RAIDのデータ復旧 RAID種類と故障時対処方法を知ろう

RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks、レイド)とは、複数のハードディスクを用いて冗長性(障害発生時用のデータを用意することで、容量を犠牲にしてシステム全体を壊れにくくすること)を確保することを目的とした技術のことです。簡単にいえば「複数のハードディスクをひとまとまりのハードディスクとして扱う」ということを目的としています。

これにより、データの書き込み速度の向上、耐障害性の向上などを図ることが可能です。しかし、その一方で、時として物理障害や論理障害が発生し、突然使えなくなるというリスクもつきまとっています。本記事の内容をよく読み、メリット・デメリットだけではなく運用コストについても理解した上でRAIDを利用されることをお勧めします。

RAIDがもし故障してしまったらどのように対応すべきなのか、今回はそんな故障時の対処法について詳しく見ていきましょう。

RAIDの種類について

RAIDとは、上述した通り複数のハードディスクを用いて冗長化や高速化を図る技術のことです。一口にRAIDといっても、いくつか種類があり、それぞれ特徴が異なります。
従って、まずはご自身の用途に合ったRAIDを利用していくことが重要となります。

RAIDの種類と構成(RAID0~RAID6)

RAIDには、0から6まで7種類の基本レベルが存在します。
そのうち、RAID2~4については常用されていません。以下で、よく使われているRAIDの概要および特徴を紹介しましょう。

RAIDレベル RAID名称 利用可能容量 アクセス速度(読込) アクセス速度(書込) 冗長性(継続利用が可能な故障ハードディスク本数) 構成時最低必要ハードディスク本数
RAID0 ストライピング 構成ハードディスク中の最小容量 × ハードディスク台数 早い 早い 0本 2本
RAID1 ミラーリング 構成ハードディスク全台数の2分の1以下 遅い 遅い 構成ディスク数 - 1本 2本
RAID5 - (構成ハードディスク全台数 - 1) × ハードディスク容量 普通 やや遅い 1本 3本
RAID6 - (構成ハードディスク全台数 - 2) × ハードディスク容量 普通 やや遅い 2本 4本

※アクセス速度は、ハードディスク1本時の速度を普通とした場合の比較イメージ。スペックやRAID構成などの条件にもよるため、一般的な目安となります

[主に使われているRAID]

•RAID 0
最低2台で構成するRAID技術です。ストライピングとも呼ばれる技術で、データを複数のハードディスクに分散して書き込みます。これにより、高い処理速度が実現され、データの使用効率が高いのが特徴です。
ただし冗長性には欠けているため耐障害性はなく、ディスク1本のみの場合よりも壊れやすくなります。
•RAID 1
RAID0同様に、最低2台で構成するRAID技術です。同じデータを2台のディスクに書き込むため、ミラーリングとも呼ばれています。万が一、1台のデータに障害が発生しても、もう1台のディスクにデータが保存されているため、データが失われるリスクが少ないのが特徴です。
•RAID5
最低3台から構築されるのがRAID5です。
書き込むデータを分割し、分割したデータからパリティ(誤り検出符号データ)というデータを生成します。書き込みの際には、分散したデータとパリティをディスクごとに分けて書き込みます。
RAID5を構成するディスクのうち、1台に障害が発生しても、パリティと残りの分散データから元のデータを計算できるため、システムとして動作し続けることが可能です。後述の「RAID 4」の問題点を解消するため、パリティ(誤り検出符号データ)を複数のハードディスクに分散して記録しています。これにより、アクセスがパリティディスクに集中してしまうことを防ぎます。容量コストのパフォーマンスにも優れており、耐障害性の高さも特徴です。
•RAID6
最低4台から構築されるのがRAID6です。
分散したデータから、RAID5のパリティに加えてもう一種類パリティを作成し、構成ディスクに対して分散して書き込みます。これにより、構成ディスクのうち2台に障害が発生しても動作し続けることができます。

[現在はほぼ使われていないRAIDタイプ]

•RAID2
最低5台から構成され、冗長化の仕組みにハミング符号を用います。
ビット単位でデータを分割して誤り訂正符号を計算するため信頼性は高くなりますが、計算コスト、運用コストの面でRAID5に比べて非効率であるため、現在は使用されていません。
•RAID3
最低3台のハードディスクから構築されるRAIDです。
RAID2の誤り訂正符号をRAID5と同じXOR(排他的論理積)を使用することで計算コストを削減していますが、アクセス単位がビット/バイトであるためRAID5と比べて効率が悪く、現在は使用されていません。
•RAID4
最低3台から構築されるのがRAID4です。
RAID3のアクセス単位をブロックに変更して効率化を図っています。パリティを書き込むディスクが固定されているためデータ書き込み時にパリティディスクにアクセスが集中し、速度が遅くなります。 RAID5ではパリティを全ディスクに分散して書き込むようになり、RAID4の短所を改善しています。

RAIDにはソフトウェアRAIDとハードウェアRAIDがある

RAIDにはソフトウェアを介して構築するRAIDとハードウェアを介するRAIDの2種類が存在しています。

まず、ソフトウェアRAIDはコンピュータに接続されている複数のハードディスクをソフトウェアによって単体のドライブとして扱います。コンピュータ上にこのソフトを実装することによって利用が可能となります。

【ソフトウェアRAIDのメリット】

導入コストがかからない
ソフトウェアRAIDで管理や制御を行う際は、文字通りソフトウェアを使用します。WindowsやMacなどではOSが提供している機能を使用することもできます。そのため、導入時のコスト負担が少ないのが大きなメリットです。

【ソフトウェアRAIDのデメリット】

パフォーマンス低下のリスクがある。
ソフトウェアRAIDは、OS上のソフトウェアがCPUを使用してRAIDの制御を行います。そのため、CPUへの負荷が高くなりやすく、システム全体のパフォーマンスの低下を招くことがあります。
このようなソフトウェアRAIDの一方で、ハードウェアRAIDはその名の通り、OSとは完全に独立した制御部分によりRAID処理を行います。マザーボードに専用のRAIDカードを使用して拡張したり、RAID装置として販売されているものを使用したりします。

【ハードウェアRAIDのメリット】

OS、アプリケーションの設定などを変更しなくて済む
RAIDカードを使用せず、ハードウェアRAIDのストレージとして販売されている製品の場合、接続すれば自動的にシステムからは「単体のディスク」として認識されます。このため、ユーザー側でディスクの割り当てを決めたり、チャンクサイズ(RAIDのデータ分割単位)の設定などを行ったりする必要がありません。
RAIDカードを使用してRAIDを構築する場合は、BIOSや専用のユーティリティソフトなどから設定を行う必要があります。

【ハードウェアRAIDのデメリット】

ソフトウェアRAIDと比較すると高価
ハードウェアRAIDはRAIDカードやRAID装置を購入する必要があるため、ソフトウェアRAIDよりも導入コストが高くなる傾向があります。

RAIDのデータ消失や故障の要因(論理障害、物理障害)

冗長性が大きな特徴であるRAIDを利用していても、データを消失したり継続した利用ができなくなったりするリスクは常に存在します。ここからは、データ消失や障害の要因について紹介します。

【論理障害】ファイルシステムやファイルの破損に起因したデータ故障

論理障害とは、ファイルシステムやファイル自体の破損など、論理的な破損によって起こる障害のことを指します。
原因としては、必要なプログラムやファイルを誤操作による削除やウイルス感染のほか、RAID障害発生時のリビルド失敗、リフォーマットなどがあります。

詳細については以下の記事で紹介しています。
「論理障害とは?論理障害を知って適切な対処で問題を解決!」

【物理障害】パーツやハードディスクなどの物理的な故障に起因する障害

一方、物理障害とは、ハードディスクを構成する部品が物理的に破損することを言います。基板不良(ファームウェア障害含む)、不良セクタ、ヘッド損傷、モーター/コイル破損など様々な原因があります。

物理障害は、通常は専門機器がなければ対応は難しく、無理に動かすなど対応を誤ってしまうとデータを取り出せないといった深刻なケースに発展してしまう可能性があります。
そのため、自己判断で処置をする前に専門の業者に相談することが安全な回復につながるといえます。
特にRAIDの場合、お客様判断によるリビルド、リフォーマット、再起動、継続利用による上書きなどにより復旧が困難になるケースが非常に多くなっています。場合によっては復旧不可能になるケースもありますので、障害発生時にはまずシステムを停止し、専門業者にご相談ください。

詳細については、以下の記事を参照ください。
「物理障害復旧サービス 物理障害でデータ復旧するために押さえてほしいこと」

障害の度合いやデータ復旧難易度は状況次第

障害が深刻であればあるほど、復旧は難しくなります。しかし、一概に「この程度であれば復旧は可能」というように、具体的な内容について明確にすることはできません。

ハードディスクの状態、障害発生時の状況など、さまざまな要素によって復旧の難易度は左右されます。

ただ、障害の種類が「論理障害なのか」「物理障害なのか」については、自己判断できるケースもあります。自分で対応すべきか、すぐにでも業者に依頼すべきかを判断することにもつながるので、ある程度の知識を身に着けておくことをおすすめします。

市販のRAID装置にはユーティリティソフトが付属していることが多く、ディスクが外れたりSMARTエラーが見つかったりするとアラートを出してくれるものもあります。
これらの通知が来た場合、物理障害の可能性が高いと判断できます。自己判断で処置をせず、電源を落として専門家に相談したほうが良いでしょう。

一方で誤削除などユーザーの操作が原因であることが明らかな場合は論理障害です。
こういった場合は後述する復旧ソフトで対処できるケースもあります。

ただし、中途半端に自己判断で対応してしまい、取り返しがつかなくなってしまった…というケースも非常に多く存在するため、大切なデータであれば早急に専門業者へ依頼することをおすすめします。

RAIDに障害が発生したときに注意すべきこと

万が一、RAIDに障害が発生した場合、どのようなポイントに注意すべきなのでしょうか。対応のミスを防ぐためにも参考にしてください

状況の整理

データを誤って削除してしまった、データにアクセスができない、エラーランプが点灯している、アラート音が鳴っているなど障害が発生した場合、まずは状況を把握し、整理することが重要です。
特にデータ誤削除や誤フォーマットの場合、自己判断で処置を行う前に直ちに利用を停止してください。
誤操作してしまうと焦ってしまい、バックアップデータの書き戻しや、リフォーマットしてしまうなど、さらなる失敗を重ねるケースが非常に多いようです。
まずは落ち着いて状況を整理し、被害が拡大しないようにしましょう。

以下の情報をリストアップすると、復旧業者に相談する際に有用です。

  • 障害発生時刻
  • 障害の内容(誤操作の場合は操作の内容)
  • 障害ディスクの本数、番号
  • RAIDレベル
  • RAID装置のメーカー、型番
  • 復旧したいデータの種類

メーカーに相談。その後データ復旧業者に相談

身近にPCに詳しい方がいると相談したくなりますが、対応ミスや判断ミスなどによってデータの復旧が不可能な状態に陥ってしまうケースは少なくありません。状況を整理したら、メーカーや専門業者に相談しましょう。

順番としては、まず「メーカー」に電話で問い合わせ、その場で可能な対応や保証内容などについて、確認しましょう。

メーカーで解決できなかった場合には、データ復旧会社などの専門業者に連絡をしましょう。障害が発生した場合、障害発生時の状態から何も変化させないことでデータ復旧の可能性が高まります。障害発生後はできるだけ早く電源を落とし、使用しないようにしてください。

リビルドは慎重に!可能であれば必要データを退避する

リビルドとは、RAIDの構成ディスクを交換し、RAIDを「再構築」する作業を指します。
リビルドは、ハードディスクへの負担が大きく、リビルド中に他のハードディスクが故障するリスクがあります。そのため、リビルドを行うのであれば慎重にすすめなければなりません。

データ操作ができる状態であるならば、リビルド失敗に備えて必要なデータを別のハードディスクなどにコピーしておくと良いかもしれません。また、リビルド作業が原因でデータの消失やシステム障害などを引き起こす可能性もあります。通常使用の範囲内であれば、リビルドはRAIDの運用に必要な操作であるため問題ありません。ただし頻繁にディスクにエラーが発生しているような状況で行う場合、リスクを理解して行う必要があります。

ハードディスク入れ替えや単体操作、RAIDカード交換など構成操作に関わる作業について

障害が発生していない状況であっても、RAIDの構成に影響する作業は、運用経験のある専門家に任せるのが望ましいといえます。

RAID障害のうち一定数は運用ミス、操作ミスなど人為的ミスが原因です。
RAIDを運用する際、ディスク交換やリビルド作業は避けられないことですが、RAIDの仕組みや作業手順を明確に理解している事が前提となります。
RAIDが破損した際、RAIDレベルを変更してフォーマットしてしまったり、リビルドが失敗した際に無理やりリトライするなど、誤った判断が復旧を困難にすることが頻繁にあります。
作業に不安がある場合はメーカーや専門家に問い合わせるなど、慎重に行うようにしてください。

RAIDに障害が発生したときのデータ復旧方法

RAIDに障害が発生してしまった場合、どのようにしてデータを復旧することができるのでしょうか。上述した「自己判断での対応のリスク」をよく理解して、参考にしてください。

ソフトウェアを活用してデータを復旧させる

復旧方法の一つとして使えるのが「データ復旧ソフト」です。データ復旧ソフトを使用することで、誤操作によるファイル削除や誤フォーマット、パーティションのトラブルなどの論理障害からデータを復旧できることがあります。また、RAIDカードやRAID装置本体が故障した際、ディスク自体に問題がなければ復旧ソフトで対処することができる場合があります。RAIDに対応したデータ復旧ソフトもインターネットで購入可能ですので、RAIDやパーティション、ファイルシステムなど専門知識がある方は、自己責任でデータ復旧作業を行うことができます。

ただし、これらはディスクに物理障害がないことが前提となります。ディスクから異音がする、SMARTエラーがある、ディスクが認識しない等の障害が確認される場合、復旧ソフトを使用してはいけません。
直ちに電源を落とし、状態の保全を行ってください。

データ復旧業者に依頼してデータ復旧してもらう

やはり、最も安全なのが「データ復旧会社」に依頼するというものです。
もちろん、データが100%復旧するということを保障できるわけではありませんが、専門的な知識を有する専門業者であれば、オリジナルディスクをできるだけ元の状態で保全した上で、安全にデータの復旧作業を行います。
RAID復旧の経験が多いデータ復旧会社は、様々な症状に対応するノウハウをもっています。実際に依頼するかどうかは別として、障害発生時にはひとまず電話で復旧業者に対応を相談するのも有用です。ただ専門業者であってもレベルは様々ですので、電話で直接話した上で、信頼できそうなところに相談するのが良いでしょう。その際には、先述の通り状況整理を行った上で相談されると適切なアドバイスがもらえるはずです。

まとめ

RAIDはデータのアクセス速度を上げるためや、耐障害性を高めるために一般のパソコンなどでも使われるようになった便利な仕組みです。
しかし、一口にRAIDといってもいくつかの種類が存在し、その種類によっても障害発生時の復旧・修復の方法はさまざまです。
RAIDのデータ復旧には、高い専門性が必要とされます。ある程度の知識があったとしても、自分で復旧しようとして、取り返しのつかない事態になることがよくあります。
データ復旧の可能性を最も高くするには、RAID復旧の実績が多い専門業者に依頼することだと言えます。

アドバンスデザインのRAID復旧(実績、症状、事例、料金など)はこちらをご覧ください。


データ復旧サービスへのお申し込みはこちらをご覧ください。
サービスお申込み
データ復旧サービスへのお問い合わせはこちらをご覧ください。
データ復旧サービス お問い合わせ

コラム一覧へ