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【基本情報】RAID0、RAID1、RAID5について解説

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●この記事で学べること
・ストライピング / ミラーリング
・RAID0 / RAID1 / RAID5
・パリティ情報

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

正解と解説

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。

正解と解説

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

正解と解説

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

正解と解説

正解は”ア”