RAID

 

RAID 란?

 

RAID(Redundant Array of Independent Disk) 란 여러 개의 저장 장치 

 

(예 > 하드디스크 드라이브 등)를 묶어

 

하나의 고용량/고성능 저장 장치 처럼 사용하는 기술이다.

 

 

하드디스크 (HDD) 는 자기 표면으로 구성되어 있어 

 

아주 오랜 시간동안 혹사를 당하게 된다면 

 

물리적인 손상(베드 섹터)이 발생할 가능성이 커진다. 

 

이 경우 심하면 디스크 전체가 사용할 수 없게되는

 

흔히 '하드 디스크가 깨졌다'고 하는 상태가 되며

 

중요한 데이터를 손실할 수 있다.

 

 

그런데, 만약 서버의 하드디스크에 금융/군사 목적의 아주 중요한 데이터가 저장되어 있었는데

 

위와 같은 하드디스크의 문제가 발생했다고 생각해보자

 

백업이 미리 되어있다면 데이터의 유실을 막을 수 있지만,

 

그렇지 않다면 중요한 데이터가 모조리 유실 되는 무서운 상황이 발생하는 것이다.

 

또한 백업을 한다고 하더라도 백업 데이터를 기반으로

 

매번 복구할 때 마다 서버 가동이 중단되어야 하고

 

복구 이후 관련 작업들이 많아질 수 밖에 없게된다.

따라서 RAID 를 사용하게 되면, 여러 디스크를 하나의 디스크처럼 사용하게 되는 특성상, 

 

문제가 있는 디스크만 교체하면 되고 

 

그 동안 다른 저장 공간에는 영향 없이 저장 장치가 운영될 수 있다.(고가용성 운용이 가능)

 

 

저장 공간을 추가하기 위해 디스크를 추가할때도 마찬가지이다.

 

또한 문제가 발생한 디스크 대신 

 

나머지 디스크 들이 문제 없이 역할을 해줄 수도 있게 된다.

 

이러한 RAID 를 예전에는 남는 저장 장치들을 재활용하여 사용하는 것이 주 목적이었다면, 

 

기술이 발전한 지금은 독립된 저장 공간을 주 목적으로 RAID를 구성/사용하고 있다.

 

RAID 의 구성방식은 크게 아래와 같이 3가지 형태로 분류된다.

 

1) 하드웨어적 방식

 

2) 펌웨어적 방식 

 

3) 소프트웨어적 방식 

 

 

 

1) RAID의 하드웨어적 방식

별도의 물리적인 장치인  RAID 카드를 이용해서 RAID 를 구현하는 방법이며, 

 

서버와 같은 장치의 메인보드 PCle 슬롯에 RAID 컨트롤러 카드를 

 

별도로 장착하는 방법이 대표적이다.

 

하드웨어 방식의 RAID의 장점

- 별도의 컨트롤러 칩셋이 RAID 를 관리하기 때문에 다른 방식 대비 성능이 좋음.

- RAID 를 구성 할 수 있는 최대 디스크 개수도 다른 방식보다 더 많음.

- 디스크를 제거하여 다른 PC나 서버로 이동시키면

 

기존에 운영하던 RAID 볼륨은 변경하지 않고 거의 그대로 유지 가능

하드웨어 방식의 단점

- 기타 RAID방식에 비해서 비용이 비교적 많이 들고

 

RAID 를 구성하는 단일 디스크의 분석이 어려움

 

 

 

2) RAID의 펌웨어적 방식

비용이 비싼 하드웨어적 방식의 RAID 카드 대신, 

 

기능을 간소화한 RAID 칩을 메인보드에 탑재하여 

 

펌웨어(드라이브)로 RAID 를 구현하는 방법이다. 

 

메인보드를 통한 RAID 구성 이므로, 하드웨어 방식과 같이 운영체제에 진입하기 전

 

BIOS에서 RAID 를 구성한다. 따라서 운영체제와는 별개로 구성된다. 

 

예전에는 하드웨어 방식의 성능이 비교적 더 좋았으나, 

 

최근에는 펌웨어의 성능도 많이 개선되었다. 

 

펌웨어 방식의 장점

- 하드웨어 방식에 비해 비용이 저렴

- 소프트웨어 방식보다 성능이 좋음

 

- 운영체제와 독립적

 

펌웨어 방식의 단점

- 하드웨어 방식에 비해 성능이 낮음

 

 

 

 

3) RAID의 소프트웨어적 방식

RAID 를 소프트웨어적으로 구성한다는 뜻은

 

운영체제 내에서 소프트웨어를 통해 RAID 를 구성하는 방식이다. 

 

따라서 운영체제가 인식하고 있는 저장 장치들을 통해 RAID 를 구성하게 된다. 

 

또한 메인보드를 변경 하더라도 RAID는 그대로 유지할 수 있으나,

 

운영체제를 변경하게 되면 유지할 수 없게 된다. 

 

소프트웨어 방식의 장점

- 다양한 방식으로 RAID를 구성 가능

- 용량이 다른 두 제품의 경우 RAID 를 구성하고 남는 공간에 단일 파티션,

 

혹은 다른 RAID 방식을 구성 가능

 

- 소프트웨어로 구성을 하는 것이기 때문에

 

하드웨어 방식보다는 호환성이 비교적 더 좋음

 

- 메인보드를 변경하더라도 RAID 유지 가능

 

소프트웨어 방식의 단점

- 하드웨어적 방식과 펌웨어적 방식에 비해 성능이 현저히 떨어짐.

- 운영체제에 의존적이므로 운영체제가 변경되면 유지할 수 없게됨.

 

 

 

 

 

RAID 구성 방식

 

RAID 의 구성방식을 이해하기 전에 아래와 같은 단어를 이해해보자.

 

스트라이핑 : 여러 대의 하드디스크를 가상적인 한 대의 디스크로 관리함으로써

 

데이터의 분산 배치를 가능하게 하는 기술

 

미러링 : 동일한 디스크의 카피해서 복제를 만들어 둠.  (백업)

 

일반적으로 RAID 의 구성방식에는 대표적으로 4가지가 존재한다.

 

 

1. RAID 0 

가장 간단한 스트라이핑 구조로 저렴한 가격과 빠른 접근 속도가 장점이다. 

하지만 하드웨어 장애가 발생할 경우, 

 

시스템 자체에서 데이터 복구가 불가능하다.

 

 

2. RAID 1

미러링 구조로 디스크에 데이터 장애 발생 시

 

다른 디스크가 온전하다면 데이터 손실이 일어나지 않아 복구가 가능하다.

하지만 동일한 디스크를 복제해 둬야 하므로 용량이 50% 이하로 줄어든다.

 
또한 읽기 속도는 상관없으나 쓰기 속도가 저하된다. (똑같은 곳에 한번 더 쓰기 때문)

 

 

 

3. RAID 5

스트라이핑 구조와 유사하지만 패리티 비트라는 데이터에 관한 정보. 

 

즉 오류 검출을 위한 정보를 분산 저장함으로써 

데이터의 불량이 발생하면 유실된 데이터를 복구할 수 있도록 하는 구조이다. 

패리티 비트를 저장할 공간이 필요하기 때문에 전체 용량은 전체 드라이브 수 - 1 만큼이고 

 

(Dp,Cp,Bp,Ap 를 더하면 하나의 드라이브가 나오므로 -1 이됨.)

스트라이핑 방식의 빠른 분산 처리가 가능하다.

 

 

 

4. RAID 1 + 0

해당방식은 높은 퍼포먼스와 높은 안전성을 양립할 수 있지만

미러링 구조와 똑같이 전체 디스크의 50% 이하만 저장할 수 있고 

 

비용이 높다는 단점이 있다.