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Solaris ボリュームマネージャの管理

第 13 章 RAID 5 ボリューム (概要)

この章では、Solaris ボリュームマネージャの RAID 5 ボリュームの概念について説明します。関連する作業については、第 14 章「RAID 5 ボリューム (作業)」を参照してください。

この章の内容は、次のとおりです。

RAID 5 ボリュームの概要

RAID レベル 5 は、パリティデータがすべてのコンポーネント (ディスクまたは論理ボリューム) に分散されている点を除き、ストライプ方式に似ています。コンポーネントに障害が発生した場合には、障害が発生したコンポーネント上のデータを、他のコンポーネント上に分散されているデータとパリティ情報から再構築することができます。Solaris ボリュームマネージャで、RAID 5 ボリューム は RAID レベル 5 をサポートするボリュームを意味します。

RAID 5 ボリュームは、そのボリュームの 1 つのコンポーネントに相当する記憶領域を使って、RAID 5 ボリュームの他のコンポーネントに格納されているユーザーデータの冗長情報 (パリティ) を保持します。つまり、3 つのコンポーネントがあれば、1 つのコンポーネントに相当する領域がパリティ情報に使用されます。同じように、5 つのコンポーネントがある場合にも、1 つのコンポーネントに相当する領域がパリティ情報に使用されます。パリティは、ボリューム内のすべてのコンポーネントに分散されます。ミラーと同様に、RAID 5 ボリュームではデータの可用性が向上しますが、ハードウェアのコストは最小限に抑えることができます。書き込み性能に対する影響は中程度です。ただし、RAID 5 ボリュームを ルート (/)、 /usr、および swap、あるいは既存のファイルシステムに対して使用することはできません。

既存のコンポーネントを置き換えると、Solaris ボリュームマネージャは、RAID 5 ボリュームの再同期を自動的に実行します。また、Solaris ボリュームマネージャは、システム障害やパニックが発生した場合、再起動時に、RAID 5 ボリュームを再同期します。

例 — RAID 5 ボリューム

図 13–1 に、RAID 5 ボリューム d40 を示します。

最初に 3 つのデータチャンクがディスク A から C に書き込まれ、次にパリティチャンクがディスクD に書き込まれます。パリティチャンクは、最初の 3 つのチャンクの排他的論理和を取ったものです。データチャンクとパリティチャンクをこのように書き込むことによって、データとパリティの両方が、RAID 5 ボリュームを構成するすべてのディスクに分散されます。各ドライブは個別に読み取ることができます。パリティ情報により、いずれか 1 つのディスクが故障しても、データの安全性が保証されます。この例の場合、各ディスクの容量が 2G バイトであれば、d40 の合計容量は 6G バイトになります (ディスク 1 つ分の領域がパリティ用に割り当てられます) 。

図 13–1 RAID 5 ボリュームの例

複数のコンポーネントを結合し、パリティを採用した、RAID 5 ボリュームの例です。

例 — RAID 5 ボリュームの連結 (拡張)

次の図に、4 つのディスク (コンポーネント) から構成される RAID 5 ボリュームに 5 つ目のディスクを動的に連結して拡張した例を示します。

図 13–2 RAID 5 ボリュームの拡張例

追加のコンポーネントを RAID 5 ボリュームに連結することによって、冗長性のある大型のボリュームが提供されています。

パリティ領域は、RAID 5 ボリュームの作成時に割り当てられます。パリティには 1 つのコンポーネントに相当する領域が割り当てられますが、実際のパリティブロックは、入出力を分散するためにすべてのオリジナルコンポーネントに分散されます。RAID 5 ボリュームにコンポーネントを連結すると、新しい領域はデータにのみ使用され、新しいパリティブロックは割り当てられません。ただし、連結されたコンポーネントのデータはパリティ計算の対象になるため、単一のデバイス障害からは保護されます。

連結した RAID 5 ボリュームは長期間の使用には適しません。このような RAID 5 ボリュームは、これよりも大規模な RAID 5 ボリュームを再構成し、そのボリュームにデータをコピーできるようになるまでの一時的な手段として使用します。

注 –

RAID 5 ボリュームに新しいコンポーネントを追加すると、Solaris ボリュームマネージャは、そのコンポーネントのすべてのデータブロックを「ゼロ」にします。この処理は、パリティ情報によって新しいデータを保護するために実行されます。つまり、データが新しい領域に書き込まれると、Solaris ボリュームマネージャはそのデータをパリティ計算の対象とします。

RAID 5 ボリュームを作成するための背景情報

RAID 5 ボリュームを使用するときは、RAID 5 ボリュームの要件と RAID 5 ボリュームの指針を考慮してください。また、RAID 5 ボリュームの構成には、ストライプ化に関する指針の多くが適用されます。これについては、ストライプ方式と連結方式の前提条件を参照してください。

RAID 5 ボリュームの要件

RAID 5 ボリュームの指針

RAID 5 ボリューム内のスライスの置き換えと有効化 (概要)

Solaris ボリュームマネージャには、ミラーおよび RAID 5 ボリューム内のコンポーネントを置き換えたり、有効にしたりする機能があります。この機能についての問題点と要件は、ミラーおよび RAID 5 ボリュームに関するものと同じです。詳細は、RAID 1 および RAID 5 ボリューム内のコンポーネントの交換と有効化の概要を参照してください。

シナリオ — RAID 5 ボリューム

RAID 5 ボリュームでは、RAID 1 ボリュームよりも少ないオーバーヘッドで記憶領域の冗長性を達成できます (RAID 1 ボリュームでデータの冗長性を得るには、合計記憶領域の 2 倍の領域が必要)。RAID 5 ボリュームでは、同じ数のディスクコンポーネントを使って RAID 1 ボリュームよりも大きい容量をもつ冗長記憶域を構成できます。さらに、ホットスペア (第 15 章「ホットスペア集合 (概要)」 の特に ホットスペアの仕組みを参照) を使用すれば、RAID 1 とほぼ同じレベルの安全性が得られます。短所としては、書き込み時間の増加とコンポーネント障害時の大幅な性能低下が挙げられますが、多くの場合、このようなトレードオフが問題になることはありません。第 4 章「Solaris ボリュームマネージャの構成と使用」のサンプルシステムに基づく構成例は、RAID 5 ボリュームによって追加の記憶容量がいかに得られるかを示しています。

RAID 0 と RAID 1 ボリュームでは、2 つのコントローラに分散した 6 つのディスク上の 6 つのスライス (c1t1d0、c1t2d0、c1t3d0、c2t1d0、c2t2d0、c2t3d0) によって、27G バイトの冗長記憶域が得られます。しかし、RAID 5 構成では、同じスライスを使用することによって 45G バイトの冗長記憶域が得られる上、1 つのコンポーネントに障害が発生しても、データが失われたり、アクセスが中断されることはありません。さらに、RAID 5 ボリュームにホットスペアを追加すれば、複数のコンポーネントに障害が発生しても対応できます。このアプローチの最大の短所は、コントローラに障害が発生すると、RAID 5 ボリュームのデータが失われる点です。RAID 1 ボリュームでは、この問題は起こりません。詳細は、シナリオ — RAID 1 ボリューム (ミラー)を参照してください。