Raid 0 vs 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、優れたフォールト トレランス、強化された信頼性、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、単一のドライブのように動作する論理ユニットに結合します。 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 を使用すると、複数のハード ドライブを単一の大容量ストレージ ディスクと結合できます。

多数の小さなドライブから大きなストレージ スペースを作成するだけでなく、さまざまなパフォーマンス タスクにも役立ちます。たとえば、複数のドライブを保護して書き込み速度と読み取り速度を向上させたり、データの冗長性を確保するためのミラーリングを行ったりすることができます。

選択できるさまざまな RAID レベルがあります。 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ています。

この用語はあまり馴染みがないため、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、それらを比較して、2 つのテクノロジの違いを理解できるようにします。

はじめましょう！

RAID 0 とは何ですか?

RAID 0 は、データ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。

通常、RAID 0 はシステムのパフォーマンスを向上させ、その操作はすべて RAID に依存しています。 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、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。 ストライピングは物理ドライブ全体にデータを拡張するため、異なるディスクがコンテンツにアクセスでき、読み取りと書き込みをより高速に完了できます。

データを処理するためのパリティを使用しないディスク 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、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 10 台のハード ディスクがあり、1 番目、2 番目、3 番目、4 番目、5 番目のディスクで 64 KB ブロックを削除するとします。 最初のディスクから再起動します。 同様に、システムは 10 個のディスクのそれぞれで 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の 1 つです。 重要ではありませんが、高速な書き込みと読み取りが必要です。 ビデオ編集のキャッシングとライブ ストリーミング ビデオは、その速度とパフォーマンスにより、RAID 0 の使用例です。

RAID 1 とは何ですか?

ディスク ミラーリングとも呼ばれる RAID 1 は、データを複数のディスクに複製/コピーします。 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、高可用性とパフォーマンスを必要とするアプリケーションは、このディスク ミラーリングを活用できます。

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。 データを重複して保存する 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した。 このプロセスはミラーリングと呼ばれます。

たとえば、ファイルが 1 つのハードディスクに書き込まれて保存される場合、そのファイルは自動的にハードディスク 2、3、またはその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することを意味します。つまり、1 つのドライブに障害が発生した場合、2 つ目のドライブがすぐに使用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 は最新のストレージ システムの SSD とうまく機能するため、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 回実行されるため、書き込み操作は遅くなります。 ディザスター リカバリーのシナリオでは、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のフェールオーバーを提供する唯一無二のディスク 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しなくなったりした場合、トラフィックは即座にミラー 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。 次に、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 コピーが動作可能になります。

RAID 0 対 RAID 1: 利点と制限

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しょう。

RAID 0 の利点

• パフォーマンスの向上: RAID 0 は、より高い速度とパフォーマンスを提供します。 例でこれを理解しましょう。 データが 3 つのデバイス間でストライピングされると、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 入出力操作で実行されると仮定すると、セットアップは 750 IOPS になり、超高速になります。
• 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 レベルをセットアップ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、単一のドライブよりも大きくなっています。
• ストレージ容量:完全なストレージ容量を利用します

RAID 0 の制限

RAID 0 の主な制限は、パリティがないため、耐障害性がないことです。 何らかの理由でデータが失われたり破損したりした場合、バックアップや回復力がないため、データを取得できなくなります。

RAID 0 で障害が発生する確率は、単一のドライブよりも高くなります。 したがって、重要なシステムにとって理想的な選択肢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 ストレージが最適です。 1 つのドライブに障害が発生すると、別のドライブが主要な役割を引き継ぎます。 両方のドライブに同じデータが含まれているため、ユーザーに影響はありません。
• 高パフォーマンス: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 つ以上のディスク間でミラーリングされます。 そのため、必要な場合や災害復旧のシナリオでは、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限られています。
• 高度なセキュリティ: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 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。 あなたはまだ別のものにアクセスできます。

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、個人用から企業用まで、データを保護する上で重要な役割を果たします。 しかし、それにはまだいくつかの制限があります。

• リアルタイムのスワッピングがない:最初のディスクに障害が発生した場合、セカンダリ ディスクはすぐ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りますが、これは少し不便です。
• 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。 そのため、RAID 0 に比べ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、構成とニーズに関して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 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は、サーバー、仮想化、およびハード 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、主要なデータ ストレージ機能です。 RAID 0 と RAID 1 では、ストレージ デバイスの扱いが異なります。 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、RAID 1 は、データの整合性と安全性を確保するため、企業にとってより安全なオプションになります。 どちらも進路に有利な点が多いため、どちらを選択するかは難しい問題です。

シンプルでありながら強力なオプションは、各アレイを実際に使用することです。 これは、障害またはセキュリティのリスクがある場所を意味します。 RAID 1 に集中する必要があります。PC ゲームや 3D モデリングのように、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 対 RAID 1: それぞれをいつ使用するか?

RAID0

• 100% のストレージ容量が必要で、データ損失が大きな問題ではない場合は、安価な RAID 0 が最適なオプションです。
• Linux サーバーで RAID 保護された LVM 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。
• データが失われた場合に備えて、レプリカ コピー、ネットワーク RAID など、別の形式のデータ セキュリティが利用できる場合、RAID 0 は PC ゲームなどの個人的な使用に適したオプションです。

レイド1

• データの冗長性が主に必要な場合は、RAID 1 の方が適しています。
• ストレージ容量と予算が重要な問題ではなく、セキュリティが重要な場合は、RAID 1 レベルが望ましいです。
• 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/秒 (IOPS) が必要な場合は、RAID 1 を使用します。

RAID 0 と RAID 1 の組み合わせ

2 つの概念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を最大限に活用することができます。 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。

• RAID01 (RAID0+1)
• RAID10 (RAID1+0)

組み合わせで最初に来る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 を組み合わせてミラーのストリップを作成し、RAID 1 と RAID 0 を接続してストリップ構成のミラーを作成します。

これらの組み合わせは、ネストされた RAID レベルと呼ばれます。 RAID 10 は耐障害性に優れているため、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。 このようにして、災害復旧プログラム中でも、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、データの複製によってデータの冗長性を提供します。つまり、データは 2 つ以上のドライブに同じように書き込まれ、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。

ご覧のとおり、両方のレベルがさまざまなユースケースでうまく機能します。 冗長性よりもパフォーマンスが必要な場合は、RAID 0 を選択することをお勧めします。 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は、RAID 1 の方が適しています。 そのため、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 Network Attached Storage (NAS) ソリューションを検討することもできます。