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ハードディスク番長な人に適したPC構成を考える


 これからハードディスク番長を目指す人が最初に考えなければならないのがシステム全体の構成である。構成によってシステムの可用性は大幅にかわる。複雑なシステムは粋ではあるが、可用性が低ければ実用にならない。粋な実用システムこそハードディスク番長の信条である。それを構築するためにどのようにすべきかを今回考えてみた。


ファイルサーバを便利に使う

1.ファイルサーバのドライブアサインを固定する
複数台のPCを所有し運用する場合、データが各PCに分散していたら使いにくい。当然データは1台のPCに集約した方が便利であるが、アクセスするPCごとにネットワークドライブのドライブレターが違っていたらこれもまた使いにくい。そこで筆者はデータを蓄積してある論理ドライブとバックアップ用論理ドライブのドライブ名を固定して使っている。例えばファイルサーバはどのPCからもネットワークドライブo:として固定してある。こうすることによって、ショートカットなども全てのPCで共通して利用することができる。その際の注意点はそのネットワークドライブ名をd:やe:などとしないことである。d:やe:などに設定してしまうとPCによってはUSB接続のフラッシュメモリやDVD、テンポラリーディスクと被ってしまう可能性があるからだ。またsoftetherなどを使って他人のPCからのアクセスも考えられる場合、x:、y:、z:などを昔の習慣でCD、DVDなどにアサインしている人も多いのでl:、m:、n:、o:、p:などアルファベットの真ん中あたりが有利だ。
このような工夫をしておかないとVMWareなど仮想PCを多用するようになった場合、ドライブ名が混乱し使い勝手が非常に悪くなる。


2.物理ドライブをまとめて巨大容量で使用する
データ量が多くなってくると、どこにどのデータが蓄積されているかの記憶が難しくなってくる。アクセスするPCごとにサーバのネットワークドライブ名が違うと混乱することは先に述べたが、ドライブ名を統一したとしてもデータがハードディスク複数台に分散してあったらこれまた不便である。そこでぜひ利用したいのがWindowsの標準機能で持っているダイナミックディスクとスパンディスクだ。ダイナミックディスクだと論理ディスク情報がドライブ生成後でも変更可能になる。例えば1TBの物理ハードディスクを持っていて、ドライブ名をo:としてあるとする。それをダイナミックディスクに変換(変換時にデータはそのまま引き継がれる)しておけば、後日そのドライブo:が満タンになった場合、新たに買ってきた1TBのディスクを接続し、ディスクの管理のボリュームの拡張を使い、o:ドライブをデータはそのままで単純に2TBに拡大することができる(ただしシステムディスク=起動ディスク・Cドライブは拡張不可)。これを使用しデータ全てを1台の巨大論理ディスクとして使えば、全てのデータがドライブ名o:に存在するため、最大の使いやすさを得ることができる。

3.データの堅牢性を確保する
RAIDカードのスパンディスクでもこのようなことは可能だが、最大構成ディスク数がそのカードで接続できる台数に制限されてしまう場合があるのでお勧めできない。またRAIDカードの場合ディスク構成情報が、そのカード独自の場合が多く、別の種類のカードに接続した場合、構成情報が引き継がれないという問題がある。さらにその構成情報の保持方法が脆弱(おそらく先頭の物理ディスクの先頭付近のデータ領域一箇所にしか構成情報の記載がない)で、RAIDカードの暴走に伴って破壊されてしまう事例を何度も体験した。特にRAIDBIOS上で物理ディスクのアサインをしないとOSに物理ディスクとして引き渡さないRAIDカード(NECの小規模サーバにも搭載されていたPromise製品など)の場合、構成情報が破壊されるとOS上で物理ディスクとして認識されなくなるので救済方法がほぼ無い。
一方OSのスパンディスクであれば、ディスク構成情報は物理ディスク1台につきMBRで1箇所、GPTであれば2箇所もっている。したがって物理ディスク1個の論理ディスク構成情報が破壊されてもchkdskによって他の正常な論理ディスク構成情報を使っての修復、再構成が可能である場合が多い。またGPTの場合ひとつの物理ディスク内に(正確ではないがほぼ)そのディスクの先頭部分と最後尾に構成情報がミラーリングされており、それぞれの整合性をチェックし不都合が見つかれば修正も行ってくれるので大変堅牢になる。それは単に2箇所に情報があるということだけではない。われわれハードディスク
番長な人はよく体験することなのだが、ハードディスクの不良セクタはディスクの先頭付近により発生しやすい。これは電源投入直後にハードディスクは一斉にスピンアップし、その際システムの電力供給が不安定になり、その最も不安定な時期にハードディスクはハードディスクの先頭付近を読み込んでいるからである。またOSが起動するときはCPU使用率も100%になっていて(仮想PCで確認できる)、さらにさまざまなデバイスが認識や初期チェックなどを行い電力供給がシビアになる瞬間でもある。このようなときに論理ディスク構成情報を読み込むわけであるからもともと破壊されやすい領域なのである。またハードディスクの構造から言えば、ディスクの先頭部分はプラッタの最外周にあたり、最も高速なアクセスが期待できるのと引き換えに、物理的障害が起こりやすい位置でもある。例えば内周のどこかでクラッシュが発生し、プラッタ表面が削れ、微量の粒子が飛散したとする。その場合その粒子はプラッタの回転による遠心力で外周方向に飛ばされる。その飛ばされた微粒子が最外周で再度衝突すればMBRは壊れる。またプラッタの軸心が削れてホンの少し芯ブレが発生した場合でも、内周より外周の方が変動幅が大きくなるので真っ先にMBRが被害を受ける。つまりMBRはもともと危険なハードディスクの先頭付近にのみ情報があり、GPTは最も不良セクタ発生による影響を受けにくいディスク最後尾(最内周)一歩手前付近にもバックアップ情報が記載されているところが味噌である。

いずれにせよ、スパンニングを行うならRAIDカードでは絶対行わず、MBR<GPTといえる。ただしGPTにも弱点がある。それはサポートOSがあまり無いと言う事だ。筆者は32bitWindows2003を使っていてこれはGPTが使用できる。ご存知だと思うがバックアップソフトやデフラグなどのアプリケーションはサーバOS用だと消費者クラスのものと同機能なのに10倍100倍の値段になっている場合が多い。そこで筆者は別のディスクにWindowsXPをインストールし、Windows2003ServerのシステムのバックアップやデフラグはXPから行って節約していた。Windows2003ServerでGPTがサポートされ早速GPTしようとしたのだが、XPの32bit版は結局最後までGPTはサポートされなかった(64bit版はサポートされている)のでメインサーバは未だにMBRのままである。(ただしバックアップはGPT化している)


多量のハードディスクを実用的に実装した例
ハードディスク番長なPC構成例

データディスク 32台  スパンボリューム 14.5TB
キャッシュディスク 7台  ストライプボリューム 3.3TB
システムディスク 1台  シンプル .
VMWare運用用ディスク 2台  ベーシック .

※現在windowsではスパンボリュームやストライプボリュームのハードディスクの1ドライブ名あたりの限界連結数は32台だ。これを超えて運用する場合RAIDカードであらかじめスパニングするなど工夫が必要になる。しかし前述したようにRAIDカードでのスパンやRAIDは脆弱すぎるので、現時点のスパニングによる1ドライブアサインでのハードディスク最大数はやはり32台が実用的と言えるだろう。

専用機でバックアップする

データ破損の最大の要因は、ユーザー本人が間違ってデータを消してしまうことである。これを防ぐためにはRAIDなどのリアルタイムミラーリングはかえって不都合だ。間違って消したとたんに、バックアップデータも消されてしまうからだ。筆者はこれを解決するための方法としてバックアップ専用機を作って、週に1回だとか1ヶ月に1回だとかの適切な間隔でミラーリングを行うのがベストだと思っている。バックアップ時に更新データや削除データがあった場合、手動で確認することによって、誤って削除したデータをユーザーが発見し復旧することができる。
このバックアップ機は通常電源は抜いておき、LANケーブルもはずしておく。これは雷などでサーバ、バックアップともども一家心中しないためである。これにより耐ウィルス性なども確保できる。

詳しくは バックアップを考えるを参照のこと。


サーバクライアント方式で運用する

われわれハードディスク
番長な人種は同時にデバイスマニアである場合が多い。BIOSがアップデートすれば更新せずにはいられないし、使いもしないのにあまったPCIデバイスを本体に挿してしまう。しかしこう言った人種には安定したサーバは構築できない。なるべくいじらないこと、それがシステム安定の王道なのだ。従って我々はハードディスク大量搭載を目指してもなかなか実現できないのである。そんな我々に唯一残された道は、通常自分が操作したりいじり倒したりするPC=メインPCとデータサーバを分離することだ。メインPCは今まで以上にいじり倒し、逆にサーバは超安定を狙う。目の前にPCがあるとついいじりたくなる衝動も、できればサーバをベランダサーバ化することで押さえ込んで行きたいところだ。目に見えないところにシステムがあり、それをリモートコントロールしているという満足感と、実際リモートコントロールではいじり倒すことが難しいというか、いじって不安定にさせたら面倒だという感覚の芽生えもシステム全体の安定に寄与する。
(詳しくは ベランダサーバを作るを参照のこと。)
またベランダサーバでは24時間稼動させることが容易になるため、かえってハードディスクの長寿命化もはかれる。
( 詳しくは ハードディスク劣化の原因と対策を参照のこと)
P2Pと組み合わせて運用すれば鬼に金棒、
番長にチョウランだ。中学時代、新聞配達をして学ランを買ったことを思い出し、稼いだお金を湯水のごとくつぎ込んでぜひ真のハードディスク番長となってもらいたい。


余談だが筆者はHDDメーカーの人間ではなくプラスチックフィルム袋の工場を経営している。仕事でアルミ袋やポリ袋、OPP袋、ラミネート袋、チャック袋、印刷袋、無地袋を使っている読者はお気軽に相談いただきたい。

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 このページは理由なきハードディスク拡張をし続ける粋人のために作られた。PCに比類なき多量のハードディスクをいかに設置するかを研究、実験、報告するページである。ここに記載された内容は、筆者本人が信じて疑わないことであるが、世間的に必ずしも正確であるとは言えないことを宣言しておこう。またこのページを参照しての実験はすべて自己責任で行ってほしい。なおその結果について当局は一切関知しないからそのつもりで。リンクについてだが、無断でおおいにやっていただきたい。それはこのページ内に筆者が製造販売している番長グッズが存在しているため、宣伝したいからである。よろしくおねがいいたします。


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