耐障害性や大容量を選ぶなら、NASのRAID3～RAID6について

公開日:2023.10.17 更新日:2023.10.17

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こんにちは、テックウインド株式会社メディアチームです。

NASを導入するにあたり、ビジネスではRAIDシステムが多く採用されています。ビジネスにおいてデータは重要な資産であり、信頼性の高いストレージとして利用されていますが、様々な種類がありそれぞれに特徴やメリットが異なります。

ここではRAIDの概要と、システム中のRAID3・4・5・6の特徴を解説します。これらはあまり使用されていないレベルですが、RAIDシステムを理解する上でもそれらの大まかな仕組みを把握しておくことは大切です。

RAIDとは

RAIDとは、複数で構成されているハードディスク（HDD）を、1台のハードディスクのように認識させる技術です。バラバラのデータを1つのディスクに見立てることで、データの読み書きを高速化したり、ストレージを大容量化したりできます。

たとえばRAID0は、複数台のHDDにデータを分割して並列に書き込むことで読み書きを高速化するもので「ストライピング」とも呼ばれています。

またRAID1は、1台のHDDに保存されたデータをもう1台に複製する「ミラーリング」と呼ばれる技術です。これにより1台が故障しても、もう1台が稼働し、データ消失のリスクを抑えることができます。

さらに、この2つの技術を組み合わせたRAID10もあり、用途に合わせたストレージ構築が可能になるため保存するデータ容量の多い事業で活用されています。

RAID3・4・5・ 6の特徴

RAID0、1、10は多く利用される代表的な技術ですが、RAID3・4・5・6はどのような特徴を持っているのでしょうか。1つずつ確認していきましょう。

RAID3

RAID3は、データを分散して保存するRAID0のストライピング技術と、「パリティ」と呼ばれるデータの確認・復元が可能なデータを生成する冗長コードが備わったシステムを組み合わせた方法です。少なくとも、3台以上のHDDが必要です。

たとえば4台のHDDがあるとして、HDD0に「A」、HDD1に「B」、HDD2に「C」というデータを格納し、HDD3に「A・B・C」のパリティを生成、「D・E・F」のデータも同じように各HDDに並列して書き込み、パリティを生成します。

復元できるデータを作りながら、高速化を実現できる方法です。ただしこの方法は、1つのHDD（この場合はHDD3）のみにパリティが存在するため、データ量が増えるほどアクセスが集中して読み込み速度が低下する可能性が高くなります。

RAID4

RAID4は、基本的にRAID3と同じ仕組みで、データを分割して並列に書き込みパリティディスクに記録する方式で、3台以上のHDDが必要です。RAID3との違いは、データの分割をbitやbyteという単位で行うのではなく、ブロック単位で行われるところです。

こちらも速度が向上しますが、パリティディスクが1台に集中することがボトルネックとなっています。

RAID5

RAID5は、RAID0の高速処理能力に加え冗長コードであるパリティを生成する仕組みはRAID3・4と同様ですが、RAID5ではパリティが各ドライブに分散されます。

たとえばHDD0に「A」、HDD1に「B」、HDD2に「C」というデータを分散して格納し、HDD3に「A・B・C」のパリティを生成します。D・E・Fのデータも同じように読み込み、パリティをHDD2に、G・H・IのパリティをHDD1にそれぞれ分散して格納していきます。

特定のドライブにパリティが集中しないことで負荷が減り、3台のHDDがある状態で1台が故障しても2台で稼働を継続することが可能です。ただし速度は低下し、2台以上のHDDが壊れると復元は不可能になります。

RAID6

RAID6は、RAID5を拡張したもので、パリティを2重に生成し耐障害性を強化した技術です。最低でも4台のHDDが必要になりますが、パリティディスクが2台分となるため2つのHDDが故障してもデータの復旧が可能です。

データを保存する上で信頼性の高い技術ですが、生成されるパリティが増加するため書き込み性能もRAID5に比べると低くなります。

デメリット面は

RAID3・4・5・ 6は「パリティ」と呼ばれる冗長コードを生成することで、データの耐障害性を強める働きを持っています。そのため、データ保存上の信頼性は高まり、ビジネスにおいても有効な手段と言えるでしょう。

一方でパリティを生成する分データ処理が必要となるため速度が低下しやすく、業務効率化に影響する場合があります。またパリティディスクなど容量も確保しなければならず、その分ハードディスクを増やす必要があることから導入時の初期費用が高くなるのがデメリットと言えるでしょう。

まとめ

RAID3・4・5・ 6は冗長性、可用性を確保できるほかのRAIDレベルに比べると普及していない方法ですが、データの大容量化、復元など耐障害性の向上に重点を置いたシステムを検討している場合は有効な手段です。

それぞれの仕組みと特徴を把握し、自社に合ったレベルを確認しましょう。

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