データ保護
RAID 1・5・6・10とSHR：容量、耐障害性、バックアップ
一般的なRAIDの使用可能容量とドライブ耐障害性の関係を、4台の例、SHRの規則、再構築前に必要な復旧確認とともに説明します。
8 TBドライブ4台でも32 TBを使えるとは限りません。1台の故障に耐える公称24 TBや、別の保護構成で16 TBを選ぶ場合があります。必要なのは、負荷に必要な容量、耐えるべき障害、稼働中のアレイが役立たない場合の復旧方法を決めることです。
一般的なRAIDレベルの概要
以下は同容量ドライブと一般的な実装を仮定した数値です。ファイルシステムの管理領域、予約領域、スナップショット、運用余裕を差し引く前の公称データ容量を示します。ハードウェア、OS、モデルの対応確認も必要です。
| 構成 | 一般的な最小ドライブ数 | 公称容量 | ドライブ耐障害性 |
|---|---|---|---|
| RAID 0 | 2 | N × S | なし。メンバーの故障でアレイを失う可能性あり |
| RAID 1、2台のミラー | 2 | S | 2台中1台 |
| RAID 5 | 3 | (N − 1) × S | 1台 |
| RAID 6 | 4 | (N − 2) × S | 任意の2台 |
| RAID 10、ミラーペア | 4、偶数台 | (N ÷ 2) × S | 各ミラーペアで1台。任意の2台ではない |
| Synology SHR-1 | 開始は1台、冗長化には2台 | ドライブ容量による | 冗長構成の成立後に1台 |
| Synology SHR-2 | 4 | ドライブ容量による | 対応構成で2台 |
N は参加するドライブ数で、 S は一般的な同容量ドライブの例で最小メンバーの容量です。 RAID計算機 で構成を比較し、NASやコントローラーが対応する設定で結果を確認してください。
8 TBを4台：物理容量32 TBでも結果はさまざま
| 4台構成 | 公称データ容量 | 容量との引換え |
|---|---|---|
| RAID 0 | 32 TB | 全容量を使用するがドライブ障害保護なし |
| RAID 5 | 24 TB | 1台相当を分散パリティに割当て |
| RAID 6 | 16 TB | 2台相当を分散パリティに割当て |
| RAID 10 | 16 TB | ミラーペア2組。故障位置が重要 |
RAID 1は2台で考えると分かりやすく、8 TBを2台使うと8 TBのミラーになります。4台対応機では別のミラー構成に対応する場合もありますが、どの基盤も同じ実装とは限りません。
TBとTiBは単位が異なるため、OSの表示値がドライブに印刷された10進容量より小さくなることもあります。これは冗長性への容量割当てとは別です。プール作成後にはスナップショットやごみ箱も追加容量を使います。
RAID 5とRAID 6は分散パリティを使う
パリティは構成の許容範囲内で欠損データを再構成する情報です。RAID 5ではパリティ領域が各ドライブに分散し、専用の「バックアップディスク」1台があるわけではありません。RAID 6は独立した2つ目のパリティ計算を加え、正常な対応アレイで任意の2台の故障に耐えます。
RAID 5：パリティを各ドライブに分散
各行にはデータブロック3個とパリティブロック1個があります。同じ8 TBを4台使うと、物理容量32 TBから管理領域を除く前の公称データ容量24 TBが得られます。
保護の追加は容量と書込み処理に影響します。適切な選択は負荷、台数、媒体、実装、許容する縮退運転によります。RAID 5が常に最速、RAID 6が常に遅すぎるという一律のルールは役立ちません。
RAID 10：2台故障でも無事な場合と致命的な場合
RAID 10：各ミラーの最低1台を残す
ミラーペアA
ミラーペアB
データは2組のミラーペア間でストライプ化されます。各組で1台の故障には耐えられますが、同じ組の2台には耐えられません。
4台を2組のミラーにした場合、各組から1台ずつ失ってもデータを使える場合があります。同じ組の両方を失うとその組のデータを失い、ストライプ化されたアレイ全体が利用不能になる場合があります。したがって「RAID 10は2台故障に耐える」だけでは不十分です。
ミラーは書込みが多い負荷や遅延に敏感な負荷に向く場合がありますが、性能保証ではありません。RAID名が速度を決めると考えて容量を割く前に、実際のディスクやSSD、コントローラーの動作、キャッシュ保護、負荷を比較します。
Synology SHRが役立つ点
Synology Hybrid RAID (SHR) は冗長性を管理し、容量の異なるドライブを一部の一般的構成より効率よく使えます。SHR-1は1台から開始できますが、1台構成にドライブ耐障害性はありません。対応する冗長SHR-1構成は最低2台、SHR-2は最低4台必要です。
ドライブの追加、交換、変換には規則があります。大容量への交換で追加容量をすぐ全て使えるとは限らず、すべてのSynologyモデルが全SHRオプションに対応するわけでもありません。拡張ドライブ購入前に機種と最新のDSMストレージ情報を確認します。
例えば4ベイNASの Synology DS925+ では、容量の取捨選択を比較しやすくなります。先にベイを埋めて後から保護を決めず、対応ドライブ、予定するプール構成、バックアップ先を一緒に選びます。
再構築は復旧作業
メンバーが故障したら、作業前にプール状態を把握し、最新の独立バックアップを検証します。正確なベイ、シリアル番号、警告を記録します。基盤の交換手順に従ってください。縮退中のアレイから正常なドライブを抜くと、対処可能な故障がデータ損失に変わる場合があります。
- 残存メンバーの健全性を確認し、接続や電源の不具合を調べます。
- 交換品の互換性と最小容量要件を確認します。
- 修復中は不要な負荷や無関係な設定変更を避けます。
- 進捗とエラーを監視し、1 TB当たりの再構築時間を一律に仮定しません。
- 許容範囲を超える故障が報告された場合や、次の正しい操作が不明な場合は専門担当へ相談します。
再構築時間は基盤、媒体、保護データ、バックグラウンド負荷、修復設定によります。完了率は全ファイルの健全性を保証しません。サービス安定後にプール状態を確認し、代表的なデータを復元します。
RAIDが保護しないもの
RAIDは通常、特定のドライブ故障でも現在のデータを利用可能に保ちます。ただし誤削除、破損したアプリファイル、暗号化されたデータ群も全メンバーに忠実に反映します。また筐体と同様に盗難、火災、拠点事故の影響を受けます。
可用性と復旧には別のコピーが必要
- 稼働RAIDプール
- 世代管理バックアップ
- 独立コピー
- 復元試験
リスクに応じて保持とアクセス制御を選びます。別のコピーから使用可能なファイルを復元できるか検証します。
適切なアクセス制御付きの世代管理バックアップと独立コピーを使います。スナップショットは一部の論理変更からの復旧を改善しますが、保存場所、保持、削除権限によって保護は異なります。 ファイル・フォルダーの復元手順 を練習し、事故時が初めての実行にならないようにします。
JBOD、単独ディスク、旧来の名称
製品画面の「JBOD」は、個別公開ディスクや連結ボリュームなど異なる意味で使われます。結合ボリュームが自動的に耐障害性を持つわけではなく、1台の故障が他のデータへのアクセスに影響する場合があります。名称を安全機能と解釈せず、具体的な実装を確認します。
Big、Clone、RAID 3などは旧機器や専用機器に見られます。現代のNAS保護で互換的に使える規格ではありません。新しい汎用NASでは、現行基盤が文書化して対応する構成から検討します。
よくある質問
RAIDはバックアップですか？
違います。RAIDは定められたドライブ故障時に可用性を維持できますが、削除、暗号化、破損したデータを独立して復旧しません。世代管理バックアップを保存し、復元を試験してください。
最も容量が多いRAIDは？
RAID 0は冗長化せず合計容量を使います。同容量ドライブではRAID 5が1台相当、RAID 6が2台相当をパリティに割り当てます。最大容量が最適な復旧方法とは限りません。
RAID 10は2台故障に耐えますか？
場合によります。4台のミラーペア構成では各ミラーの1台ずつなら耐えられます。同じミラーの両方を失うとアレイが利用不能になる場合があります。
1台だけのNASをSHRで保護できますか？
1台のSHRプールにドライブ耐障害性はありません。対応する冗長SHR-1構成は最低2台、SHR-2は最低4台必要です。
容量の異なるドライブを混在できますか？
対応する基盤と構成もありますが、容量利用や拡張規則は異なります。一般的RAIDは最小ドライブを基準とし、対応SHR構成は混在容量をより効率よく使えます。
RAIDの再構築は何時間かかりますか？
信頼できる一律の時間はありません。媒体、構成、データ、ドライブ状態、負荷、基盤設定が影響します。実際の進捗を監視し、修復前にバックアップを検証します。
復旧計画を基に構成を選ぶ
単純さと1台故障への耐性が負荷に適するなら、2台ミラーを使います。 大規模システムでは使用可能容量、故障の位置関係、縮退時性能、拡張規則でRAID 5、RAID 6、RAID 10、対応SHRを比較します。復旧コピーは稼働プールの外に置きます。
まず RAID計算機で計算し、次に NAS選定ガイド でベイ数、接続、アプリ、バックアップを合わせます。物理容量を増やすだけでは、有用なデータの保護は完成しません。
