RAID 1 (ミラー) ボリュームの概要

RAID 1 ボリューム (またはミラー) とは、同じデータのコピーを複数の RAID 0 (ストライプ方式または連結方式) ボリュームで保持しているボリュームのことです。ミラー化するためには、より多くのディスク容量が必要です。少なくとも、ミラー化するデータ量の 2 倍のディスク容量が必要になります。また、ミラー化ではデータがすべてのサブミラーに書き込まれるため、書き込み要求の処理時間が長くなります。

構成したミラーは、物理スライスと同じように使用できます。

既存のファイルシステムを含め、どのようなファイルシステムでもミラー化できます。また、ミラーは、データベースなど、どのようなアプリケーションにも使用できます。

データの安全性と可用性を確保するためには、Solaris ボリュームマネージャのホットスペア機能とミラーを併用します。ホットスペアについては、第 15 章「ホットスペア集合 (概要)」と第 16 章「ホットスペア集合 (作業)」を参照してください。

サブミラーの概要

ミラー 化された RAID 0 ボリュームを サブミラーと呼びます。 ミラーは、1 つまたは複数の RAID 0 ボリューム (ストライプまたは連結) から構成されます。

ミラーには最大 3 つのサブミラーを使用できますが、実際には 2 面ミラーで十分です。3 つめのサブミラーを構成すると、オンラインでバックアップをとることができます。この場合、バックアップのために 1 つのサブミラーがオフラインになっていても、データの冗長性は失われません。

サブミラーを「オフライン」にすると、そのサブミラーに対する読み取りと、書き込みは停止されます。この時点で、このサブミラーへのアクセスが可能になり、バックアップを実行できます。ただし、オフライン状態のサブミラーは読み取り専用になります。サブミラーがオフライン状態の間、Solaris ボリュームマネージャはミラーに対するすべての書き込みを追跡管理します。サブミラーがオンライン状態に戻ると、サブミラーがオフラインの間に書き込まれた部分 (再同期領域) だけが再同期されます。また、サブミラーをオフラインにすると、エラーが発生した物理デバイスの問題を追跡したり修復したりすることが可能になります。

サブミラーは、いつでもミラーに接続したり、ミラーから切断することができます。ただし、少なくとも 1 つのサブミラーが常時、接続されていなければなりません。

通常は、サブミラーが 1 つだけのミラーを作成し、後で 2 つめのサブミラーを追加します。

シナリオ — RAID 1 (ミラー) ボリューム

図 9–1 に、2 つのボリューム (サブミラー) d20 と d21 から構成されるミラー d2 の例を示します。

Solaris ボリュームマネージャソフトウェアは、データの複製を複数の物理ディスク上に作成し、1 つの仮想ディスクとしてアプリケーションに提供します。ディスクへの書き込みは常に複製されますが、ディスクからの読み取りはミラーを構成するいずれかのサブミラーだけから行われます。ミラー d2 の容量は、もっとも小さいサブミラーのサイズと同じになります (サブミラーのサイズが異なる場合)。

図 9-1 ミラーの例

RAID 1+0 と RAID 0+1 の提供

Solaris ボリュームマネージャは、RAID 1+0 (ミラーをストライプ化した方式) と RAID 0+1 (ストライプをミラー化した方式) の両方の冗長性をサポートします。Solaris ボリュームマネージャインタフェースは、すべての RAID 1 デバイスを RAID 0+1 として扱いますが、可能であれば、ボリュームを構成するコンポーネントやミラーを個別に認識します。

Solaris ボリュームマネージャは、RAID 1+0 機能を常に提供できるわけではありません。しかし、すべてのサブミラーが同じで、ディスクスライス (ソフトパーティションではない) から構成されている、最適化された環境では、RAID 1+0 も提供します。

たとえば、純粋な RAID 0+1 実装で、ストライプ化された 3 つのスライスからなる 2 面ミラーの場合、1 つのスライスに障害が発生すると、ミラーの片面が使用不能になる場合があります。また、ホットスペアが使用されていない場合、2 番目のスライスに障害が発生すると、このミラーはおそらく使用不能になります。Solaris ボリュームマネージャを使用した場合、最大 3 つのスライスに障害が発生しても、ミラーは動作を継続できます。これは、ストライプ化された 3 つのスライスがそれぞれ、ミラーのもう一方の側の対応するスライスに対してミラー化されているためです。

次の例を見てください。

図 9-2 RAID 1+ 0 の例

ミラー d1 は 2 つのサブミラーから構成され、各サブミラーは、構成と飛び越し値が同じ3 つの物理ディスクから構成されています。この場合、3 つのディスク A、B、F に障害が発生しても、ミラーの論理ブロック域全体が少なくとも 1 つのディスクによって確保されているため、ミラーは使用不能になりません。

しかし、ディスク A と D に障害が発生すると、ミラーのデータの一部がどのディスク上にも存在しないため、その部分の論理ブロックにはアクセスできなくなります。

複数のスライスの障害によってミラーの一部のデータにアクセスできなくなった場合でも、データがまだ利用可能なミラー部分にはアクセスできます。この場合、ミラーは、不良ブロックを含む単一ディスクのように機能します。損傷部分は使用不能になりますが、残りの部分は使用可能です。

RAID 1 (ミラー) ボリュームに関する FAQ (よくある質問)

ミラーを使用する理由は？

ミラーは、データの可用性を最大限に高めます。ただし、ミラーを使用すると、ミラー化するデータ量の 2 倍のスライス (ディスク) が必要になります。

ミラーを構成するサブミラーの最大数は？

Solaris ボリュームマネージャでは、3 面までのミラー (3 つのサブミラーからなるミラー) を作成できます。しかし、通常、ほとんどのアプリケーションでは、2 面ミラーによって十分なデータ冗長性が得られます。また、2 面ミラーの方が、3 面ミラーよりもディスクドライブのコストが低くなります。

1 面ミラーを最初に作成してから、後でサブミラーを追加する理由は？

ミラー化するデータがすでにある場合は、まず一次サブミラーを作成してから、新しいサブミラーを追加します。これによって、後で、次サブミラーに格納されているデータを使って新しいサブミラーを更新することができます。

1 つのコマンドで 2 面または 3 面ミラーを作成してもかまわない場合は？

ミラー化する既存のデータがなく、すべてのサブミラーのデータが破壊されてしまってもかまわない場合は、1 つのコマンドですべてのサブミラーを作成すれば、時間の節約になります。

RAID 1 ボリュームの構成指針

• サブミラーのスライスは、異なるディスクとコントローラに配置します。同じミラーの 2 つまたはそれ以上のサブミラーのスライスを同じディスクに置くと、データの保護機能が大幅に低下します。同じように、サブミラーは、別個のコントローラに配置します。これは、コントローラやそのケーブルでは、ディスクよりも障害が発生する確率が高いためです。これにより、ミラーの性能も向上します。

• 1 つのミラーでは、同じタイプのディスクとコントローラを使用します。特に、古いタイプの SCSI 記憶装置では、ディスクやコントローラの性能がモデルやブランドによって大幅に異なることがあります。性能レベルが異なるデバイスが同じミラーに混在していると、性能が大幅に低下することがあります。

• 同じサイズのサブミラーを使用します。サイズが異なるサブミラーを使用すると、ディスク領域がむだになります。

• 直接マウントできるのはミラーデバイスだけです。オフライン状態のサブミラーを読み取り専用でマウントする場合を除き、サブミラーを直接マウントしてはなりません。また、サブミラーの一部であるスライスをマウントしてはなりません。データが壊され、システムが異常を起こすおそれがあります。

• ミラー化によって読み取り性能が向上することはありますが、書き込み性能は常に低下します。ミラー化によって読み取り性能が向上するのは、スレッド化された入出力や非同期の入出力の場合だけです。シングルスレッドによるボリュームの読み取りでは、性能の向上は得られません。

• ミラーの読み取りオプションの設定を変えてみると、性能が向上することがあります。たとえば、デフォルトの読み取りモードでは、各ディスクが巡回的に 1 つずつ読み取られます。このモードがデフォルトになっている理由は、UFS マルチユーザー、マルチプロセスアクティビティーでは、通常、これがもっとも効率的であるためです。

  場合によっては、geometric 読み取りオプションを使用すると、ヘッドの移動とアクセス時間が最小になり、性能が向上することがあります。このオプションがもっとも効果的に機能するのは、各ディスクにスライスが 1 つしかない場合、同時に 1 つのプロセスだけがスライス/ファイルシステムを使用する場合、入出力パターンに高い順次性があるか、すべてのアクセスが読み取りの場合だけです。

  ミラーオプションの変更方法については、RAID 1 ボリュームオプションを変更するにはを参照してください。

• swap -l コマンドを使ってすべての swap デバイスを確認します。swap として指定されたスライスは、他のスライスとは別個にミラー化しなければなりません。

• ミラーには、構成が同じサブミラーだけを使用します。たとえば、ディスクラベルのないサブミラーでミラーを作成すると、ラベルがあるサブミラーをミラーに追加できなくなります。

ミラー化されたファイルシステムで、最初に接続したサブミラーがシリンダ 0 から始まらない場合、追加接続するすべてのサブミラーも、シリンダ 0 から始まらないようにする必要があります。最初のサブミラーがシリンダ 0 から始まらないミラーに、シリンダ 0 から始まるサブミラーを接続しようとすると、次のエラーメッセージが表示されます。

can't attach labeled submirror to an unlabeled mirror 

開始シリンダは、すべてのサブミラーで同じにする必要はありませんが、すべてのサブミラーにシリンダ 0 が含まれるか、すべてのサブミラーにシリンダ 0 が含まれないかのどちらかでなければなりません。

RAID 1 ボリュームのオプション

ミラーの性能を最適化するには、次のオプションを使用します。

• ミラーからの読み取りポリシー

• ミラーへの書き込みポリシー

• ミラーを再同期する順序 (パス番号)

ミラーオプションは、ミラーを最初に作成するときでも、ミラーを設定した後でも設定できます。これらのオプションの変更に関連する作業については、RAID 1 ボリュームオプションを変更するにはを参照してください。

RAID 1 ボリュームの読み取りおよび書き込みポリシー

Solaris ボリュームマネージャでは、ミラーに対してさまざまな読み取りおよび書き込みポリシーを設定できます。構成に合わせて、読み取りおよび書き込みポリシーを適切に設定すると、性能が向上することがあります。