機能とその目的、事実とその理由を簡潔に述べましょう

2010/07/05 技術士 情報工学部門, 添削例 by 管理者

お客様が依頼された添削内容

ハードディスクの構成・運用技術であるRAIDについて、次の問いに答えよ。

(1)RAIDとはどのような技術か。狙いも含めて、答 案用紙1枚(600字)で論ぜよ。

(2)RAIDの基本レベルには6つのレベルがある。6つの基本レベルの概要について、答案用紙1枚 (600字)で論ぜよ。

(1)RAIDの技術概要と狙い

複数のディスクをまとめて1台のディスクとして扱うことにより、大容量あるいは耐障害性の高いディスク装置を実現させる。各基本レベルによって記録形式を変えてデータの記録や読み込みの高速化、または耐障害性を向上させるが狙いである。専用のハードウェアまたはソフトウェアで各基本レベルを実現する。

1.データを複数のディスクに読み書きする方式

①ストライピング;ビットまたはブロック単位でディスクに分散して書き込む。アクセス速度が速い。

単体では耐障害性が低くなるため、誤り訂正と組み合わせて用いることにより、ディスクの故障が1台までなら失われたデータを復元できる。近年これを2台に増やしたレベル(RAID6)が新たに策定された。

②ミラーリング;各ディスクに同時に同一の内容を書き込む。ディスク毎に同じデータが存在するため、復旧コストが低くかつ早い。ディスクが最低でも1台無事であれば、 他のディスクが全て壊れてもデータは失われない。

2.データの誤り訂正方式

①ハミングコード;耐障害性は高いが計算コストが高く、ディスク使用効率が悪い。

②パリティ;誤り発見しか出来ないが計算コストが低く、ディスク使用効率がハミングコードより良い。

以上の四種類をレベルにより組み合わせて使い分ける。

(2)RAIDの6つの基本レベルの概要

各レベルの特徴

レベル RAID0 RAID1 RAID2 RAID3 RAID4 RAID5
最低構成 2 2 5 3 3 3
許容故障台数 0 1 1 1 1 1
ストライピングの単位 ブロック - ビット ビット ブロック ブロック
データ復元方法 - 二重化 ハミングコード パリティ パリティ パリティ

各レベルの特徴を上図に示す。

①RAID0;データを各ディスクに分散して記録する。誤り訂正を使用しないためアクセス速度は6つのレベルで一番高速であるが、耐障害性は最低である。

②RAID1;データを各ディスクにそれぞれ同じ形式で記録する。復旧が最も早く、構成台数を増やすことで耐障害性やアクセス速度が向上する。

③RAID2;ビット単位で記録し、ハミングコードの計算を行う唯一のレベルである。専用のハミングコードディスクが複数存在する。

④RAID3;ビット単位で記録し、誤り訂正を行う専用のパリティディスクが存在する。

⑤RAID4;ブロック単位で分散記録する。後は④と同じである。③や④は、パリティディスクにアクセスが集中することによるボトルネックが存在する。

⑥RAID5;⑥はブロック単位で記録し、パリティを各ディスクに分散させるため、特定のディスクへのアクセス集中によるボトルネックが生じない。高速化と耐障害性のバランスが最も取れたレベルである。

現在主に用いられているのは①と②と⑥であり、③と④と⑤はほとんど用いられていない。   以上

イクスによる診断

総評

1.(1)でRAIDの基本機能として、ストライピング、ミラーリング、誤り制御の3つがあること、それがRAIDの狙いであるディスクシステムの大容量化、高速化、信頼性向上につながるのかを説明してはどうでしょうか。

ストライピングは大容量化と高速化の実現、ミラーリングはデータ復元を可能に、誤り制御は信頼性(対障害性)の向上につながります。

2.(2)では、その3つの機能と6つの基本レベルとの関連で説明してはどうでしょうか。

RAID0がストライピング、RAID1がミラーリングで、RAID2以上が誤り制御機能を組み込んだレベルですね。RAID2~4がほとんど使われない理由(価格が高い)にも触れましょうか。高信頼性を求めたディスクシステムレベルとしてはRAID5が使われています。


個別診断結果

  • ディスク→「装置」を挿入
  • 読み込み→読込み
  • または→および
  • の→こと
  • 一段落めの説明はあえてなくてもよいように思います。
  • 2と併せて、RAIDの基本機能ということでまとめてはどうでしょうか。
  • 各→複数の
  • 特徴→概要
  • (2)-① ストライピングの基本レベルであることを明確にする。価格が安いのも特徴ですね。
  • (2)-② ミラーリングの基本レベルであることを明確にする。
  • の計算を→を用いた誤り制御を
  • (2)-③ 高価なのであまり使われないレベルですね。
  • ⑥は→削除

(以下省略)

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