オペレーティングシステムにおけるRAIDの実装と構成
Aug 09, 2025一部のプログラムはホストコンピュータ上で直接記述され、オペレーティングシステムの最下位レベルで実行されます。北斗七星の概念を用いて、ホストのSCSIまたはIDEコントローラによって提供される物理ディスクを様々な仮想ディスクに仮想化し、ボリューム管理プログラムなどの上位レベルのプログラミングインターフェースに提供します。これらのソフトウェアプログラムは、ユーザーがどのディスクを組み合わせるか、またどのような種類のディスクを組み合わせるかを選択できるように、設定ツールを使用します。 レイド 構成を形成します。
例えば、マシンにIDEドライブが2台、SCSIドライブが4台搭載されているとします。IDEドライブはマザーボードの統合IDEインターフェースに直接接続され、SCSIドライブはPCI SCSIカードに接続されています。RAIDプログラムを介さずに、システムは6台のドライブすべてを認識し、ファイルシステムでフォーマットし、アプリケーションからの読み取り/書き込みアクセス用にドライブ文字またはディレクトリにマウントすることができます。
RAIDプログラムをインストールした後、ユーザーは設定インターフェースを使用して、2台のEドライブをRAID 0システムとして構成します。各IDEドライブの容量が元々80GBだった場合、RAID 0構成では160GBの容量を持つ単一の「仮想」ディスクが作成されます。次に、ユーザーは4台のSCSIドライブでRAID 5システムを構成しました。各SCSIドライブの容量が元々73GBだった場合、4台のドライブをRAID 5で構成した後の仮想ディスク容量は、約3台のドライブの容量、つまり216GBになります。
もちろん、RAIDプログラムはRAID情報を保存するためにディスク領域の一部を使用するため、実際の容量は減少します。RAIDプログラムによる処理後、これらの6つのドライブは最終的に2つの仮想ディスクに縮小されます。Windowsでディスクマネージャーを開くと、2つのハードドライブのみが表示されます。1つは容量が160GB(ハードドライブ 1)と219GBの容量を持つハードディスク(ハードドライブ2)を1つずつ用意します。これらの2つのドライブは、例えばNTFSファイルシステムを使用してフォーマットできます。フォーマットプログラムは、複数の物理ドライブにデータが書き込まれていることを全く認識しません。
例えば、ある瞬間に、フォーマットプログラムは、ハードドライブ1(2つのIDEドライブで構成されたRAID 0仮想ドライブ)のメモリ開始アドレスXからLBA開始アドレス10000、長さ128までのデータを書き込むコマンドを発行します。RAIDプログラムはこのコマンドを傍受して解析します。ハードドライブ1がRAID 0システムの場合、RAIDエンジンはLBA 10000から始まる128セクターのデータを計算し、論理LBAを物理ディスクの物理LBAにマッピングし、対応するデータを物理ディスクに書き込みます。書き込み後、フォーマッタは書き込み成功信号を受信し、次のI0に進みます。このプロセスにより、上位レベルのプログラムは、基盤となる物理ディスクの詳細に関する情報を隠蔽します。他のRAID構成も、より複雑なアルゴリズムではありますが、同じように動作します。これらの複雑なアルゴリズムでさえ、RAIDプログラムによって処理されると、 CPUは、ディスクの読み取りおよび書き込み速度よりも数千倍、あるいは数万倍も高速です。
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