この記事ではRAIDについてIT初心者にも分かりやすく解説します。
RAID
- RAID0はデータを複数のディスクに分割して記録する方法。
- RAID1はデータを複数のディスクに複製して記録する方法。
- RAID5はデータを複数のディスクに分割して記録した上で、誤りを検知するパリティ情報も分割して保管する方法。
基本情報ではRAIDに関する問題が出題されます。是非最後までご覧ください。
複数ディスクにデータを記録する
RAIDとはデータを複数の磁気ディスクに入力することで、性能を上げたり、故障に備える技術のことです。
複数のディスクに入力する方法にストライピングとミラーリングという手法があります。
ストライピング
ストライピングとはデータを複数のディスクに分割して記録する方法です。
ミラーリング
ミラーリングとは同じデータを複数のディスクに記録する方法です。
RAID
RAIDはミラーリングやストライピングを用いて、複数のディスクにデータを記録する技術です。RAIDには様々な種類があります。
RAID0
RAID0はストライピングでデータを複数ディスクに記録する技術です。
複数のディスクに分散してデータを記録するので、負荷分散になり、高速でデータの記録が出来ます。しかし、1台でもディスクが故障してしまうとデータの復旧が出来なくなります。
RAID1
RAID1はミラーリングでデータを複数ディスクに記録する技術です。
複数のディスクにデータを記録するので、ディスクが1台故障しても、データが完全に無くなることはありません。しかし、用意したディスクに対して記録出来るデータ量が少ないため、コストが掛かります。
RAID5
RAID5はストライピングでデータを分散して記録した上で、パリティ情報も分散して保存する技術です。パリティ情報とは誤りを検知して修正できる情報です。
RAID5は複数ディスクに分散して記録するため高速で処理が可能になる、かつ、パリティ情報も分散して書き込むため誤り検知とデータ修正が可能になり信頼性も上がります。
パリティ情報からデータを復旧する方法
パリティ情報を書き込めば、データの誤りを検知してデータの修正が可能になります。では、どのようにしてデータを復旧するのでしょうか？
例えば、下の図のパリティ3はデータ1とデータ2の誤りを修正する情報を保持します。
パリティ3はデータ1とデータ2の排他的論理和(XOR)を取ったものになります。排他的論理和とはどちらか一方が1の場合だけ1を取る演算子です。
パリティ3の情報があればデータ1とデータ2のどちらかが無くなっても、復旧することが出来ます。
基本情報技術者試験での出題例
令和元年度秋期問15
基本情報技術者 午前試験
令和元年度秋期問15
RAIDの分類において，ミラーリングを用いることで信頼性を高め，障害発生時には冗長ディスクを用いてデータ復元を行う方式はどれか。
ア RAID1 イ RAID2 ウ RAID3 エ RAID4
正解は”ア”
平成29年度秋期問12
基本情報技術者 午前試験
平成29年度秋期問12
RAID5の記録方式に関する記述のうち，適切なものはどれか。
ア 複数の磁気ディスクに分散してバイト単位でデータを書き込み，さらに，1台の磁気ディスクにパリティを書き込む。
イ 複数の磁気ディスクに分散してビット単位でデータを書き込み，さらに，複数の磁気ディスクにエラー訂正符号(ECC)を書き込む。
ウ 複数の磁気ディスクに分散してブロック単位でデータを書き込み，さらに，複数の磁気ディスクに分散してパリティを書き込む。
エ ミラーディスクを構成するために，磁気ディスク2台に同じ内容を書き込む。
正解は”ウ”
平成29年度春期問11
基本情報技術者 午前試験
平成29年度春期問11
4Tバイトのデータを格納できるようにRAID1の外部記憶装置を構成するとき，フォーマット後の記憶容量が1Tバイトの磁気記憶装置は少なくとも何台必要か。
ア 4 イ 5 ウ 6 エ 8
正解は”エ”
RAID1では少なくとも1台の外部記憶装置にミラーリングします。そのため、4Tバイトのデータを記録するためには少なくとも倍の8Tバイト分の外部記憶装置が必要です。よって答えは8台になります。
平成28年度秋期問12
基本情報技術者 午前試験
平成28年度秋期問12
データを分散して複数の磁気ディスクに書き込むことによって，データ入出力の高速化を図る方式はどれか。
ア ストライピング イ スワッピング
ウ ディスクキャッシュ エ ミラーリング
正解は”ア”
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