RAID レベルは大きく異なります

1. RAID ディスクアレイの概要

• Redundant Array of Independent Disks (RAID、Redundant Array of Independent Disks)、以前は Redundant Array of Inexpensive Disks と呼ばれていました
• (安価なディスクの冗長アレイ)、ディスク アレイと呼ばれます。仮想化ストレージ技術を利用して、複数の物理ハードディスクをさまざまな方法で組み合わせてシルバー＝ハードディスクグループ（論理ハードディスク）を形成し、単体のハードディスクよりも高いストレージ性能とデータバックアップ技術を提供します。
• ディスクアレイを形成するさまざまな方法を RAID レベルと呼びます。RAID レベルは異なり、データは各ハードディスク上にさまざまなモードで分散されます。RAID レベルの名前は RAID で始まり、番号が付いています。各レベルには理論上の利点と欠点があります。異なるレベルは、次のバランスを実現します。 2 つの目標は、データの信頼性を向上させることと、メモリ グループの読み取りおよび書き込みパフォーマンスを向上させることです。

一般的に使用される RAID レベル:

• RAID0、RAID1、RAID5、RAID6、RAID1+0 およびその他の
  RAID テクノロジーには、主に次の 3 つの基本機能があります。
• ディスク上のデータをストライピングすることにより、データにブロック単位でアクセスできるようになり、ディスク領域の機械的シーク時間が短縮され、データ アクセス速度が向上します。
• アレイ内の複数のディスクを同時に読み取ることにより、ディスクの機械的シーク時間が短縮され、データ アクセス速度が向上します。
• 冒険の検証情報をミラーリングまたは保存することで、データの冗長化
  RAID実装を実現します。
• 外部ディスクアレイ: 拡張カードを介して適応機能を提供します
• 内蔵 RAID: マザーボードには RAID コントローラーが統合されており、OS をインストールする前に BIOS で個別に構成されます。
• ソフトウェア RAID: Synology NAS などの OS によって実現

2. RAIDレベルの詳細説明

2.1 RAID-0 (5 つの冗長データストライプ)

• RAID-0 は、N 台のハードディスクで並列に構成された新しい論理ディスクです。
• RAID-0はデータをビット単位またはバイト単位で連続的に分割し、複数のディスクで並行して読み書きを行うため、データ転送速度は速いですが、データの冗長性がありません。
• RAID-0 の読み取りおよび書き込みパフォーマンスは、理論的には単一ディスクの N 倍です。
• RAID-0 はパフォーマンスのみを向上させるだけであり、データの信頼性を保証するものではなく、いずれかのディスクに障害が発生するとすべてのデータに影響します。
• RAID-0は、高いデータセキュリティ性能が要求される場面では使用できず、実際の業務では一般的に使用されません。
  

2.2RAID-1 (パリティなしの相互ミラーリング)

• RAID-1 は、N (偶数) 台のハードディスクで構成されるミラーイメージのグループです。
• ディスクデータのミラーリングによりデータの冗長化を実現し、ペアとなる独立したディスク上に相互のバックアップデータを生成します
• 元のデータがビジー状態の場合、ミラーからデータを直接読み取ることができるため、RAID-1 は読み取りパフォーマンスを向上させることができます。書き込みパフォーマンスが遅い
• RAID-1 は、ディスク アレイ内で最も高い単位コストでデータ セキュリティを利用できる場合です。いずれかのディスクに障害が発生した場合、システムは障害が発生したデータを再編成することなく、読み取りおよび書き込みのためにミラー ディスクに自動的に切り替えることができます。
• 空き容量：N/2（Nはハードディスクの数）
• 実際のスペース使用率はわずか 50% であり、2 つのディスクを 1 つとして使用するため、これは比較的高価な DJ ソリューションです。通常、実際の作業では使用されません。
  
  注:
  RAID は物理的な損傷を防ぐことができますが、一方の A1 データを削除するなどの人為的に損傷した場合、もう一方の A1 も削除されます。したがって、念のため、もう一度バックアップを作成してください。
  考える：
• 容量 2T と容量 1T の 2 台のハードディスクで構成される RAID1 の場合、使用可能な RAID 容量はどれくらいですか?
• 利用可能な容量は1Tです。最小ハードディスク容量から計算

2.3RAID-5 (分散パリティを備えたデータストライプ)

• N (N>3) 個のディスクがアレイを形成し、1 つのデータから N-1 個のストライプが生成され、検証データも 1 つあり、合計 N 個のデータが N 個のディスクに循環的にバランスよく格納されます。
• N 個のディスクを同時に読み書きでき、読み取りパフォーマンスは非常に高いですが、検証メカニズムの問題により、書き込みパフォーマンスは比較的低くなります。
• 信頼性が高く、1 つのディスクが故障してもすべてのデータに影響を与えません。
  利用可能な容量: N-1。ディスク使用率 (N-1)/N
• RAID-5 は、ストレージ パフォーマンス、データ セキュリティ、ストレージ コストを組み合わせたソリューションであり、現在最も使用されている方法です。
  

2.4RAID-6 (二重分散チェックサムによるデータ ストライピング)

• N(N>4) 個のディスクがアレイを形成、(N-2)/N 個のディスク使用率
• RAID-5 と比較して、RAID6 では 2 番目の独立したパリティ情報ブロックが追加されます。
• 2 つの独立したパリティ システムは異なるアルゴリズムを使用しており、2 つのディスクに同時に障害が発生した場合でも、データの使用には影響しません。
• RAID-5 に比べて「書き込み」ペナルティが大きいため、書き込みパフォーマンスが低下します

2.5RAID-10 (最初にミラーリング、次にストライピング)

• N (偶数、N>4) 個のディスクがペアでミラーリングされた後、RAID0 が形成されます
• 利用可能な容量: N/2 ディスク使用率 50%
• N/2 個のディスクに同時に書き込み、同時に N 個のディスクに読み取ります
• 高性能・高信頼性
• 最大 2 つのディスクが損傷する可能性があります。Disk0 と Disk2 が同時に損傷すること、または Disk1 と Disk3 が同時に損傷することを許可します。他の損傷の組み合わせはデータに影響します。
  

2.6RAID-01 (最初にストリップ、次にミラー)

• N (偶数、N > 4) 個のディスクが最初に RAID0 に結合され、次に RAID1 に結合されます。
• 読み取りおよび書き込みパフォーマンスは RAID1+0 と同等です。
• RAID0+1 では、データのバックアップを行わずに RAID0 が先に実行されるため、データの信頼性は RAID1+0 よりも悪く、実際の使用率は低くなります。
  

3. RAID レベルの比較

比較項目	RAID0	襲撃1	RAID5	RAID6
ハードディスクの最小ブロック数	2	2 (偶数である必要があります)	3	4
利用可能な容量	N	N/2	N-1	N-2
ディスク使用率	100%	50%	（N-1）/N	(N-2)/N
書き込み速度	素早い	絶え間ない	遅い	遅い
読み取り速度	素早い	素早い	素早い	素早い
読み取り速度	違い	高い	高い	高い
安全性	違い	高い	高い	高い
懐吉エクスプレスを許可する	0	N/2	1	2

4. ディスクアレイカード

4.1 アレイカードの概要

• アレイカードはRAID機能を実装するために使用されるボードで、通常はI/Oプロセッサ、ハードディスクコントローラ、ハードディスクコネクタ、キャッシュなどの一連のコンポーネントで構成されます。
• RAID カードが異なれば、サポートする RAID 機能も異なります。
  たとえば、RAID0、RAID1、RAID10、RAID5 などをサポートします。
  • RAID カードのインターフェイスの種類:
    IDE インターフェイス、SCSI インターフェイス、SATA インターフェイス、SAS インターフェイス

4.2 アレイカードキャッシュ

• キャッシュ (Cache) は、RAID カードが外部バスとデータを交換する場所で、最初にデータをキャッシュに転送し、次にキャッシュと外部データ バスの間でデータを交換します。
• キャッシュのサイズと速度は、RAID カードの実際の伝送速度に直接関係する重要な要素であり、キャッシュが大きいほどヒット率が向上します。
• 工場出荷時の RAID カードには、通常、数メガバイトから数百メガバイトまでの異なるメモリ容量が搭載されています。

5RAIDホットスペアディスク

効果：

• これは、RAID 内で別のバックアップを作成することに相当します。たとえば、RAID で 1 つのディスクだけが破損した場合、システムとデータは引き続き正常に実行できますが、2 つのディスクが破損した場合は動作しません。ただし、ホット バックアップを追加すると、 2 枚のディスクが同時に破損する可能性がありますが、どのディスクにも問題はないため、追加の保険が適用されます。
  原理：
• ホット スペア ディスクは、RAID アレイの複数のバックアップを作成することと同等です。RAID アレイ内のディスクの 1 つが故障した場合、ホット スペア ディスクは、RAID 内の不良ディスクを置き換えます。元のデータが作成され、ホット スペアに保存されます。ディスク。このように、RAID が損傷していないことを意味し、不良ディスクを交換するための同様のディスクが見つかり、RAID とホット スペア ディスクのステータスが正常に戻ります。