15.2. RAID のタイプ

考えられる RAID アプローチには、ファームウェア RAID、ハードウェア RAID、およびソフトウェア RAID の 3 つがあります。

ファームウェア RAID

ファームウェア RAID (ATARAID とも呼ばれる) とは、ソフトウェア RAID の種類で、ファームウェアベースのメニューを使用して RAID セットを設定できます。このタイプの RAID で使用されるファームウェアは BIOS にもフックされるため、その RAID セットから起動できます。異なるベンダーは、異なるオンディスクメタデータ形式を使用して、RAID セットのメンバーをマークします。Intel Matrix RAID は、ファームウェア RAID システムの一例を示しています。

ハードウェア RAID

ハードウェアベースのアレイは、RAID サブシステムをホストとは別に管理します。ホストに対して RAID アレイごとに複数のデバイスが表示される場合があります。

ハードウェア RAID デバイスは、システムの内部または外部になる場合があります。内部デバイスは、一般的には、RAID タスクをオペレーティングシステムに対して透過的に処理する専用のコントローラーカードで構成されています。外部デバイスは、一般的には SCSI、ファイバーチャネル、iSCSI、InfiniBand などの高速ネットワーク相互接続を介してシステムに接続し、システムへの論理ユニットなどのボリュームを提示します。

RAID コントローラーカードは、オペレーティングシステムへの SCSI コントローラーのように動作し、実際のドライブ通信をすべて処理します。ユーザーがドライブを RAID コントローラーに差し込み (通常の SCSI コントローラーと同様)、RAID コントローラーの設定に追加します。オペレーティングシステムはこの違いを認識できません。

ソフトウェア RAID

ソフトウェア RAID は、カーネルブロックデバイスコード内にさまざまな RAID レベルを実装します。高価ディスクコントローラーカードやホットスワップシャーシなど、最優先的な解決策を提供します。 [1] 必須ではありません。ソフトウェア RAID は、SATASCSINVMe などの Linux カーネルが対応しているブロックストレージでも機能します。現在高速 CPU では、ハイエンドのストレージデバイスを使用する場合以外は、ソフトウェア RAID は通常ハードウェア RAID の規模を上回します。

Linux カーネルには、RAID ソリューションは完全にハードウェアに依存しないようにする 複数のデバイス (MD) ドライバーが含まれています。ソフトウェアベースのアレイのパフォーマンスは、サーバーの CPU パフォーマンスと負荷によって異なります。

Linux ソフトウェア RAID スタックの主な機能:

  • マルチスレッド設計
  • 再構築なしで Linux マシン間でのアレイの移植性
  • アイドルシステムリソースを使用したバックグラウンドのアレイ再構築
  • ホットスワップ可能なドライブのサポート
  • CPU の自動検出は、ストリーミングの SIMD (Single Instruction Multiple Data) サポートの特定 CPU 機能を活用
  • アレイ内のディスク上にある不良セクターの自動修正
  • RAID データの整合性を定期的にチェックしアレイの健全性を確保
  • 重要なイベントで指定された電子メールアドレスに送信された電子メールアラートによるアレイのプロアクティブな監視
  • システムのクラッシュ後にアレイ全体を再同期する代わりに、ディスクのどの部分を再同期する必要があるかをカーネルが正確に把握できるようにすることで、再同期イベントの速度を大幅に向上させる書き込みが集中しているビットマップ

    再同期 は、冗長性を実現するために、既存の RAID のデバイスにデータを同期するプロセスである点に注意してください。

  • チェックポイントを再同期して、再同期中にコンピューターを再起動すると、起動時に再同期が中断したところから再開し、最初からやり直さないようにします。
  • インストール後にアレイのパラメーターを変更する機能は、再形成 と呼ばれます。たとえば、新しいデバイスを追加しても、4 つのディスクの RAID5 アレイを 5 つのディスク RAID5 アレイに増大させることができます。この拡張操作はライブで行うため、新しいアレイで再インストールする必要はありません。
  • 再成形は、RAID アルゴリズム、RAID アレイタイプのサイズ (RAID4、RAID5、RAID6、RAID10 など) の変更に対応しています。
  • テイクオーバーは、RAID0 ~ RAID6 などの RAID レベル変換を対応します。


[1] ホットスワップシャーシを使用すると、システムの電源を切らずにハードドライブを削除できます。

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