B19  情報保存システム RAID



努力目標

  理解して覚える




技術士試験の問題からは必要最小限の引用にとどめる。(問題)が記されている部分はその引用である。

問題および解答は日本技術士会のホームページより必要に応じて入手してください。

  技術士第一次試験の問題       技術士第一次試験の正答(答え)  



問題番号が赤字のものは、ボーナス問題

H22年 T−2−4




H22年 T−2−4

H22年度問題  

正答: D

(解答)

「RAIDでは必ず専用のハードウェアが必要となる。」は誤り。
基本思想は安価で低用量のハードディスクを使い、大容量で信頼性の高いストレージを組むことを目的としている。

「RAID 0のストライピングでは、ディスク1台の場合と比較して故障率は低下する。」は誤り。
複数台のドライブを用いて構成するが、そのドライブの1台でも故障すると機能が停止する。2台では故障率が約2倍となる。

「RAID 1のミラーリングでは、故障時の復旧に対して誤り訂正符号であるパリティの作成が必要となるので、この書き込みに時間がかかる。」は誤り。
RAID 1はパリティを用いない。パリティを用いるのはRAID 5である。

「RAID 5では、パリティ専用のディスクを用意することでディスクアクセスのボトルネックを解消する。」は誤り。
ディスクではなくキャッシュである。

RAID 5では、ディスク台数を増やすことでデータが分散されて、アクセスの高速化が可能になる。


(参考)

RAID(Wikipedia)より抜粋

RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks、または Redundant Arrays of Independent Disks、レイド[1]は、複数台のハードディスクを組み合わせることで仮想的な1台のハードディスクとして運用し冗長性を向上させる技術[2]ディスクアレイの代表的な実装形態で、主に信頼性・可用性の向上を目的として用いられるものである。

1988年カリフォルニア大学バークレー校デイビッド・パターソン, Garth A. Gibson, Randy H. Katzによる論文「A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID)」において提唱された[3]

この論文は、安価で低容量、価格相応の信頼性のハードディスクドライブ (Inexpensive Disk) を用い、大容量で信頼性の高いストレージ(補助記憶装置)をいかに構築すべきかを提案したものである。論文にはハードディスクの構成によって、RAID 1からRAID 5までの5種類を定義している。

RAIDは複数のHDDを用いて、仮想ディスクの故障する可能性を低減させる技術である。

RAIDを実装する方法としては、ハードウェアで実現する方法(ハードウェア方式)とソフトウェアで実現する方法(ソフトウェア方式)がある。

RAIDレベル

RAID 0からRAID 6まで7種類のうち、よく利用されるのはRAID 0・RAID 1・RAID 5・RAID 6。

各RAIDレベルを組み合わせて信頼性と速度を両立させることができる。

サーバ用途としては、データの保全性を重視するためRAID 1またはRAID 5が主に利用されている。

RAID 0: 耐故障性の無いディスクアレイ(ストライピング)

RAID 0

RAID 0は複数台のハードディスクに、データを分散して読み書きし高速化したものである。これをストライピングと呼ぶ。冗長性がなく耐障害性もない。

1台のドライブが故障しただけでアレイ内の全データが失われてしまうため、故障率は単体ドライブに比べ高い。

RAID 1: 二重化 (ミラーリング)

RAID 1

RAID 1は複数台のハードディスクに、同時に同じ内容を書き込む。これをミラーリングと呼ぶ。RAID 1は最もシンプルなRAIDであり、耐障害性の高いRAIDである。また、RAIDの最大の弱点であるRAIDコントローラの故障にも対応しやすい。RAID 1には最低2ドライブが必要である。

一台が故障した際に、もう一方も同時に故障する可能性は低く、システムは稼動し続けることが出来る。

RAID 5: ブロック単位でのパリティ分散記録

RAID 5

RAID 5は水平パリティを使用して複数のハードディスクに誤り訂正符号データと共に分散させて記録することで、RAID 3、RAID 4のボトルネックを回避している。最低3ドライブが必要である。、I/Oプロセッサを搭載した高価格帯製品ではパリティを大容量キャッシュに保存しパリティ演算をI/Oプロセッサや専用演算機にて行う事で速度低下を回避している。

  • 長所
    • ボトルネックとなる、RAID 3やRAID 4のような専用のパリティドライブが存在しない。
    • ドライブの台数が増えるほど高速化を見込める。
  • 短所
    • パリティ演算が必要なため、ソフトウェアRAIDに不向き。ただしI/Oプロセッサを搭載した高価格帯製品では大容量のキャッシュメモリとI/Oプロセッサやパリティ演算機を搭載することでRAID0並みに読み書きともに高速化している製品もある。
    • その他、記載あり





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