ネストされた RAID レベル

ネストされた RAID レベルは、ハイブリッド RAIDとも呼ばれ、2 つ以上の標準 RAID レベル(「RAID」は「redundant array of independent disks」または「redundant array of expensive disks」の略) を組み合わせて、異なる標準 RAID レイアウトの特性を組み合わせることで、パフォーマンス、追加の冗長性、またはその両方を向上させます。^{[1] [2]}

ネストされた RAID レベルは通常、一連の数字を使用して番号付けされます。最も一般的に使用されるレベルでは、2 つの数字が使用されます。数字指定の最初の数字は「スタック」内の最も低い RAID レベルを示し、右端の数字は最も高い階層の RAID レベルを示します。たとえば、RAID 50 は、RAID 0のデータ ストライピングをRAID 5の分散パリティの上に重ねます。ネストされた RAID レベルには、RAID 01、RAID 10、RAID 100、RAID 50、RAID 60 があり、これらはすべてデータ ストライピングと他の RAID 技術を組み合わせています。階層化スキームの結果、RAID 01 と RAID 10 は、ネストされた RAID レベルとして大きく異なります。^[3]

RAID 01 はRAID 0+1とも呼ばれ、ストライプのミラーを使用してディスク間のデータの複製と共有を実現するRAIDレベルです。 ^[3] RAID 01 アレイの使用可能容量は、同じドライブで構成された RAID 1 アレイと同じです。RAID 1 アレイでは、ドライブの半分がもう半分のミラーリングに使用されます。ここで、はドライブの総数、はアレイ内の最小のドライブの容量です。^[4]${\displaystyle (N/2)\cdot S_{\mathrm {min} }}$${\displaystyle N}$${\displaystyle S_{\mathrm {分} }}$

標準の RAID 01 構成では少なくとも 4 つのディスクが必要ですが、より大きなアレイも使用されます。

RAID 03はRAID 0+3やRAID 53とも呼ばれ、ミラーリングの代わりに専用パリティを使用したバイトレベルのストライピングが使用される点を除いてRAID 01に似ています。^[5]

RAID 10は、RAID 1+0やRAID 1&0とも呼ばれ、2つの標準RAIDレベルが逆の順序で階層化されている点を除いてRAID 01に似ています。つまり、RAID 10はミラーのストライプです。^[3]

ストレージ業界団体によって認識され、RAID コントローラによって一般的に実装されている RAID 10 は、2 方向または 3 方向のミラーである RAID 0 アレイであり、^[6]最低 4 つのドライブが必要です。ただし、Linux MD ドライバ用に「RAID 10」の非標準定義が作成されました。Linux「RAID 10」は、2 つのディスクだけで実装できます。Linux RAID 10 などの 2 つのディスクをサポートする実装では、レイアウトを選択できます。^[7] 4 つ以上のディスクのアレイも可能です。

メーカーの仕様と公式の独立ベンチマークによると、ほとんどの場合、RAID 10 ^{[8] は}、RAID 0（スループットで勝る）を除く他のすべてのRAIDレベル^{[9]よりも優れたスループットとレイテンシを提供します。 [10]} そのため、データベース、電子メール、WebサーバーなどのI/O集約型アプリケーションや、高いディスクパフォ​​ーマンスを必要とするその他の用途には、RAIDレベルが適しています。^[11]

RAID 50 はRAID 5+0とも呼ばれ、RAID 0 のストレートブロックレベルのストライピングと RAID 5 の分散パリティを組み合わせたものです。 ^[3] RAID 0 アレイは RAID 5 要素にまたがってストライピングされるため、最小限の RAID 50 構成には 6 台のドライブが必要です。右側は、120 GB の RAID 5 の 3 つのコレクションがストライピングされて合計 720 GB のストレージスペースが作られている例です。

RAID 5 セットのそれぞれから 1 つのドライブが故障しても、データは失われません。たとえば、3 つの RAID 5 セットを含む RAID 50 構成では、最大 3 つのドライブが同時に故障しても耐えることができます (ただし、RAID 5 セットごとに 1 つだけです)。システムの信頼性は、故障したドライブを迅速に交換してアレイを再構築できるかどうかにかかっているため、故障時にアレイの再構築をすぐに開始できるホット スペアを含めるのが一般的です。ただし、これでは、最も脆弱なときにアレイを再構築するためにすべてのビットを読み取ることでアレイに最大の負荷がかかるという問題には対処できません。^{[12] [13]}

RAID 50 は、特に書き込み時に RAID 5 のパフォーマンスを向上させ、単一の RAID レベルよりも優れたフォールト トレランスを提供します。このレベルは、高いフォールト トレランス、容量、ランダム アクセス パフォーマンスを必要とするアプリケーションに推奨されます。RAID セット内のドライブ数が増え、ドライブの容量が増加すると、RAID セットの再構築間隔が長くなり、フォールト リカバリ時間に影響します。^{[12] [13]}

RAID 60はRAID 6+0とも呼ばれ、RAID 0のストレートブロックレベルストライピングとRAID 6の分散ダブルパリティを組み合わせたもので、RAID 6の要素にまたがるRAID 0アレイがストライピングされます。少なくとも8台のディスクが必要です。^[14]

RAID 100 はRAID 10+0とも呼ばれ、RAID 10 のストライプです。これは論理的にはより広い RAID 10 アレイと同等ですが、一般的にはハードウェア RAID 10 ではなくソフトウェア RAID 0 を使用して実装されます。「2 方向にストライプ化」されている RAID 100 は、「プレイドRAID」と呼ばれます。^[15]

次の表は、ネストされた RAID レベルに関する考慮事項の概要を示しています。それぞれの場合:

• スペース効率は、ドライブ数nに関する式として与えられます。この式は、使用可能なドライブ容量の合計の割合を表す、0 から 1 までの小数値を指定します。たとえば、3 つのドライブが RAID 3 に配置されている場合、アレイのスペース効率は1 − 1/ n = 1 − 1/3 = 2/3 ≈ 67% になります。したがって、この例の各ドライブの容量が 250 GB の場合、アレイの合計容量は 750 GB になりますが、データ ストレージに使用可能な容量は 500 GB のみです。構成の固有の性質 (RAID 10 での使用) により、の代わりにを使用する必要がある場合があります。フォールト トレランスでは、特定のネストされた RAID レベルで、 の代わりに を使用します(フォールト トレランスの計算については以下を参照)。は、ディスクの合計数ではなく、各ミラー内のディスクの数です。${\displaystyle m}$${\displaystyle n}$${\displaystyle m}$${\displaystyle n}$${\displaystyle m}$
• フォールト トレランスは、許容されるドライブ障害の数です。min は RAID が処理できる保証された障害数、max は保証された障害なしで可能な最大数です。
• 故障率は、ドライブ数（または、場合によっては各ミラーのディスク数）とドライブ故障率（ドライブごとに同一かつ独立であると想定）で表され、ベルヌーイ試行と見ることができます。^[要出典]たとえば、3 つのドライブのそれぞれが今後 3 年間で 5% の故障率を持ち、これらのドライブが RAID 3 で構成されているとすると、今後 3 年間のアレイ故障率は次のようになります。${\displaystyle n}$${\displaystyle m}$${\displaystyle r}$

${\displaystyle {\begin{aligned}1-(1-r)^{n}-nr(1-r)^{n-1}&=1-(1-5\%)^{3}-3\times 5\%\times (1-5\%)^{3-1}\\&=1-0.95^{3}-0.15\times 0.95^{2}\\&=1-0.857375-0.135375\\&=0.00725\\&\approx 0.7\%\end{aligned}}}$

• 非RAIDドライブアーキテクチャ
• 非標準RAIDレベル

• 「RAID について学ぶ」。Support.Dell.com。Dell。2009年。2009 年 2 月 20 日にオリジナルからアーカイブ。2016年 4 月 15 日に取得。