ファイルのバックアップを考える3【ハードディスク編1】

■テープメディアを使用したバックアップの悩み
 バックアップを考える その1その2 のページでは,UNIX でバックアップを取る際に一般的な,テープドライブを 使用する方法に関して解説しました.しかし,既に多くの方が感じられている 通り,労力の点から考えると,テープローダーを使用したシステムを使用し ない限り,大容量ディスクをフルバックアップすることは,非現実的です. かと言って,テープローダーを導入しようと考えても,装置自体が個人レベルで は手が出ないほど高価なものですので,金銭的にも非現実的な選択と なってしまいます(2002年末の時点で,非圧縮で1TBのバックアップ可能な装置は 200万円くらいです).

 これは何も個人レベルだけに限定された問題ではなく,バックアップに対して 潤沢な資金をかけることの可能な一部組織を除き,企業レベルでもその高額な コストは頭の痛い問題でしょう.また,バックアップ所要時間も大きな問題 です.データ量が膨大な場合,テープドライブ単体では充分なスピードが確保 できないため,テープローダに内蔵するテープドライブ数を増やす方策を採る ことが一般的です.しかし,その性能向上はコスト的に見合わなかったり,複数 台使用しても要求仕様を満たせない場合もあります. そのため,きちんとバックアップに関する設計を行っていない場合,システムが 止まっても良い夜間にフルバックアップしようにも,朝までに終わらないという 問題が発生する場合があります.

 そのため,最近はディスクの内容を,別のディスクにバックアップを取るとい うことが行われ始めました.企業向け製品の場合ですと,最終的にはテープに 落とすけれども,ディスクを低速なテープドライブに対するキャッシュとして 使用する場合もあります.

 話を個人用途に戻しますと,やはり労力をかけて複数メディアにバックアップする のではなく,簡単な操作で短時間にディスク全体をバックアップしたいと思っている 人が大半ではないでしょうか.かく言う私もその一人でして,さらに条件として, 『できるだけ安価に』も付きます.

■ディスクを使用したバックアップ
■バックアップ媒体としてディスクを使用する是非
 バックアップメディアとして理想的な要件は,バックアップ対象に対して 充分な容量を持ち,非使用時に内容が安全な状態にすることが可能で あり,かつ,長期保存に適することでしょう.このような用途に利用可能な メディアとして様々なリムーバブルメディアが売られていますが,個人向け の物の場合,大抵は容量的な問題がネックとなって来ることは繰り返し書い た通りです.

 そこで大容量ディスクのバックアップを大容量ディスクで行えば良い のではないかという結論に達するわけですが,いくつか問題が発生します. 『ディスクはいつか壊れるもの』という見地からバックアップするのに, 同じくクラッシュという危険のあるディスクを使用する是非です.

 おそらくこの問題に関しては2つのアプローチが取れると思います.

 1つは,ディスクに冗長構成を持たせ,ハード的/ソフト的な仕組みを 利用することにより,ディスクそのものの信頼性を向上させる方法です. RAIDと一般に言われる手法ですが,例えば RAID1 のミラーリングを 用いれば,透過的にディスクの内容を別ディスクに 常にコピーしておくことが可能です.PCの世界ではRAIDと言うと,とかく 高速化を狙った RAID0 のストライピングを指すことが多く,この構成では アレイを構成するディスクが1台クラッシュしただけでもデータ喪失に繋がって しまいます.しかし,RAID は本来,安価なディスクを複数使用して冗長 構成を取ることにより,パフォーマンスの向上と信頼性を目指したもの です.RAIDレベルとして 定義されている,RAID1〜RAID5 や RAID 0+1 を使用すれば,たとえ1台ディスク がクラッシュしたとしても,データ損失はありません.

 広義に解釈すると,RAID1 はバックアップの範疇に含めることが可能だと 考えられます.しかし,ここではデータバックアップ後に,メディアは 非稼働状態で保管しておく方法を検討し,RAIDを使用しない方向で 考えることにします.

■ディスクを大容量メディアとして利用する
 この方法は,接続している一部のディスクを作業用として利用するのではなく, データのバックアップ先として利用する方法です.つまり,ディスクが2台利用 可能である場合,1台を作業用ディスクとして使用し,別の1台は作業用ディスク の内容をバックアップする目的にのみ利用するという方法です.

 実現するために必要な条件は,バックアップ用のディスクは作業用ディスク よりも同容量,もしくは大容量であることくらいです.しかし,デメリットも あり,前述のRAIDによるミラーリングと異り,手動,もしくはソフトを用いて 適時データをコピーしなくてはいけません.また,バックアップ用に使用する ディスクを本体に内蔵し,常に通電した状態で利用する場合,取り付け用に ベイを使用しますし,使用していないときにも電力を消費します.その他,常に 稼働状態にあるということは,それだけ事故に遭いやいことや,ベアリングの 摩耗による経年変化の影響も受けやすいでしょう.

 この問題を避けるための方法としては,ディスクを外付けにし,非利用時には 取り外して電源を落としておくことを可能にすることが考えられます.ただし, IDE でディスクを接続する場合,IDEの仕様上,ディスクを取り外すことはできません. そのため,ディスクの接続形態としては,SCSI(ただし制限有り)やUSB接続にする 必要があります.

■バックアップシステムの検討
■バックアップの方針を考える
 まず私の使用中の Terminator の場合,PCIスロットは SCSI および ビデオ キャプチャカードで埋まっているため, 拡張カードを追加することはできま せん.また,ベイは既にHDD*2,FDD,DVD-ROMドライブで埋まっているため,極力 ディスクは外付けにしたい所です.最悪の場合,FDDやDVD-ROMを外して内蔵HDD 4台体制で行くことも可能ですが,こうなりますと電源に対する負荷が心配にな ります.内蔵する場合,バックアップ時以外は電源を落としておきたいと考えて いますので,IDE 接続も不可ということになります.

 一方,バックアップ対象となるディスクは,120GBのディスク2台です.全ての 領域をバックアップせず,必要な部分のみをバックアップする計画ですが,それ でも220GB(100GB+120GB)ほどの容量が必要であると見積もりました.また,それ ほどお金をかけずに行いたいため,外付けのSCSIディスクは候補から外しました.

 その他にも要求仕様はいくつかありますが,要点を整理しますと,

  • ディスク容量は220GBが確保できること.複数台で確保する形になっても良い
  • できるだけ外付けにしたい
  • バックアップ時以外は電源を落としておけること
  • ディスクは廉価な IDE ディスクを使用
  • Linuxで利用できること
  • お金はあまりかけられない

 と,いうことになります.

■構成を考える
 バックアップを検討しはじめた時点(2002年の秋)で,MAXTOR から 250GB, 320GB という大容量のディスクが発表されていましたが,まだ出荷はされてい ませんでした.そのため,120GB IDE ディスクを2本を使用してバックアップを 行うことにしました.(160GBディスクは販売されていましたが,220GBを記録 するためには2本必要とするため,導入するメリットはありません)

 ハード的な構成としては,以下のような方法が考えられます.

    1.IDE->SCSI変換ブリッジを使用し,外付けSCSIディスクとして使用
    2.IDE->SCSI変換ブリッジを使用し,内蔵SCSIディスクとして使用
    3.IDE->USB変換ブリッジを使用し,外付けUSBディスクとして使用
■IDE ディスクを外付け SCSI ディスクとして使用する
 SCSI ディスクがサーバ用途に特化し,パフォーマンスや信頼性が追求される ようになってから,IDE ディスクとの価格差は開く一方です.一方,IDE はその 仕様上ケーブル長の制限があり,ドライブを外付けにするのは困難です.そのた め,個人で十分納得できる価格帯で外付けディスクとして利用できる製品は殆ど 存在しませんでしたが,変換ブリッジを使用することにより, IDE ディスクを本体側から SCSI ディスクとして利用可能な製品が販売され 始めました.現在 一般に売られている USB や FireWire で接続するディスクも同じ方法を 採用しており,コスト的な面をクリアしています.

 今回購入し,使用したものは,玄人志向から発売されている,IDE ディスクを 外付け USB(1.1)/Ultra SCSI 接続で使用可能にするキットである, GAWA-DDDSCSIUSBです. 元々はメルコから販売されて いた,外付けディスク用の,ガワだけを単体売りしているものです.

 日本橋で約1万円で購入.ショップの人に BigDrive の対応状況を聞いたの ですが,『ハイ大丈夫ですよ』とのこと.メルコからは 40GB くらいのディス ク内蔵で売られていたものですので,この答えの信憑性は『?』です…

ご存じ,一連の玄人志向デザインの箱.かなり大きなサイズの箱です
GAWA-DDDSCSIUSB.玄人志向のキワモノシリーズ
一通りのものがギッチリ箱に詰め込まれています
内容物一覧.ガワ,ACアダプタ,USBケーブル,SCSIケーブル(櫛形50pin),スタンドと思われるアダプタ
ケースの背面.左からACアダプタ端子,SCSI ID設定用スイッチ,SCSIコネクタ*2,USBポート.USBポートは本体と接続するポートと,外部機器を接続するためのポートが付いており,1Port USB HUBとしても機能します
ケースの正面.元々は60GBディスクを入れるために作られたもののようです
ケースの上面のスライド式電源スイッチ
ディスクを組み込む際には,まずはこのようにネジを外してケースをバラし…
SCSI/USB 変換ブリッジを外し…
ディスクをブリッジに取り付けます.なお,ディスクの設定は Master にします.今回は MAXTOR の 120GB HDDを取り付けました.そのため,BigDrive への対応状況は検証していません
組み上げるとこのようになり,付属のスタンドで縦置きも可能です

 結論を先に書きますと,USB 接続で利用する際には,専用ドライバが必要となるため, Linux(Vine 2.5β2)では動作しませんでした.SCSI 接続では問題なく 使用できましたので,SCSI で利用することにしました. USB接続であればホットプラグも可能であったのに…残念です.

■IDE ディスクを内蔵 SCSI ディスクとして使用する
 GAWA-DDDSCSIUSB の2台構成でも良かったのですが,ちょっと別のことも考え まして,ディスクを内蔵することにしました.用意したのは IDE HDD の リムーバブルケースと, ACARD Technology 製 AEC-7720Uです. なお,AEC-7720U はファームをアップデートすることにより,BigDrive に対応します. 購入した物が未対応のファームであった場合, ファームウエアのダウンロードページ からファームをダウンロードし,アップデートしましょう.

 購入価格はそれぞれ5,480円,9,800円でした.現在 AEC-7720U の価格はかなり 下がっているようで,7千円弱で購入できるようです.

IDE ディスクのリムーバブル化キット.数社から同等製品が出ていますが, 私はArvel製 DPM418を購入しました. 基本的にどこの製品であってもそれほど大きな違いはありませんが,DPM418 は ATA100対応,10000rpmのHDD対応とのことです.放熱がきちんと出来そうなものを 選びましょう
キットの中には,このようにフレームとケースが入っています
ケース正面.ディスク冷却用に吸気口が沢山開いています
フレーム背面.このように,冷却用 4cm ファンが付いています.
ご存じのように,高回転型 4cm ファンは凄まじい騒音を発生しますので, 回転しないようにすることにします.ただしファンを止めた場合,冷却効率が 落ちますので, 高回転型のディスクは使用しない方が良いでしょう.私は 5400rpm のディスク を内蔵することにしました
ファンの回転を止めるだけであれば,このようにファンの電源コネクタを 抜くだけでもOKです.ただし,取り付けるブリッジによっては,ファンを除去 する必要があります(後述)



ディスクを取り付けるためには,ケースを分解する必要があります.
まずはこのようにフレームからケースをスライドさせ て抜きます.次にケースにはロックノッチがありますので爪で曲げて外し, カバーをスライドさせて抜きます

中には電源ロック用のキーとネジが入っている筈です.基本的には同梱されている マニュアル(表面日本語/裏面英語)を読みながら作業すれば,特に難しいところ も無く,作業を進められるでしょう


ディスクはこのようにケース内のケーブルに接続し,ケースに納め,ネジ止めします.取り付け後,外したカバーを取り付ければケース側の作業は完了です
ケースとフレーム間は,この端子で接続されます.原理的にはディスクのコネクタ を電気的に導通させるだけなのですが,メーカーによって仕様が異なる場合がある ため,ケースを複数準備する際には同じメーカー製のものにした方が良いでしょう

 以上で IDE ディスクをリムーバブル化する基本的な作業は終了です.直接ベイに ディスクを取り付けず,何故リムーバブルケースを使用したかと言いますと, バックアップ作業時以外はディスクの電源を落としておきたい ためです.

 とは言え,そのまま IDE ポートに接続したのでは,PC 稼働中にディスクの 電源を落とすことは出来ません.そこで,以下に説明する IDE->SCSI 変換ブリッジを取り付けます.

AEC-7720U は,このようなバルク品として売られていました

ブリッジ表面と裏面.ディスクに接続する裏面は,非導電性のシートで保護されています
変換チップ部のアップ.
左下のジャンパピンは SCSI ID 設定用.シルク印刷 されている通り,向かって右から1,2,4.つまり,写真の設定ですと, 4+2でIDは 6.私は ID を 1 に設定したので,4,2のピンを外し,1の部分に 付け直しました.

変換チップの左上にある JP2 は,とある所で見つけたマニュアルによると, SCSI ターミネータ(終端抵抗)コネクタとのこと

SCSIコネクタ部のアップ.ここに SCSI ケーブルを接続します.
下の白いコネクタはブリッジの電源用です.ここにFDD用の電源ケーブルを 接続します.
JP4は SCSI ターミネータパワースイッチ.JP3はアクティブLED用の端子. このブリッジが SCSI の終端デバイスでない場合,JP4をオープンにしておく必要があります.
前述した通り,このブリッジをフレームに取り付ける場合,物理的にファンに 干渉してしまいます.ファンは2カ所ネジ止めされているのでこれを外し,取り外します.
次にファン固定用の爪を折ります

ブリッジを取り付けるとこのようになります.
ファンとの干渉していた部分はこのようになります.なお,写真では SCSI ID を 1 に設定済みになっています.
次に電源ケーブルですが,Terminator の電源には FDD 用の電源コネクタ が1つしかありませんので,このような分岐ケーブルで分岐して接続します.
本体にフレームを取り付け,電源コネクタを接続した状態
SCSIケーブルも接続するとこのようになります.接続の際には,短めかつ コネクタ数の少ない SCSI ケーブルを使用すると良いでしょう
ケースを組み上げるとこのようになります.辛うじて背面に隙間が出来ます
配線の様子.ちなみに取り付け時点では,TVキャプチャカードは抜いて運用 していました
一式をはめ込むとこのようになります.
なお,前述したキーは,ケースが意図せず抜けるのを防ぐための物理的な ロックの他,ディスクの電源スイッチも兼ねています.
また,フロントのLEDは,パワーランプおよびアクセスランプです
■IDE ディスクを外付け USB ディスクとして使用する
 Linux は Kernel version 2.4 以降で USB 機器をサポートしており, ストレージ系ですと,USB mass strage class として利用可能なデバイスは 基本的にそのまま利用可能です.ある意味,Linux でも USB 機器がかなり 使えるようになって来たと実感させられます.(2003年2月の時点で USB Hub を正式サポートしていないのは少々驚きですが)

 ただし, USB 周りのドライバはまだ開発途上のものですので,ドライバの バージョンや,使用機器によってはきちんと動作しない可能性もあります. 以下で解説する SOTO-3.5iUB も,Vine 2.5β2に含まれていたドライバでは 認識はするものの完全には動作せず,Vine 2.6r1 (kernel 2.4.19-0vl26)に 含まれていたドライバで,はじめてきちんと動作しました.逆に Kernel を上げたら動かなくなる機器もあるようですので,アップデートは慎重に 検討してから行ってください.

 同種の製品が USB mass strage class として使用可能であるかは, Windows 2000 等で利用する際に,ドライバが不要であるかどうかでも確認 できます.余談ですが,最近のデジカメは,USB mass strage class に対応してい る製品が多く,Linux からディスクとして認識し,撮影したファイルを読み込む ことが可能なものが多いでしょう.

 今回購入した,IDE ディスクを外付け USB ディスク化するケースは, I/O Data 製の挑戦者ブランドの製品です.製品仕様に関しては, SOTO-3.5iUBのページを参照してください.ダイレクト通販で購入可能で あり,私は7800円で購入しました(期間限定特価.平時は8800円).なお,店頭売りは 直営店以外ではしていないかもしれません.

 スペックとしては,I/O data の独自規格の iConnect,もしくは USB1.1/2.0 に IDE ディスクを接続可能なキットであり,BigDrive対応となっています.

 なお,この製品はイロイロと組み立て方法に癖がある製品ですので,まずは 上記ページからマニュアルを落とし,熟読してから作業を行った方が 良いでしょう.

挑戦者ブランド独特の箱に入ってやって来ます.前述の玄人志向のケースと 異なり,かなり小型の箱です.

余談ですが,このパッケージの絵はおそらく旧ドイツ軍の Tiger I型(ティーゲルI)をモデルにしているんだと思います.でもキャタピラ に使用されている輪転がちょっと違う(Tiger Iは千鳥式).映画プライベート ライアンで出たやつは旧ソ連の T-34 を改造したもののため,丁度このパッケージ と同じ輪転になってましたね…って,この手のネタ,私に書かせると 止めどなく脱線してしまうので,この辺りで…

と,このように,この商品はノンサポートであり,2週間の初期不良交換のみの対応になっています
内容物一覧.マニュアルすら入っていません.マニュアルは Web から ダウンロードしましょう.なお,ドライバ CD が付いてきますが,これには Win98用のドライバ等が入っています(使用していないので内容はきちんと 確認していません).
ACアダプタ.かなりしっかりしています.
付属の USB ケーブル.Win2kはドライバ不要なんですが…おまけに取説は入っていないんですが…
ケースを分解すると,このようにネジ類,変換ブリッジ,金具などが出てきます.
変換ブリッジはこのようになっており,左から USB コネクタ,iConnect コネクタ,ACアダプタ用コネクタが出ています.なお,USB コネクタは『ミニUSB』と呼ばれる規格のものが使用されています
USB 変換ブリッジによく使用されている『優』と印刷されたチップが使われています
ケースにアダプタをネジ止めし,
ディスクを取り付けます.かなりキチキチではまっていますが,ケースはアルミ製 ですので,放熱の心配は無さそうです.なお,今回は BigDrive がきちんと使用 できるかの確認の意味で,MAXTOR の 160GB ディスクを接続しました.

後はマニュアル通り組み立てるだけです. マニュアルをきちんと読めば分かると 思いますが,一部『爪』で固定する部分があり,一度組み上げると分解が難しい 所があります.気を付けてください.


組み立てるとこのようになります.上部後ろのスイッチは電源スイッチです. このスイッチをONにしただけでは通電せず,USB に給電開始されてはじめて 電源が入ります.

電源ランプおよびアクセスランプは正面に配置されています.

いきなり Linux に接続せず,一度 Windows マシンに接続し,きちんと動作する ことを確認した方が良いでしょう.また,ファームウエアのアップデータが出て いますので,Windows マシンに接続した際にアップデートしておいた方が良いで しょう.

ちなみに Windows2000に接続して HDBench 3.22 でベンチを取ったところ,

  Read   Write    Copy  Drive
  1010    1003     586  Y:\20MB

と,なりました.ほぼ,USB 1.1 の規格通りの数値が出ている感じです.

なお,このように,ケースは非常にコンパクトであり,横置きもできます.

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