| ◇ 投稿記事 ◇ JH1OHZ ⑳ |
| 冗長性を持たせたデータの保存への取り組み（四方山話し） |
 はじめに |
皆さんはパソコンのデータをどのように保存していますか？保存状態は万全ですが？バックアップはとっていますか？どのように冗長性（重複性や余剰性）を持たせていますか？「ＨＡＭＬＯＧデータが消えてしまった」とか「ＣＴＥＳＴＷＩＮなどコンテストデータが消えてしまった」といった経験された方もいるのではないでしょうか？ハムに関連したデータでなくても、パソコンの調子が悪くなり、または壊れ、Ｅメールアドレスのリストやワードやエクセルの多くのデータを失った方は多かれ少なかれ、おられるのではないでしょうか。
私もいままで痛いトラブルを何回も経験しました。最近信頼性があるはずだったＵＳＢメモリでトラブルにあったこともあり、今般ＲＡＩＤシステムによる自動２重化のシステムを構築しました。
ここで、今回のＲＡＩＤを紹介する前に、いろいろな保存ディバイスについて改めて整理してみました。これから案内する保存ディバイスで安心できますか？
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| いろいろなデータ保存のディバイス |
１）ＦＤＤ：フロッピーディスク
既に８インチや５インチのフロッピーディスクは再生ドライブすらありません。３．５インチのＦＤＤは古いＰＣにはかろうじてまだあるでしょうか？フロッピーディスクは既に過去の遺産ですね。
２）ＨＤＤ：ハードディスク
一般的なパソコンではＨＤＤ（ハードディスク）にＯＳや各種プログラム、データが保存されています。ＨＤＤは回転する部品で構成されているため、読み書きに掛かる時間が長いことと、衝撃に弱いことです。動作中に衝撃を与えたりすると、壊れてしまう可能性があります。また時間経過で確実に劣化し故障します。壊れる前にＯＳのバージョン更新時期に新たなＰＣに移行すればデータを継続することもできますが、タイミングを見落とし、ＰＣ故障につながるとデータ移行も出来なくなる、怖さを持っています。
３）ＳＳＤ：ソリッドステートドライブ
最近ノートパソコンを始めデスクトップＰＣでもＨＤＤでなく半導体素子メモリ（フラッシュメモリ）を使ったドライブＳＳＤ（Solid State Drive）が多く出てきました。ＨＤＤと同様の記憶装置です。メリットは読み出し速度がＨＤＤと比較して非常に早く、動作音がないこと。衝撃に強いことがメリットと言えます。ただし、デメリットは、同じ容量のＨＤＤと比較して価格が高いことです。ただこのＳＳＤの稼働年月（寿命）については証明されている訳ではありません。実はＳＳＤには素子設計上、書き込み回数に上限があるといわれており、上限に達すると論理障害を起こします。ＨＤＤを使ったサーバーなどのシステムでは経験則による寿命（交換時期）を見越していますが、ＳＳＤにはまだその経験則がないといっても過言ではありません。さらにノートパソコンに最初から装備されているＳＳＤは形状の規格化もなく、容易に脱着できるものではなく、パソコンのメインボードにフレキシブルケーブルで配線されているので、メインボードが壊れるとそのまま書き込み、読み取りも出来なくなります。この場合はメインボードの修理からでしょう。ではＳＳＤが故障した場合はどうなるのでしょうか？論理障害の具合によりますが、データ回復はＨＤＤより難しいといわれています。
４）ＨＤＤ形状のＳＳＤ
３．５インチや２．５インチのＨＤＤの形状またはアダプタを使って外観はＨＤＤでも中味はＳＳＤのディバイスは既に７，８年以上前から出回っていました。ＨＤＤに比べ格段に速く動作するので、ＨＤＤからこの形状のＳＳＤにシステムとデータを移行し使われている方も多いと思います。ＳＳＤとしてのデータ保存性は、前述の３）のとおりです。
５）ＵＳＢメモリ
ＵＳＢメモリで容量の大きなものは２５６ＧＢ程度のものまで簡単にネット販売で入手できる時代になりました。一般的にはちょっとしたデータ保存では１６ＧＢや３２ＧＢ程度でしょうか？ ３年保証、５年保証や中には永久保証などと打ち出されているメモリもあります。この場合の保証とは何でしょうか？「メモリが壊れたらハードウエアとしての新品のＵＳＢメモリで代品保証します。」という意味で、データを保証しますということではありません。ＵＳＢメモリはＳＳＤと同様に半導体素子メモリ（フラッシュメモリ）ですから、ＨＤＤと異なり物理的な可動部分はありませんから、安心でしょうか？ＵＳＢメモリもＳＳＤ同様、フラッシュメモリは素子設計上、書き込みの上限があり時間軸の稼働年月（寿命）については証明されているものではありません。何回かの書き込みが繰り返されると、論理障害になる可能性を持っています。３年保証、５年保証や中には永久保証などと打ち出されていますが、それぞれのメーカーから、通常の書き込みではその程度の時間を考えておけばいいと思ってのことでしょうか？
６）ＣＤ-ＲやＤＶＤ-Ｒ
ＨＤＤや半導体デイバイスでは不確かだとして、ＣＤ－ＲやＤＶＤ－Ｒに半年毎など時間間隔や、容量の大きさを見ながら、書き込みをされている方もおられるのではないでしょうか？果たしてＣＤ-ＲやＤＶＤ-Ｒの保存性はどうなのでしょうか？理想的な保存管理をすれば寿命は10年～100年ともいわれていますが、理想的な保存管理とは低湿、暗室保存（できれば宇宙放射線を受けない箱の中）です。一度書き（write at once）のＣＤ－ＲやＤＶＤ－Ｒの他に、書き換えが可能なＣＤ－ＲＷやＤＶＤ－ＲＷでもディスク内の色素をドライブのレーザーで色素を化学変化させ、それがデータとなります。色素ですから、仮に強い光が当たる窓際においておくと色素の状態が変化してしまい、「読めない」といったことが起こります。
この色素の規格は有りませんから、外国製の安いＣＤ－ＲやＤＶＤ－Ｒは避け、国産の少々高い価格の製品を選ぶことをお勧めします。代表格は国内老舗の「太陽誘電」製品です。
色素で歴史があるのは何と言っても日本書紀の時代から文字で歴史を伝えてきた墨文字といえます。
では音楽ＣＤや映像ＤＶＤなどプレス品は大丈夫かというと、実はこれも時間の証明ができていません。音楽ＣＤや映像ＤＶＤは元のデータからマザー：母（元データ）をつくりそこからデスク内のアルミニウム層にプレスすると同時に樹脂化しますが、プレス品の場合、保存状態やデータ面の樹脂層に傷がつき、 空気が侵入してアルミニウム層が酸化したり、また高温多湿の環境に放置すると、プレス面が劣化します。ですから、プレス品も永久保存ではありません。
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| 思い出せる範囲の私の痛いトラブル談 |
１）１４年前：ＷｉｎＸＰのノートＰＣ
ノートＰＣでよく持ち歩いて使っていたこともあり、ＨＤＤに振動が多く加わっていたかも知れません。ＨＤＤから微かですが「カラカラ」音が聞こえ出しました。システムの立ち上がりが順調でなくなったり、safemodeでないと立ち上がらなくなったり、あきらかにＨＤＤ故障の前触れ信号です。必要なデータをバックアップし、ＰＣを交換しました。
２）６年前：ＷｉｎＸＰのノートＰＣ
このＰＣはＷｉｎＸＰで動作する測定器用のＰＣとしての活用もあったので、ＸＰのサポートが切れる２０１４年４月の１年前（２０１３年４月）にＨＤＤからＳＳＤにクローン移行し、ＳＳＤでサクサク動作するようにしました。ＳＳＤ購入時は３年保証がある信頼がおけるメーカー製でしたので、安心していましたが、ちょうど１年経過した時にＯＳシステムの立ち上がりが極端に遅くなったりエラーで立ち上がらなくなったり、safemodeでどうにか立ち上げごまかし稼働していましたが、ＯＳだけでなく、よく使うアプリの立ち上がりにもエラーが出始めました。ＳＳＤも壊れることを実感しました。完全に壊れる前にどうにか最低のバックアップデータを確保。３年保証があったので、購入店にＳＳＤを持ち込みました。１週間ほどで同じ規格のＳＳＤが購入店ルートで届き、以前使っていたＨＤＤからクローンをつくり、バックアップデータを書き込みました。このＰＣはＸＰのサポート終了以降はネットには接続させず、測定器として今でも使っています。
３）過去のＵＳＢメモリ
ＵＳＢメモリが不良になるのは数多く経験しました。ＵＳＢメモリが出始めたころ、最初は１２８ＭＢなど小容量のものから使い始め、１ＧＢや２ＧＢというとだんだん大きな容量になって、よく使っていましたが、格安のメーカー名もよく分からないものは“認識しない”、“読めない”など多くのトラブルにあいましたが、データを持ち運んだり、仮保存にはよく使っていました。
４）ＲＡＩＤを検討するに至った最近のＵＳＢメモリのトラブル
現在のメインのＰＣはＷｉｎ１０のノートＰＣで、最初から２５６ＧＢのＳＳＤです。動作スピードにも不満はなく、メールやＪＡＲＤ関連、電波適正利用推進員協議会、非常通信協議会など重要な処理に使っています。ＳＳＤは過去の経験から、「必ず壊れる。」を教訓に主要データ（約１０ＧＢ）は信頼おけるメーカーのＵＳＢメモリ（永久保証）をＡとＢの２個を使いダブルバックアップしていました。常にＡにバックアップし、日頃気が付けばＡからＢにバックアップをとっていました。
ところが２０２０年８月に平時バックアップのＡのＵＳＢメモリがドライブとして認識できなくなりました。ところが、ハム専用で使っている他のＰＣでは読み取りできました。半導体メモリの微妙なロジックレベルのようです。Ａ＝Ｂでなかったため、ハム用ＰＣでＡのデータ全てを読み取り、Ｂにコピーしました。永久保証がついている信頼おけるメーカーのＵＳＢメモリでも、ある確率で壊れることを身を持って知ることができました。今回のトラブルで半導体メモリは予期せぬタイミングで壊れるものだ！を痛い程知りました。
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| ＲＡＩＤの検討、そして構築 |
ＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）とは、複数のハードディスクを組み合わせることにより1台（１ドライブ）の仮想的なハードディスクとして認識させて冗長性を向上させる技術のことで、レイドと呼ばれます。ＨＤＤ障害が発生した場合でもデータの復旧及びアクセスを可能にしたり、複数ＨＤＤへの分散書き込みによるデータ保存を高速化させたりできます。ＲＡＩＤは「バックアップ」とは異なる概念の技術です。
ＲＡＩＤにはＲＡＩＤ ０～６までの大きく７種類があります。ＲＡＩＤは「ＲＡＩＤ＋番号」という形式で表現されますが、ここではデータ自動復旧に焦点をあてた 「ＲＡＩＤ1」と「ＲＡＩＤ5」を紹介します。
「ＲＡＩＤ１」は２つのＨＤＤを使い、常に２つのＨＤＤに同じデータを書き込むミラーリングシステムです。１つのＨＤＤが壊れたら、ドライブを交換すると自動的にバックアップしミラーリングを実現します。２つのＨＤＤを使いますが、利用効率は１つのドライブとして認識しますから、利用効率は最大５０％です。
「ＲＡＩＤ5」はＨＤＤ４つで構成し、データからパリティー（誤り訂正符号）を生成し、データとともに４つのドライブに分散して記録します。４つのドライブのうち、どれか1つが破損しても、ドライブ交換することでパリティー内の情報から復旧が可能なモードです。ＨＤＤ３台分の容量が使用できますので利用効率最大７５％となります。
今回自宅用にＲＡＩＤ１のＨＤＤ２つを使うミラーリングＲＡＩＤを構築することにしました。
ＲＡＩＤに使われるＨＤＤは通常のパソコン用ＨＤＤでなく、信頼性が高いＮＡＳ（Network Attached Storage）用のファイルサーバーとして使われるＨＤＤです。ネットワーク対応ＨＤＤとも言われ、ＷＡＮやＬＡＮのネットワークや直接接続する使い方もあります。今回はＰＣからＵＳＢ３で直接接続しました。今迄のＵＳＢメモリの重要データが約１０ＧＢでしたから２ＴＢなど全く不要ですが、ＮＡＳ対応の高信頼性のＨＤＤは２ＴＢからという訳で、しかたなく２ＴＢ×２台を購入しました。１０年前だったら、同程度のＲＡＩＤ１での数十万円、ＲＡＩＤ５だと１００万円以上したものが、今回はＲＡＩＤ１用のＨＤＤコントローラ＋ＮＡＳ用ＨＤＤ（２ＴＢ×２）でなんと３０ｋ円で少しおつりがきました。１０年間と比べると１/１０以下で、時代の変化に驚く次第です。
今迄の主要データ以外に、過去１０年間のデジタルカメラデータと、i-tuneや音楽鑑賞用におとした音楽データも一緒に入れ、これでようやく４０ＧＢ弱です。それでも２ＴＢではガラガラです。
ＰＣをシャットダウンすると、自動的にスリープ状態になります。ＰＣ動作中でも設定時間アクセスしないとスリープ状態になります。今回は１５分のスリープ設定としました。ＨＤＤ内の温度管理もしていて温度があがると自動でファンが回り始めます。初めての自宅ＲＡＩＤシステムですが、これで安心システムになったように思います。
現役時代に仕事で大容量写真画像保存のためＲＡＩＤ５に触れていた時とくらべると、ＲＡＩＤ１ですが、いとも簡単に低価格で構築できるようになっていて、改めて時代の変化を感じた次第です。
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| 参考までにＲＡＩＤ設置状況の写真です。机の下に設置し、机の横のパンチングメタルにアルミ板を加工し台を作り、下側ゴム足と横側にクッションを入れて、地震でも落ちないように紐で括り付けました。ＰＣでのソフトウエアでのＲＡＩＤ管理画面を添付します。 |
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| ＰＣでのソフトウエアでのＲＡＩＤ管理画面 |
ＲＡＩＤ管理画面
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| 【2020.10.01 JH1OHZ 片倉 記】 |
| pdfファイル(印刷用)：275KB |
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神奈川県支部登録クラブ 登録番号：11-1-2 
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