非RAIDドライブアーキテクチャ

複数のハードディスクドライブを構成するための最も普及した標準規格はRAID （Redundant Array of Independent Disks）であり、RAIDには様々な標準構成と非標準構成があります。RAID以外のドライブアーキテクチャも存在し、 RAIDに似た 略語で呼ばれています。

  • JBOD ( Just a Bunch of Disks ) : 個々の独立したハードディスク ドライブとして動作する複数のハードディスク ドライブを表します。
  • SPANまたはBIG：「JBoD」の複数のハードディスクドライブの空き領域を結合してスパンボリュームを作成する方法。このような連結は、BIG/SPANと呼ばれることもあります。SPANまたはBIGは、ハードディスクドライブの種類やサイズが異なる場合が多いため、通常はスパンボリュームのみを対象としています。[ 1 ]
  • MAID ( massive array of idle drives ) : 数百から数千のハード ディスク ドライブを使用してデータのニアライン ストレージを提供するアーキテクチャ。主に、一度書き込み、時々読み取り (WORO) アプリケーション向けに設計されており、ストレージ密度の向上とコストの削減と引き換えに、待ち時間の増加と冗長性の低下を招きます。

JBOD

JBOD（Just a Bunch of Disks、またはJust a Bunch of Drives）は、複数のハードドライブを個別のデバイスとして扱うアーキテクチャです。ハードドライブは個別に扱うことも、LVMやmdadmなどのボリュームマネージャ、あるいはbtrfsなどのデバイススパニングファイルシステムを使用して1つ以上の論理ボリュームにまとめることもできます。このようなボリュームは通常、「スパンボリューム」または「リニアボリューム」と呼ばれます。[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] スパンボリュームには冗長性がないため、1台のハードドライブに障害が発生すると、論理ボリューム全体に障害が発生します。RAID 0（ストライプボリューム）とは異なり、リニアボリュームの容量は、最小メンバードライブ数×メンバードライブ数で制限されるのではなく、容量は単純に加算されます。ただし、RAID 0のように速度が乗算されることはありません。[ 5 ] [ 6 ] 耐障害性や帯域幅向上のための冗長性は、ソフトウェアによってより高レベルで提供される場合があります。

連結（SPAN、BIG）

SPAN/BIG (JBOD) セットアップの図。

ドライブの連結またはスパニングは、番号付きRAIDレベルではありませんが、複数の物理ディスクドライブを1つの論理ディスクに統合する一般的な方法です。データの冗長性は提供されません。ドライブは単に端から端まで連結されるだけなので、 SPANまたはBIGと呼ばれる1つの大きなディスクのように見えます。

隣の図では、ディスク0の末尾（ブロックA63）からディスク1の先頭（ブロックA64）まで、またディスク1の末尾（ブロックA91）からディスク2の先頭（ブロックA92）までデータが連結されています。RAID 0を使用した場合、ディスク0とディスク2はアレイ内の最小ディスク（ディスク1）のサイズである28ブロックに切り捨てられ、合計84ブロックになります。

SPANまたはBIGがRAID構成と異なる点は、ドライブを選択できる点です。RAIDでは通常、すべてのドライブの容量が同程度である必要があり[ a ]、パフォーマンス上の理由から同一または類似のドライブモデルを使用することが推奨されますが、スパンボリュームではそのような要件はありません[ 1 ] [ 7 ] 。

実装

MicrosoftのWindows Home Serverの初期リリースでは、ドライブエクステンダー技術が採用されています。これは、OSが独立したドライブのアレイを結合し、単一のストレージプールを形成する技術です。このストレージは、ユーザーには単一のネットワーク共有セットとして表示されます。ドライブエクステンダー技術は、ソフトウェアによるデータ冗長性を提供することで、連結の通常の機能を拡張します。共有フォルダに複製のマークを付けると、OSにデータのコピーを複数の物理ドライブに保存するように指示し、ユーザーが目にするデータは単一のインスタンスのみになります。[ 8 ]この機能は、その後のメジャーリリースでWindows Home Serverから削除されました。[ 9 ]

btrfsファイルシステムは、RAID 0/1/10構成を含む、異なるサイズの複数のデバイスにまたがって、データとメタデータの両方の1～4つの冗長コピーを保存できます。[ 10 ] （欠陥のあるRAID 5/6も存在しますが、データ損失が発生する可能性があります。）[ 10 ] RAID 1では、デバイスのサイズが互いに補完的である必要があります。例えば、500GBのデバイス2台と1TBのデバイス1台にまたがるファイルシステムは、すべてのデータに対してRAID 1を提供できますが、1TBのデバイス1台と500GBのデバイス1台にまたがるファイルシステムは、500GBのデータに対してしかRAID 1を提供できません。

mdadmおよび LVM サービスでは、同様に、スパニングと RAID を組み合わせることができます。

ZFSファイルシステムも同様に、異なるサイズの複数のデバイスをプールしてRAIDを実装することができますが、柔軟性が低く、プールする前に各デバイスに固定サイズの仮想デバイスを作成する必要があります。[ 11 ]

エンタープライズ環境では、JBOD [ 12 ]デバイスを用いてサーバーのデータストレージを拡張するためにエンクロージャが使用されます。これは、必要に応じて追加のディスクシェルフをデイジーチェーン接続することでストレージを拡張できる便利な方法です。[ 13 ]

メイド

MAID（Massive Array of Idle Drives ）は、数百から数千のハードドライブを用いてニアラインデータストレージを提供するアーキテクチャです。MAIDは、一度書き込み、時々読み出す（WORO）アプリケーション向けに設計されています。ハードドライブは、必要なときまでスピンアップされません。 [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]

RAID技術と比較して、MAIDはストレージ密度が高く、コスト、電力、冷却要件が低減します。しかし、これらの利点は、レイテンシの大幅な増加、スループットの大幅な低下、冗長性の低下という代償を伴います。複数回のスピンアップ/ダウンサイクルに対応するように設計されたドライブ（例えば、ラップトップドライブ）は、大幅に高価です。[ 17 ]レイテンシは数十秒にも達することがあります。[ 18 ] MAIDは、階層型ストレージ管理において、テープライブラリを補完または代替することができます。[ 15 ]

アクセス時間と電力節約の間のトレードオフをより緩やかにするために、NexsanのAutoMAIDなどの一部のMAIDには、低速で回転するドライブが組み込まれています。[ 19 ] MAIDアーキテクチャに基づく大規模ディスクストレージシステムは、ドライブの高密度実装を可能にし、一度に回転するディスクは全体の25%だけになるように設計されています。[ 18 ]

参照

説明ノート

  1. ^それ以外の場合、ほとんどの場合、最小の RAID セット メンバーのサイズに等しいドライブ部分のみが使用されます。

参考文献

  1. ^ a b「スパンボリュームの説明」。
  2. ^ Rouse, Margaret (2005年9月). 「JBOD (just a bunch of disks or just a bunch of drives)」 . SearchStorage.TechTarget.com . TechTarget . 2013年10月31日閲覧。
  3. ^スパンボリュームの管理
  4. ^スパンボリュームの使用
  5. ^ 「LVM HOWTO、セクション3.7. マッピングモード（リニア/ストライプ）」 TLDP.org 2013年12月31日閲覧。
  6. ^ 「Linux RAIDセットアップ」 . Kernel.org . Linuxカーネル組織. 2013年10月5日. 2013年12月31日閲覧。
  7. ^ Kozierok, Charles M. (2001年4月17日). 「ドライブ選択基準」 . PCガイド. RAIDハードディスクドライブの要件. 2019年1月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  8. ^ 「Windows Home Server Drive Extender 技術概要」 Microsoft.com 2009年3月12日閲覧。
  9. ^ 「Windows Home Server コードネーム「Vail」– アップデート」。
  10. ^ a b「複数のデバイスでBtrfsを使用する - btrfs Wiki」 . btrfs.wiki.kernel.org . 2021年1月19日閲覧。
  11. ^ 「Btrfsの5年間 | MarkMcB」markmcb.com . 2021年1月19日閲覧。
  12. ^ 「JBODデータストレージエンクロージャ」 . ServerPartDeals.com . 2021年4月14日閲覧。
  13. ^ 「Western Digital Ultrastar Data60 ハイブリッドストレージプラットフォーム SE4U60 Gen3 | 4U60 60ベイデータセンターJBODエンクロージャ | 最大1PB」 . ServerPartDeals.com . 2021年4月14日閲覧。
  14. ^ 「MAID（massive array of idle disks）」 TechTarget.com 2009年1月 2013年12月31日閲覧。
  15. ^ a b Dennis Colarelli; Dirk Grunwald (2002年7月26日). 「ストレージアーカイブのためのアイドルディスクの大規模アレイ」(PDF) . コロラド大学. 2013年12月31日閲覧.
  16. ^ 「WOROは何の略ですか？」 TheFreeDictionary.com 。2013年12月31日閲覧。
  17. ^ SGI (2012). 「Enterprise MAIDクイックリファレンスガイド」(PDF) . 2014年7月14日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2014年7月12日閲覧。
  18. ^ a b Cook, Rick (2004-07-12). 「バックアップ予算は安価なディスクでMAID」 2008-07-15閲覧
  19. ^ 「AutoMAID Energy Saving Technology」 2011年。 2014年9月19日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年4月7日閲覧。

さらに読む

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