Raid 0 と Raid 1: 相違点と類似点

Redundant Array of Independent Disks (RAID) は、バランスの取れたフローと、耐障害性の向上、信頼性の向上、高性能などの多くの利点を提供するストレージ ユニットのテクノロジです。

2 つ以上のディスク ストレージ アレイを論理ユニットに結合し、単一のドライブのように動作します。これにより、グループ化はソフトウェアとハ​​ードウェアを使用して実装されます。

簡単に言えば、RAID により、複数のハード ドライブを 1 つのより大きな記憶容量のディスクと結合できるようになります。

多数の小型ドライブからより大きな記憶域を作成するだけでなく、書き込みおよび読み取り速度を向上させるドライブ間の保護やデータ冗長性のためのミラーリングなど、さまざまなパフォーマンス タスクにも役立ちます。

さまざまな RAID レベルから選択できます。 RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6、および RAID 10 が最も一般的なレベルです。各レベルは、特定のタスクを達成するために開発されます。

この用語は非常に馴染みのないものであるため、多くの人は RAID 0 と RAID 1 のどちらを選択するかを適切に決定するのが難しいと感じています。

この記事では、RAID 0 と RAID 1 について説明し、2 つのテクノロジーの違いを理解できるように比較します。

はじめましょう！

RAID 0とは何ですか?

RAID 0 は、データの処理にパリティやミラーリングではなくデータ ストライピングを使用する標準構成です。これは、データをさまざまなブロックに分割し、 ソリッド ステート ドライブ (SSD) やハードディスクなどの他のストレージ デバイスに分散するプロセスです。

一般に、RAID 0 はシステムのパフォーマンスを向上させ、その動作は完全に RAID に依存します。また、さまざまな小容量ドライブのセットから大規模な論理ボリュームを作成するのにも役立ちます。

RAID 0 はどのように機能しますか?

ストライプには SSD またはハード ディスクに分割されたデータが含まれており、ストライプ ユニットは個々のドライブ上のデータ スライスを定義します。ストライピングによりデータが物理ドライブ全体に拡張されるため、さまざまなディスクがコンテンツにアクセスできるようになり、読み取りと書き込みがより速く完了できるようになります。

データを処理するためのパリティがない ディスク ストライピング では、フォールト トレランスと冗長性がゼロになる傾向があります。これは、ドライブに障害が発生すると、ドライブ上のすべてのデータが失われることを意味します。システムは、バイト レベル、バイト レベル、ブロック レベル、パーティション レベルなどのさまざまなレベルでデータをストライプ化します。

たとえば、ストレージ システムには 10 台のハードディスクがあり、1 台目、2 台目、3 台目、4 台目、および 5 台目のディスク上で 64 KB ブロックがストリップされます。最初のディスクから再起動されます。同様に、システムは 10 個のディスクのそれぞれから 1 MB のデータを削除し、最初のディスクに戻って手順を繰り返します。

したがって、RAID 0 はストレージに使用される最良のテクノロジーの 1 つです。クリティカルではありませんが、高速な書き込みと読み取りが必要です。速度とパフォーマンスの点から、ビデオ編集のキャッシュやライブ ストリーミング ビデオは RAID 0 の使用例の一部です。

RAID 1とは何ですか?

RAID 1 はディスク ミラーリングとも呼ばれ、データを複数のディスクに複製/コピーします。高可用性とパフォーマンスを必要とするオペレーティング システム、電子メール システム、トランザクション アプリケーションなどのアプリケーションは、このディスク ミラーリングを利用できます。

RAID 1 は、保存されたデータのセキュリティを強化することを目的とした最もよく使用される RAID レベルです。これは、データを複製して保存する 2 つ以上のハードディスクを組み合わせるという単純な概念を使用しています。このプロセスはミラーリングとして知られています。

たとえば、ファイルを 1 つのハードディスクに書き込んで保存すると、そのファイルは自動的にハードディスク 2、3、または他のディスクに保存されます。これは、システムが完全な冗長性を提供していることを意味します。つまり、1 台のドライブに障害が発生した場合でも、2 台目のドライブがすぐに対応できるようになります。

RAID 1 はどのように機能しますか?

RAID アレイは、1 つのドライブがアクティブで動作している場合に機能します。両方のドライブが動作しているため、データを簡単に読み取ることができ、動作が高速になります。 RAID 1 は現代のストレージ システムの SSD とうまく連携するため、多くの人が「ドライブ監視」を好みます。

ただし、各書き込み操作が 2 回行われるため、書き込み操作は遅くなります。災害復旧シナリオでは、ミッションクリティカルなアプリケーションに必要なデータをフェイルオーバーできる唯一のディスク ミラーリングが役立ちます。

プライマリ ドライブが損傷したり、動作不能になったりした場合、トラフィックは即座にミラーリングされたバックアップ ドライブまたはセカンダリ バックアップ ドライブに切り替わります。その後、アプリケーション ソフトウェアとオペレーティング システムがアプリケーションによって情報とともにドライブに複製されるため、ミラー コピーが動作できるようになります。

RAID 0 と RAID 1: 利点と制限事項

RAID 0 と RAID 1 について理解したところで、両方のテクノロジーの利点と制限について説明します。

RAID 0の利点

• パフォーマンスの強化: RAID 0 は、より高い速度とパフォーマンスを提供します。これを例で理解してみましょう。データが 3 つのデバイスにストライプ化されると、3 倍の帯域幅が提供されます。すべてのドライブが 1 秒あたり 250 の入出力操作で実行されると仮定すると、セットアップの IOPS は 750 となり、非常に高速になります。
• オーバーヘッドなし: RAID 0 はパリティ ディスクを使用しないため、各ドライブの全容量が保存に使用されます。
• 実装が簡単: RAID 0 レベルを設定するのに多くのスキルは必要ないため、より迅速かつ簡単に実装できます。
• 低コスト: RAID 0 の構成コストは低く、RAID コントローラーによってサポートされます。
• 帯域幅: RAID 0 の帯域幅は単一ドライブよりも大きくなります。
• ストレージ容量: ストレージ容量をすべて利用します。

RAID 0の制限事項

RAID 0 の主な制限は、パリティがないため、フォールト トレランスがなくなることです。何らかの理由でデータが失われたり破損した場合、バックアップや回復力がないため、データを取得することはできません。

RAID 0 で障害が発生する可能性は、単一ドライブの場合よりも高くなります。したがって、重要なシステムには理想的な選択肢であると考えられています。

RAID 1 の利点

• データの冗長性: RAID 1 テクノロジーの主な利点は、データが 2 つ以上のディスクに複製されるため、データの冗長性です。
• フォールト トレランス: 最もミッション クリティカルなアプリケーションには、このタイプのデータ ストレージが最も適しています。 1 つのドライブに障害が発生すると、別のドライブが主な役割を引き継ぎます。両方のドライブには同一のデータが含まれているため、ユーザーには影響はありません。
• 高性能: 使用するデータを複数のデバイスから同時に読み取ることができます。したがって、比較的高速です。
• 高可用性 : データは 2 つ以上のディスクにミラーリングされます。そのため、必要なときや災害復旧シナリオの際に、データを簡単に取得できます。したがって、データが失われる可能性はわずかです。
• 高いセキュリティ: セキュリティの観点から、RAID 1 は複数の場所にデータをコピーすることでデータのセキュリティを提供します。システムの 1 つがハッキングされ、データが失われたとします。別のものにアクセスすることもできます。

RAID 1の制限事項

RAID 1 は、そのミラーリング機能により、多くのセクターで使用されています。このレベルは、個人使用から企業使用までデータを保護する上で重要な役割を果たします。しかし、それでもいくつかの制限があります。

• リアルタイム スワップなし: 最初のディスクに障害が発生した場合、2 番目のディスクは直ちにまたは自動的にその役割を引き継ぎません。再起動する必要があるので、少し不便です。
• 高価: RAID 1 を実装するには、より多くのスペースが必要です。したがって、RAID 0 と比較してコストが高くなります。
• ストレージ容量の減少: 一度に 2 つのディスクを使用し、両方に同じデータが含まれている場合、全体の容量は半分になります。
• パフォーマンス: RAID 1 での読み取りおよび書き込みパフォーマンス。

RAID 0 と RAID 1: 類似点

RAID 0 と RAID 1 には、構築とニーズの点でいくつかの類似点があります。ただし、データを保存する機能は異なります。それらが何であるかを見てみましょう:

• RAID 0 と RAID 1 はアレイ レベルです。
• 両方の RAID レベルの主な用途は、ディスク ドライブの直接データ管理です。
• どちらのテクノロジーも 1987 年に考案され、1988 年にリリースされました。
• RAID 0 と RAID 1 はオープンなフォーマットです。
• これらのレベルで使用されるテクノロジーは、サーバー、仮想化、ハードドライブです。
• 必要なディスクの最小数は両方のアレイで 2 です。

RAID 0 と RAID 1: 違い

2 つのレベルの最大の違いは、主なデータ ストレージ機能です。 RAID 0 と RAID 1 では、ストレージ デバイスの処理方法が異なります。 RAID 0 は RAID アレイ内のすべてのドライブを単一の論理ボリュームに配置しますが、RAID 1 はプライマリ ドライブをアレイ内の複数のドライブにリアルタイムでコピーします。

これにより、RAID 0 は、はるかに低コストで読み取りおよび書き込み操作を実行できる最速のストレージ ドライブになります。対照的に、企業にとっては、データの整合性と安全性を考慮すると、RAID 1 がより安全なオプションになります。どちらもメリットがたくさんあるので、どちらを選択するか決めるのは難しいでしょう。

シンプルかつ強力なオプションは、各配列の実際の使用法です。これは、障害やセキュリティのリスクがある場所を意味します。 RAID 1 に重点を置く必要があります。PC ゲームや 3D モデリングなど、読み取りおよび書き込み操作で最速の速度が必要な場合には、RAID 0 が最適なオプションです。

RAID 0 と RAID 1 の主な違いを並べて理解しましょう。

RAID 0	RAID 1
RAID 0 は、独立したディスクの冗長アレイ レベル 0 を意味します。	RAID 1 は、独立したディスクの冗長アレイ レベル 1 を意味します。
RAID 0 アレイでは、ディスク ストライピングが主な操作です。	RAID 1 では、ディスクのミラーリングまたは複製が主な操作です。
コストは比較的安価です。	RAID 0 に比べてコストが高くなります。
書き込みペナルティはありません。	書面による罰則があります。
相対ストレージ容量は 100% です。	相対ストレージ容量は 50 % です。
読み取りおよび書き込みのパフォーマンスと速度が高速です。	読み取りおよび書き込みのパフォーマンスと速度は RAID 0 より遅くなります。
データアクセス速度を重視します。	データの可用性を重視します。
保護はありません。	ミラー保護が見つかります。
冗長性、耐障害性、ミラーリング機能はありません。	冗長性、ミラーリング、耐障害性が得られます。
データの信頼性はあまり重視されないが、速度が重要な場合に使用されます。	データ損失が許容できない場合に使用されます。
データは回復できません。	データは災害復旧プログラムで迅速に復旧できます。
データは 1 か所に保存されます。	データは複数の場所に保存できます。
2 つのディスクには 2 つの異なるデータ セットが含まれています。	2 つのディスクには同様のデータ セットが含まれています。

RAID 0 と RAID 1: それぞれをいつ使用するか?

RAID 0

• 100% のストレージ容量が必要で、データ損失が大きな問題にならない場合は、安価な RAID 0 が最良の選択肢です。
• Linux サーバーの RAID で保護された LVM 上にボリュームを作成するなど、ボリュームの上に論理ボリュームを作成する必要がある場合は、RAID 0 レベルが最適です。
• データの損失に備えて、レプリカ コピー、ネットワーク RAID などの別の形式のデータ セキュリティが利用できる場合は、PC ゲームなどの個人使用には RAID 0 の方が適しています。

RAID 1

• データの冗長性が主なニーズである場合は、RAID 1 の方が適しています。
• ストレージ容量と予算が大きな問題ではなく、セキュリティが重要な場合は、RAID 1 レベルをお勧めします。
• ミッションクリティカルなアプリケーションに最適です。
• 高い入出力操作数/秒 (IOPS) が必要な場合は、RAID 1 を使用してください。

RAID 0 と RAID 1 の組み合わせ

2 つのコンセプトを別々に組み合わせて、さまざまな分野で両方のテクノロジーを最大限に活用できます。 RAID 0 と RAID 1 を組み合わせると、次の 2 つの組み合わせを作成できます。

• RAID 01 (RAID 0+1)
• RAID 10 (RAID 1+0)

組み合わせの最初のレベルにはその機能があり、後で 2 番目のレベルの 2 番目の機能として使用されます。 RAID 0 と RAID 1 は結合してミラーのストリップを作成し、RAID 1 と RAID 0 を接続してミラーのストリップ構成を作成します。

これらの組み合わせは、ネストされた RAID レベルとして知られています。 RAID 10 は耐障害性が優れているため、多くの企業で広く使用されています。ディスク ミラーリングとディスク ストライピングの概念を組み合わせて、100% のストレージ容量とデータ セキュリティを同時に使用します。これにより、災害復旧プログラム中であっても、データを失うことなく、より多くのデータを保存できます。

結論

RAID 0 と RAID 1 のどちらを選択するかは難しい場合があります。これはテクノロジーの問題ではありませんが、ユースケースに大きく依存します。

RAID 0 は冗長性を提供せず、ストライピングを使用します。つまり、データは複数のドライブに分割され、高速でデータの読み取りまたは書き込みが行われます。一方、RAID 1 はデータ レプリケーションを通じてデータの冗長性を提供します。これは、データが 2 つ以上のドライブに同様に書き込まれることを意味し、あらゆる災害に備えることができます。ただし、RAID 1 は RAID 0 に比べてわずかに遅くなります。

どちらのレベルも、さまざまな使用例で非常にうまく機能します。冗長性よりもパフォーマンスが必要な場合は、RAID 0 の方が良い選択肢となります。また、ミッションクリティカルなシステムを処理する必要がある場合には、RAID 1 の方が優れています。したがって、要件に基づいて RAID 0 または RAID 1 を選択してください。

また、多用途のデータ バックアップと保護に最適なネットワーク接続ストレージ (NAS) ソリューションをいくつか検討することもできます。