7 ソフトウェアRAIDの設定 #

このレベルでは、各ファイルのブロックが複数のディスクに分散されるので、データアクセスのパフォーマンスが向上します。このレベルはデータのバックアップを提供しないため、実際にはRAIDではありませんが、この種のシステムでは「RAID 0」という名前が一般的です。RAID 0では、2つ以上のハードディスクが互いにプールします。高いパフォーマンスが得られます。ただし、1つのハードディスクに障害が発生しただけで、RAIDシステムが破壊され、データは失われます。

このレベルでは、データが他のハードディスクに一対一でコピーされるため、データに対する適切なセキュリティが提供されます。これは、ハードディスクミラーリングとして知られています。ディスクが破壊された場合は、ディスクの内容のコピーをミラー先のもう1つのディスクで利用できます。したがって、1つのディスク以外のすべてのディスクが損なわれても、データを保全できます。ただし、損傷が検出されない場合は、正しいディスクに損傷したデータがミラーリングされる可能性があり、その場合はデータが壊れます。単一ディスクアクセスの使用時と比較すると、コピープロセスで書き込みのパフォーマンスが若干低下しますが(10～ 20%遅くなる)、読み取りアクセスは、通常の物理ハードディスクのどれと比べても、著しく高速です。これは、データが複製されているので、それらを並行してスキャンできるためです。RAID 1では、一般に、読み取りトランザクションの速度が単一ディスクのほぼ2倍、書き込みトランザクションの速度が単一ディスクと同じです。

これらは、一般的なRAID実装ではありません。レベル2では、データは、ブロックレベルではなく、ビットレベルでストライプ化されます。レベル3は、専用パリティディスクによってバイトレベルのストライプ化を提供しますが、複数の要求を同時にサービスすることはできません。両レベルとも、まれにしか使用されません。

レベル 4は、専用パリティディスクと結合されたレベル 0と同様に、ブロックレベルのストライピングを提供します。データディスクがエラーになると、パリティデータで置き換え用のディスクが作成されます。ただし、パリティディスクは、書き込みアクセスにボトルネックを生成する可能性があります。にもかかわらず、レベル4は時々使用されます。

RAIDD 5は、レベル0とレベル1の間をパフォーマンスおよび冗長性の面で調整して、最適化したものです。ハードディスクスペースは、使用されるディスク数から1を引いたものに等しくなります。データは、RAIDD 0の場合のようにハードディスク間で分散されます。パーティションの1つで作成されたパリティブロックがあるのは、セキュリティ上の理由からです。各パーティションはXORによって互いにリンクされているので、システム障害の場合に、内容が対応するパリティブロックによって再構築されます。RAIDD 5の場合、同時に複数のハードディスクが障害を起こすことはありません。1つのハードディスクに障害がある場合は、可能であればそのハードディスクを交換して、データ消失の危険性をなくす必要があります。

RAID 6は、RAID 5の拡張であり、2つ目の独立した分散パリティスキーム(デュアルパリティ)の使用により、耐障害性をさらに追加します。データ回復プロセスで、2つのハードディスクに障害が発生しても、システムは稼動し続け、データが失われることはありません。

RAID 6は、複数の同時ドライブエラーに耐えることで、非常に高いデータ耐障害性を提供します。RAID 6は、データを失うことなく、2つのデバイスの喪失を処理します。したがって、N個のドライブのデータを保存するには、N+2個のドライブが必要です。その結果、最低限4個のデバイスが必要となります。

通常モードおよび単一ディスク障害モードでは、RAID 5と比べ、RAID 6のパフォーマンスは若干低いですが、同程度です。デュアルディスク障害モードでは、RAID 6は非常に低速です。RAID 6設定では、書き込み操作のためにかなりのCPU時間とメモリが必要です。

他にもRAIDレベルが開発されています(RAIDn、RAID 10、RAID 0+1、RAID 30、RAID 50など)。これらの一部は、ハードウェアベンダーによって作成された専有インプリメンテーションです。RAID 10設定の作成例については、「第9章 「ソフトウェアRAID 10デバイスの作成」」を参照してください。

デフォルトでは、ソフトウェアRAIDデバイスには、mdN (Nは数字)というパターンに従った数字の名前が付いています。そのため、たとえば/dev/md127としてデバイスにアクセスでき、/proc/mdstatおよび/proc/partitionsにはmd127としてリストされます。このような名前では作業しづらい場合があります。SUSE Linux Enterprise Serverでは、この問題を回避する方法を2つ提供しています。

RAIDアレイに含まれているディスクが障害を起こす理由はいくつかあります。最も一般的な理由を一覧にしました。

ディスクメディアまたはディスクコントローラの障害の場合、デバイスを交換または修理する必要があります。RAID内でホットスペアが設定されていない場合、手動による介入作業が必要です。

最後の接続障害の場合、接続の修復後(自動的に修復する場合もあります)、mdadmコマンドによって、障害が発生したデバイスは、自動的に再度追加されます。

md/mdadmは、ディスク障害の原因を正確に判断できないため、デバイスが正常であると明示的に指示されるまで、ディスクエラーを深刻なエラーと判断し、障害が発生しているデバイスを異常と見なします。

内部RAIDアレイを持つストレージデバイスなど、環境によっては、デバイス障害の原因の多くを接続の問題が占める場合があります。このような場合、mdadmに対して、デバイスが表示されたら、そのデバイスを--re-addによって自動的に再度追加しても問題ないと指示することができます。これには、以下の行を/etc/mdadm.confに追加します。

POLICY action=re-add

再表示されたらそのデバイスを自動的に再度追加できるのは、udevルールによって、mdadm -I DISK_DEVICE_NAMEが、自動的に表示されたあらゆるデバイスで実行されるように設定されている場合(デフォルトの動作)、およびwrite-intentビットマップが設定されている場合(デフォルトの設定)に限られることに注意してください。

このポリシーを特定のデバイスにのみ適用し、他には適用しない場合、path=オプションを/etc/mdadm.conf内のPOLICY行に追加して、選択したデバイスにのみデフォルトでないアクションを限定することができます。ワイルドカードを使用して、デバイスのグループを指定することができます。詳しくは、man 5 mdadm.confを参照してください。