시스템 레이드구성 설명

 

시스템 레이드구성 설명

 

RAID 0 : 스트라이핑

가장 쉽게 기억하는 방법은 RAID 0은 리던던시를 제공하지 못한다는 것이다.디스크를 스트라이핑해서 성능을 향상시킬 수 있을지는 모르지만 단순 스트라이핑만 구성할 경우, 스트라이프 로 구성돼 있는 디스크 중 어느 하나만 손실되더라도 모든 스트 라이프는 손상되기 때문에 가용성을 보장하지 못한다. 즉, 데이터를 잃어버리게 되는 것이다.

몇몇 RAID 기관이나 관련 전문지 기고에서 RAID 0를 RAID의 기본 목적인 리던던시를 제공 하지 못하기 때문에 RAID로 인정하지 않는 경우도 있다. 

영화 ‘죽은 시인의 사회’에서 키팅선생(캡틴)이 시가 적힌 교과서를 찢는 것처럼 RAID 0는 잊어도 좋다.

 

RAID 1 : 미러링
디스크에 있는 모든 데이터는 정확하게 다른 디스크에 복사된다. 저장 작업이 완료됐을 시점에는 두 개의 디스크에 완벽하게 데이터가 저장된다. 만일 하나의 디스크가 손상될 경우 파트너 디스크는 어떤 시스템 개입없이 계속 운영다. RAID 1의 장점은 관리하기 매우 수월하고, 정상 운영 혹은 복구 시 CPU 자원을 많이 사용하지 않는다는 것이다. 반면에 RAID 1의 단점은 가격이다. 정확하게 보호하고자 하는 디스크 용량의 2배가 필요 하다.

RAID 2 : 해밍 ECCcode error
RAID 2는 ECC(Error code correction) 메모리가 사용하는 디스크 데이터 검증 방식인 해밍 인코딩 방식을 사용한다. 현재
까지 RAID 2를 적용한 상용 제품을 보거나 들은 적은 없다.

RAID 3 : 가상 디스크 블록
RAID 3, RAID 4, RAID 5는 같은 방식에서 출발했다. 즉, 패리티에 기반을 둔 RAID라는 것이다. RAID 1처럼 모든 데이터
의 복제본을 유지하는 것이 아니라 패리티 기반의 RAID는 하나의 디스크를 추가해, 데이터를 여러 디스크에 걸쳐서 저장하는 것이다.

추가된 디스크에는 다른 디스크에 저장된 데이터를 기반으로 해 XOR로 연산된 데이터 값을 저장한다. 만일 어느 디스크에 있는 데이터가 손상되면 그 값은 남아 있는 디스크들의 데이터를 가지고 복구할 수 있다. 이 방식은 RAID 1 방식이 100%의 디스크를 더 필요로 하는 것에 비해 훨씬 저렴하다.

그러나 디스크에 있는 데이터를 연산해야 하기 때문에 데이터를 저장하거나 디스크가 손상된 후 데이터 복구가 필요할 경우에 성능에 영향을 받는다. 상용화된 대부분의 패리티 기반 RAID는 이런 성능 상의 문제를 해결하기 위해 캐시 메모리를 사용하고 있다.

RAID 3에서의 모든 쓰기 작업은 RAID 어레이의 모든 디스크(대분분 4개 이상)에 걸쳐 스크라이프돼 저장된다. 모든 쓰기 작업은 모든 디스크에서 수행되기 대문에 어레이의 입장에서는 한 순간에 단 하나의 데이터 블록만 저장할 수 있으므로, RAID로 인해 성능 저하가 발생할 수 있다. RAID 3의 성능은 쓰기 작업에 따라 달라질 수 있다. 작은 크기의 쓰기 작업은 성능 저하가 많이 발생할 수 있으며, 대용량의 순차 쓰기 작업은 더 나은 성능을 보여준다.

RAID 4 : 전용 패리티 디스크
RAID 4는 다수의 데이터 디스크와 데이터 디스크로부터 생
성된 패리티를 관리하는 전용 디스크로 구성된다. 패리티가 전
용 디스크에만 저장되기 때문에 데이터용 디스크의 용량이 부족
할 경우, 새로운 데이터 디스크의 블록을 모두‘0’으로 지정하면
사용하던 어레이의 RAID 셋에 상관없이 용량을 사용중에도 확
장할 수 있다. 그러나 모든 쓰기 작업은 반드시 패리티 디스크를
통해 수행되기 때문에 이 디스크가 전체 어레이의 쓰기 작업에
영향을 미치는 성능 상의 병목 지점이 될 수 있는 단점이 있다.

 

RAID 5 : 스트라이프 패리티
RAID 5는 RAID 4 방식에서 패리티가 하나의 전용 디스크에 저장되는 것이 아니라, 어레이에 있는 모든 디스크에 분산돼 저장된다는 점만 빼고 동일하다고 할 수 있다. 패리티를 각각의 데이터 디스크에 분산시킴으로써 RAID 4에서 단점이라고 했던 패리티 디스크의 병목 현상을 줄일 수 있다.

그러나 RAID 5를 소프트웨어적으로 구현할 때 만일 디스크 작업에 15% 이상의 쓰기 작업이 발생할 경우, 성능은 급격히 저하될 수 있다. 최근에 출시되고 있는 하드디스크는 점점 대용량화되고 있다. 이것은 사용자의 데이터가 예전의 단순한 데이터베이스에서 멀티미디어, 이미지, 아카이빙 등의 대용량 데이터화되고 있는 추세에 발맞추기 위함이다.

또한 최근에는 데이터의 가치에 알맞도록 저장 장치의 위치를 다르게 할 있는ILM(Information Lifecycle Management)도 사용자의 큰 관심사 중에 하나다. 이런 사용자의 요구 사항을 충족시키기 위해 업계에서는 비싼광 채널 기반의 하드디스크보다는 대용량을 지원할 수 있는 SATA(Serial ATA) 하드디스크를 앞다퉈 출시하고 있다. SATA 디스크의 경우 단일 디스크로 250GB, 320GB 혹은 500GB까지 지원하고 있다. 하지만 대용량 디스크를 이용해 RAID를 구성할 경우, 저용량 디스크보다 물리적인 손상이 발생 할 확률이 높아진다. 

RAID를 구성해 리던던시를 제공한다고 하 더라도 물리적으로 하나의 디스크가 손상돼 재설치하는 도중에 그 RAID 그룹 안에 있는 또 다른 디스크가 물리적으로 손상될 확률 역시 높아지는 것이다. 동시에 2개의 디스크가 손상될 경우 (글로벌 핫 스페어가 없고, 별도의 백업 정책을 수립하지 않았을 경우), 그 RAID 그룹 안에 저장된 모든 데이터는 불행히도 복구
할 수 없다. 그래서 업계에서는 2개의 디스크에 동시에 장애가 발생하더라도, 데이터를 보호할 수 있는 이중 패리티(Dual
Parity)를 지원하는 RAID를 출시하고 있다.

RAID 6 : 이중 패리티
RAID 6는 RAID 5의 분산 패리티를 채용하고 있으며, 그 패 리티를 이중으로 하고 있다. RAID 6에 있는 모든 디스크는 두개의 패리티 영역이 있으며, 각각 독립적으로 연산된다.

RAID 6의 장점은 만일 2개의 디스크에 동시에 장애가 발생하더라도, RAID는 모든 데이터를 저장해 서비스를 제공할 수있으며 복구 할 수 있다는 것이다. 가장 큰 단점은 성능 저하가 발생한다는 것이다.

RAID 5에 비해 거의 2배 정도의 저하가 발생한다고 볼 수 있는데, 이것은 2개의 패리티가 독립적으로 생성되기 때문이다. 또한 RAID 5에 비해 2개의 패리티를 저장해야 하기 때문에 하나의 디스크가 더 필요하며, 이는 추가적인 비용 부담을 의미한다.

 

이중 RAID(RAID 10, RAID 0+1)
RAID에 대한 변형이라고 할 수 있는 이중 RAID 방식도 업계에서 상당히 많이 사용되고 있다. RAID 10의 경우는 RAID 0와 RAID 1을 혼합해 적용한 방식으로 RAID 1처럼 미러링을 실시 한 후 그 데이터를 다시 스트라이핑하는 기법이다. 이에 반해 RAID 0+1은 RAID 0와 RAID 1을 혼합한 것은 동일하지만, 먼저 데이터를 스트라이핑 한후, 그 데이터를 미러링하는 방식을 취한다. 두 RAID 방식 모두 서로의 약점을 보완할 수 있는 방식을 채택하고 있다.

RAID 구현 방식은 전용 하드웨어에서 구현되는 하드웨어 방식과 일반 하드웨어에서 특정 소프트웨어를 이용해 구현하는 소프트웨어 방식이 있다. 또한 하드웨어 방식과 소프트웨어 방식을 함께 사용하는 하이브리드 RAID 방식도 있다. 다음에 설명 할 방식은 현재 출시돼 있는 스토리지 시스템의 아키텍처나 다른 구성들을 고려하지 않은 순수한 RAID에 대한 설명이라는 것을 미리 밝혀둔다.

 

PS. 포스팅의 내용은 제 기준으로 작성한 것이기 때문에 참고해서 보시면 감사하겠습니다.

포스팅 과정의 오류 및 오타 그리고 궁금한 점에 대해서는 댓글 남겨주세요.