、その重要な瞬間に 2 回目の障害が発生しても耐えられます。 4TB 以上のディスク、または 8 台以上のディスクからなるアレイの場合、RAID 6 が合理的な選択です。
ライトペナルティとは何ですか?
これは、各論理書き込みにかかる物理ディスク操作の数です。 RAID 0 では、書き込まれただけなので 1 になります。 ミラーでは同じデータが 2 つのディスクに送信されるため、2 の価値があります。 RAID 5 では、これは 4 です。古いデータを読み取り、古いパリティを読み取り、新しいデータを書き込み、新しいパリティを書き込む必要があります。 RAID 6 ではパリティが 2 つあるため、6 になります。 そのため、パリティのあるアレイでは読み取りは良好ですが、ランダム書き込みは非常に不良になる可能性があり、書き込みの多いデータベースは通常 RAID 10 で使用されるのです。
RAID 10 は実際に何台のディスクをサポートしますか?
1 件は保証されており、運が良ければ決済額の半分まで獲得できます。 RAID 10 は、ペアのミラーを作成し、ミラー間でデータを分散します。障害が別のミラーにある限り、アレイは存続しますが、障害が発生した 2 つのディスクが同じペアである場合は、すべてが失われます。 ディスクが 8 枚ある場合、4 枚を失っても継続することも、2 枚を失って何も残らないこともあります。 そのため、計算機には両方の数値が表示され、楽観的な数値で計画を立てることは決してお勧めできません。
RAID 50 または RAID 60 が適切なのはどのような場合ですか?
ディスクの数が多すぎると、1 つのパリティ グループが扱いにくくなります。 12 または 24 個のディスクを複数のグループに分割すると、アレイ全体ではなく、ディスクに障害が発生したグループのみが読み取られるため、再構築が短縮されます。また、アレイ全体で 1 つだけの障害ではなく、グループごとに 1 つの障害が許容されるようになります。 その代償として、各グループには独自の同等性が残されます。つまり、グループが増えるほど、使用可能な容量が少なくなります。 これらはサーバー コントローラーまたはドライブ エンクロージャ レベルであり、4 ベイ NAS ではありません。
ディスクのサイズが異なる場合はどうなりますか?
従来の RAID では、すべてのディスクが最小ディスクのサイズであるかのように動作し、大きなディスクに残ったものは未使用のままになります。 このため、計算ツールは単一のサイズで動作します。ディスクが混在している場合は、最小のディスクをロードすると、アレイの実際の容量が得られます。 独自の冗長性を備えた複数のホーム NAS やファイル システムなどの一部のストレージ システムは、余剰スペースを活用する方法を知っていますが、従来の RAID のルールには従わなくなりました。
ホット スペア ディスクはフォールト トレランスを強化しますか?
許容される失敗が増えるのではなく、反応速度が上がります。 ホット スペアが接続され、データなしで回転し、ディスクがドロップされるのを待っているため、誰かがラックの前を歩いたときにではなく、数分以内に再構築が自動的に起動します。 修正の最も危険な瞬間はまさに障害から再構築が終了するまでの瞬間であるため、その期間を短縮することには大きな価値があります。 もちろん、他のディスクと同様にベイを占有し、料金が支払われるため、計算機は効率からそれを差し引きます。
回復不能な読み取りエラーとは何ですか?なぜ再構築が台無しになるのですか?
ディスクが独自の訂正コードを持っていても読み取れないセクターです。データ シートでは、これをレートとして宣言しています。 通常、デスクトップ ドライブでは 10^14 ビット読み取りごとに 1 未満、NAS ドライブでは 10^15 ごとに 1、SAS ビジネス ドライブでは 10^16 ごとに 1 が示されます。 日常的な使用ではほとんど気づきませんが、再構築では、残っているすべてのディスクを完全に読み取る必要があり、カウントが厄介になるのはこのときです。単一パリティを持つアレイでは、大量の読み取りでの 1 つのエラーはデータの損失を意味します。 一方、ダブルパリティの場合、セクターは 2 番目のセクターで再構築されますが、何も起こりません。
RAID はバックアップを置き換えますか?
いいえ、それはストレージに関する最も高価な誤解です。 RAID は、ディスクの物理的な障害だけを保護します。誤った削除、アプリケーションによるファイルの破損、ランサムウェア、盗難、火災、またはすべてのディスクを一度に破壊する原因は、アレイ全体で均等に複製または損失されます。 RAID は高可用性です。つまり、ディスクが変更されても動作し続けます。 バックアップは戻れるようになっています。 どちらも必要です。
測定するのは IOPS と速度の値ですか?
これらは理論上の上限であり、レベルを相互に比較するのに役立ちます。 これらは、負荷がすべてのディスクに均等に分散され、コントローラー、そのキャッシュ、バス、ファイル システムがキューに入らないことを前提としています。 実際には、バッテリーで保護されたキャッシュを備えたコントローラーは書き込みペナルティの多くを隠すことができ、進行中の再構築によりパフォーマンスが半分になる可能性があります。 数値はレベルを決定するために使用し、数値を約束するものではありません。