19.2. RAID のタイプ
RAID のタイプとして考えられるのは以下の通りです。
- 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。ドライブを通常の SCSI コントローラーと同様に RAID コントローラーに接続し、RAID コントローラーの設定に追加できます。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。高価な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が不要なため、可能な限り安価なソリューションを提供します。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取り外すことができます。ソフトウェア RAID は、SATA、SCSI、NVMe 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 カーネルにはマルチデバイス (MD) ドライバーが含まれているため、RAID ソリューションは完全にハードウェアに依存しません。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は次のとおりです。
- 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
- ホットスワップドライブのサポート
- CPU の自動検出は、ストリーミング SIMD (Single Instruction Multiple Data) サポートなどの特定の CPU 機能を利用するための自動 CPU 検出
- 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
- 重要なイベントが発生すると、指定された電子メールアドレスに送信される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
注記再同期は、既存の RAID 内のデバイス間でデータを同期して冗長性を実現するプロセスです。
- 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され、最初からやり直すことはありません。
- 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 から RAID6 などの RAID レベルの変換をサポートしています。
- クラスターのストレージソリューションである Cluster MD は、RAID1 ミラーリングの冗長性をクラスターに提供します。現在、RAID1 のみがサポートされています。