CentOSでストレージサーバ(RAID5)を組んでみる – その1(構想・ハードウェア構築編)

移転前のサイトからの転記です。日付は当時のものを使用しています。文言などは若干修正を入れています(7年前なので表現が若くて恥ずかしい)。


4年前のmini-ITXブームに乗っかって作ったサブPCが埃を被ってるので、友人から勧められたストレージサーバへの転用をトライしてみることにしました。丁度、サーバ構築の書籍がKindleセールの対象になっていたので購入してみました。

本書籍とWEBの情報を頼りにサーバ構築を進め、冬休み12連休をほぼ使って完成しました。結構大変な作業だったため備忘録を残そうと思います。以下3つの記事に分けて記事にします。

  1. 構想・ハードウェア構築編 ←この記事はここ
  2. OS導入・ソフトウェア設定編
  3. 不具合解析とその後の処理編

RAIDの構成

RAIDとは複数台のハードディスク (HDD) を組み合わせることで仮想的な1台のHDDとして運用し、冗長性を向上させる技術です。

RAIDレベルの選択

RAIDには0から6までの7種類がありますが、今回はRAID5を構築したいと思います。RAID5は分散パリティと呼ばれるもので、HDDの最低本数が3台以上で構成されます。データを3台以上のHDDに分散 (ストライピング) して格納し、同時に「パリティ」( 誤り訂正符号) データを生成して保存する形式となります。

ソフトウェアRAID or ハードウェアRAIDの選択

今回はi3コアが使い回せるためSW RAIDでも実用に耐えられそうだということと、初めてのLinuxマシンなので情報が潤沢だということからSW RAIDで組むことにしました。

OS (Linux ディストリビューション)

WindowsServerなどの有料製品を使う予算は無いですし、今回はLinuxの勉強も兼ねているためOSはLinuxとしました。その中でディストリビューションを検討します。Linuxのストレージサーバやファイルサーバで検索してみると、ディストリビューションとしてCentOSというものがヒットしました。仕事でもUbuntuしか使ったことが無かったためあまり聞いたことはありませんでしたが、サーバ界隈ではデファクトスタンダードのディストリビューションのようでした。勧めてくれた友人はUbuntuで組んでいましたが、書籍やWEBページの情報量がCentOSの方が潤沢だったためCentOSを選択することにしましたた (そのため冒頭で紹介した書籍を購入しました) 。

ハードウェア構成

使い回しするパーツ

サブ機のパーツはそのまま流用し、新規購入品は増設するHDDのみとします。主要パーツは以下です。

このとき気付いたことですが、このケースはmini-ITXケースとしては珍しく3.5インチベイ (2.5インチ共用) が3つもありました。更に5インチベイと2スロットタイプのグラボ搭載スペースまであり、見かけによらずスペースが広いためサーバ用として有用のように思います。5インチベイとグラボ搭載スペースに3.5インチHDDが載せられれば3.5インチHDDが5つ搭載可能で、小型ストレージサーバケースとしてこれ以上無いほど向いていると思います。

流用に伴いマザーボードのCMOSクリア (BIOS初期化) を実施しておきました。これによって接続デバイスの情報や起動順位、ファン速度、OC等の設定が初期化され作業がスムーズに進みます。もともと入っていたOSについてはWinのOSが入っていようがLinuxのOSが入っていようが他のシステムから見ればただのデータのため、特別なことはせずそのシステムでフォーマットすれば良いです。

HDD容量と台数

現在、音楽ファイルや動画ファイルなどを3TB×3台で管理しています。今回はこの環境を引き継ぎたいためRAID5での実効容量は9TB用意することにしました。これらのHDD3台を流用するとして、追加購入台数を検討します。

RAID5では実効容量がHDD台数-1となるため、3TBのHDDが4台必要です。また障害発生対策としてスペアを用意する場合は+1台となるため、3TBのHDDが5台必要となります。そのため計2台のHDDを追加購入します。RAIDはアレイ内で一番小さい容量のドライブに合わせて構成されるため、追加分も3TBのものが必要となります。また同じメーカー、同じ型番で揃えたほうが不具合が少ないという情報があったため、これまで使っていたWesternDigital製のWD30EZRZ-RTを用意することにしました。

気を付けないといけないのは、同じロットのHDDを複数台用意するのは極力避けるということです。同じロットのHDDは壊れるタイミングが重なる可能性が高いため、冗長性を持たせるためにRAIDを組んだ意味が無くなってしまいます(とは言ってもこれまで使っていたHDD3台は組み込むしかありませんが……)。SMART情報を見てみましたが電源投入回数はバラバラだったため問題ないかと思います。念のため、追加分の2台はそれぞれ別のお店で購入しておきました。

尚、流用する3台のHDDはWin環境で「ディスクの管理」からボリュームを削除しておきました。いずれにしてもCentOS上でフォーマットすることになりますが、念のため。

SATAケーブル

SATAケーブルも型番まで合わせた方が良いのかと思いましたが、対応速度が同じなら問題無いらしいです。そのため手持ちの6Gbps対応ケーブルをかき集めて、足りない分は以下のケーブルを購入しました。コンパクトに配線したかったので短い30cmタイプを買ったのですが、これが大失敗でした。短すぎて筐体に這わせて配線できず、空中配線になってしまいました。また片側L字タイプにしたのも失敗です。mini-ITXケースはスペースが狭いため無理やり曲げざるを得ない箇所もあり、通信品質が懸念されます。事前確認はしたのですが、各種電源など繋いだ後の確認が必要でした。

ケースファン

HDD冷却のために計4基のケースファンを用意しました。mini-ITXケースに対してオーバースペックな気もしますが、HDD故障の要因は物理的な衝撃を除くと殆どが「高温環境下での使用」だそうです。最適温度などは別途URLを参照して記載します。

以下、HDD冷却用140mmファンです。3pin制御品の中で高評価なものを選びました。

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同様に120mmファンです。

3pinファン用電源分岐ケーブルです。

USBメモリ

次回以降の記事で記載しますが、結局OSはUSBメモリにインストールすることにしました。メーカーは信頼しているSanDiskかTranscendが良かったのですが、近所の家電量販店に無かったため断念しました。まとまった時間の取れる冬休みだったため、当日試せることを最優先事項としてUSB3.0対応でリーズナブルなバッファロー製を選択しました。

・RUF3-PW16G-YE
・RUF3-PW16G-BL

BUFFALO オートリターン機能 USB3.0 マカロンデザインUSBメモリー 16GB ピンク RUF3-PW16G-PK

その他購入した周辺部品


HDD用のSATA電源増設用です。

【限定】シリアルATA電源2分配ケーブルアイネックス (AINEX) S2-1501SAB ●SATA電源(オス)→SATA電源(メス)x2個●長さ:15cm

HDD用のSATA電源延長用です。


HDD用のSATA電源増設用です。

【限定】シリアルATA電源3分配ケーブルアイネックス (AINEX) S3-1504SALA ●SATA電源(オス)→SATA電源(メス)x3個●最長:23cm●ブラックタイプ●下向きL型

マザーボードのUSB 3.0コネクタから端子を引き出すケーブルです。次回以降の記載しますが、最終的にOSをUSBメモリにインストールすることになったため使用しました。筐体にUSBメモリを刺すと物理的な破損リスクが高まりますし、何よりコンパクトにまとめたかったため購入しました。

AINEX ケース用USB3.0ケーブル [ 7.5cm ] USB-015


USBポートは使用しないため保護のため購入しました。


5インチベイに3.5インチベイを固定するため購入しました。金属製のため冷えそうです。


電気絶縁・耐熱テープです。冷却ファンやケーブルを固定するために購入しました。


以上です。