自宅サーバー化計画始動！？HDD冗長化の基礎知識

お久しぶりです。

マサリュウです。

最近いろんなことがあり、YouTube、ブログ共にお休みしておりました。

申し訳ありません。

今後、少しずつ再開していきたいと考えております。

動画を編集するようになって扱うデータの容量が増えてきた為、自宅の作業環境を少しずつ変更していこうと考えています。 

これまでは基本的に一度動画を上げたら素材や動画を削除していました。

しかし、そうするとアップしてしばらくしてから修正箇所が見つかっても、修正できない、なんてことがありました。

そこで、自宅にNAS(Network Attached Storage)を導入しようと検討しています。

そこで、今回はNASについて、個人の備忘録もかねて考えていきたいと思います。

HDDの冗長化について

NASには複数のHDDが内蔵されており、万が一、一本のHDDが故障しても、データが失われることがありません。

冗長化にはRAID(Redundant Array of Independent Disk)と呼ばれる技術が使われます。

RAIDには数多くの種類がありますが、今回は代表的なものをご紹介します。

RAID0(ストライピング)

この方式は複数のHDDを論理的に一本のHDDとして見せることができます。

1ボリューム構成でHDD2本でRAID0を組んだ場合、HDD1本あたりの容量が2TBだったなら、合計4TBのHDDとして認識します。

ということで、この方式はHDDの冗長化は出来ず、HDDが一本でも壊れてしまえばデータも壊れてしまうので、あまりおススメの方式ではありません。

RAID1(ミラーリング)

この方式は二本のHDDに同時に同じデータを書き込みます。

片方のHDDが故障しても、もう一方のHDDが稼働しているので、データが失われることはありません。

また、壊れたHDDはNASを停止しなくても交換することが可能です。

ですが、2TBのHDDが2本あっても論理的には4TBではなく、2TBとしてしか認識しません。

デメリットとしては片方のHDDが壊れても一見問題なく動作しているように見える為、こまめにNASを確認して運用しないと知らないうちにHDDが二本とも故障してしまい、データが失われてしまう可能性があります。

RAID10（1+0）

RAID10（1+0）は名前の通り、RAID0とRAID1を組み合わせた方式となります。

上記の設定の場合、2本のHDDでミラーリングを設定し、そのグループを2つ作成します。

そしてなおかつその2つのミラーリングされたHDDグループをストライピングで1つの論理的なストレージとしてまとめます。

メリットとしてはRAID0にて冗長化ができないという大きなデメリットを克服することができる方式となっております。

また、それぞれのRAID1グループのHDDが1本ずつ故障しても稼働し続けることができます。

デメリットとしてはRAID1同様、定期的に確認していないとHDDが壊れていることに気付きにくい、という点が挙げられます。

また、最低4本のHDDが必要となる為、今回ご紹介するRAID方式の中では最低必要HDD数が一番多いです。

RAID5

現在企業の重要なサーバーなどで主流となっている方式です。

この方式は複数のHDDを一つ、もしくは複数のドライブにできる方式です。

これだけ聞くと一見RAID0（ストライピング）とあまり変わらないように見えますが、RAID5の場合はちゃんと冗長性が担保されているのが違うところです。

RAID5ではデータを書き込むときに各HDDに分散して、パリティ（誤り訂正符号）を書き込みます。

これによって、1本のHDDが破損しても、交換後にそのパリティを元にHDD交換後にデータの修正を行います。

なおパリティの総容量はHDD本分となります。

よって上記の構成の場合、ストレージとして使用可能なHDDの容量は、

【HDD容量の合計】8TB　－　【パリティデータの容量】2TB　＝　6TB

となります。

デメリットはHDDが最低3本必要になってくるため、RAID1より若干コストが上がります。

また、RAID1同様、1本が破損していても気付きにくく、2本目が故障して、データの損失につながる可能性が有ります。

また、他の方式よりデータの書き込みが若干遅いという問題もあります。

RAID6

RAID6はRAID5の発展形ともいえる方式の技術です。

簡単に言うとパリティを2つにして2台までのHDDの故障に対する冗長化を実現した方式、となります。

メリットとしては、上記に書いた通り、どのHDDが故障しても2本まで冗長性を維持して稼働し続けることが可能となります。

使用できる容量はHDD容量の合計からパリティの容量として使われるHDD2本分の容量を引いた値となります。

上記のHDDが全て2TBのHDDだった場合

【HDD容量の合計】10TB　－　【パリティデータの容量】4TB　＝　6TB

となります。

また、この方式の場合、2本以上のデータ容量として使用するHDDとパリティデータ用の容量分の2本のHDDが必要となる為、最低4本のHDDが必要となります。

メリットは2本までHDDが故障しても冗長性が失われることはない為、今回ご紹介した方式の中では最も冗長性の高い方式ということです。

デメリットは幾ら冗長性が高いといってもこれまで同様こまめな管理が必要なことと、NASにより複雑な処理を要求することになるので、

で、どれにするの・・・？

上記の方式を考えると当然RAID0は冗長性がない為、候補からは真っ先に外れます。

コストと手軽さを考えるなら少ない本数のHDDで構築可能なRAID1となります。

個人的にNASを運用するならRAID1がおススメです。

ですが、ネタとして弱いかな、と考えるとRAID1+0かRAID5、RAID6のどちらか、ということになります（笑）

となると今回購入するNASはHDDが4本以上搭載できる物が対象となります。

同じ4本のHDDを使用した場合、使用できる容量はRAID5は3本分であるのに対して、RAID10は2本分となる為、効率よくHDDを使うにはRAID5ということになります。

よって今回はRAID5を構築できるNASを探していこうと思います。

次回は実際に購入するNASを検討していきます。

それではまた。