RAID(복수 배열 독립 디스크)이란?

RAID?

Redundant Array of Inexpensive/Independent Disk의 약자이며, 저장장치 여러 개를 묶어 고용량·고성능 저장 장치 한 개와 같은 효과를 얻기 위해 개발된 기법이다.

 

초기 업그레이드 후 폐기하기에는 아깝고, 그렇다고 단독으로 쓰기에는 성능이 부족한 (Inexpensive) 저장장치를 재활용할 목적으로 사용하였다.

 

저장장치 기술이 발전한 현재 Inexpensive보다는 Independent로 해석하는 추세라고 한다.

 

데이터를 나누는 다양한 방법을 레벨이라 하는데, 레벨에 따라 저장장치의 신뢰성을 높이거나 전체적인 성능을 향상 시키는 등의 다양한 목적을 만족시킬 수 있다.

 

※ RAID 존재 의의는 가용성과 성능 향상이다. 그러므로 데이터 백업의 용도로 사용되는 기술은 아니다. 예로 랜섬웨어, 바이러스 감염이 되면 RAID를 구성하는 모든 디스크가 동시에 함께 감염된다. 고로 데이터 백업의 용도로 RAID를 사용할 생각이라면 다른 방안을 고려해야할 것이다.

 

---

RAID 레벨에 대해 보기 전에 RAID를 만드는 3가지 방법에 대해 알아보자.

 

 

1. Striping

Striping

성능 향상을 위해 데이터를 1개 이상의 디스크 드라이브에 저장하여 드라이브를 병렬로 사용할 수 있는 기술이다. 즉, 물리적으로 여러 개의 디스크에 나뉘어 저장된 것을 논리적으로 연속된 데이터로 만들어 Reading과 Writing 속도를 올려주는 것이다.

 

 

2. Mirroring

Mirroing

중복된 데이터를 2개의 디스크에 저장하여 복사본을 만드는 기술이다.

미러링의 장점은 하나의 디스크가 고장이 생겨도 다른 하나의 디스크가 손상되지 않았을 경우 데이터의 1:1 복구가 가능하다.

참고로 미러링은 Live로 데이터 변경을 업데이트하고 백업은 특정 시기에 변경된 데이터를 저장하는 것이기 때문에 다르다는 점 알아두자.

 

 

3. Pariting

Pariting

미러링보다 저렴하게 디스크의 데이터를 보호하기 위한 방법이다.

손상된 데이터를 복구하기 위하여  패리티를 저장할 디스크 드라이브 1개를 추가하는 것이다.

패리티는 별도의 전용 디스크에 저장하거나, 모든 디스크에 분산하여 저장할 수 있다.

패리티 계산은 XOR비트 연산을 사용한다.

 

---

RAID 0

Striping형태

 

여러 개의 멤버 하드디스크를 병렬로 배치하여 사용한다.

데이터를 분할하여 저장함으로써 속도를 올리는 방식입니다.

예를 들어, 하나의 디스크 속도가 10이라고 할 때 2개의 디스크를 RAID 0방식으로 합치면 20의 속도를 내는 것 입니다.

 

 

RAID 1

Mirroing형태

 

각 멤버 디스크에 같은 데이터를 중복 기록한다.

멤버 디스크 중 하나만 감염이나 데이터 손실로부터 안전하다면 데이터는 보존된다.   

복원이 1:1 복사로 매우 간단하기 때문에 서버에서 끊김 없이 지속적으로 서비스를 제공하기 위해 사용한다.

 

RAID 2

여러 디스크에서 스트라이핑을 사용하며 일부 디스크는 ECC(오류 검사 및 수정) 정보를 저장한다. 패리티 저장방식은 비트 단위이며 Hamming code를 적용한다.

RAID 3에 비해 이점이 없어 더 이상 사용되지 않는다.

 

 

RAID 3

스트라이핑을 사용하며 하나의 드라이브를 패리티 정보 저장 전용으로 사용한다. 패리티 저장 방식은 Byte 단위이다. 내장 ECC 정보는 오류를 감지할 때 사용된다. 

데이터 복구는 다른 드라이브에 기록 된 정보의 배타적 OR(XOR)을 계산하여 수행된다. I/O(입출력) 작업은 모든 드라이브를 동시에 처리하므로 RAID 3은 I/O(입출력)와 겹칠 수 없다.

이러한 이유로 RAID 3은 긴 레코드 응용 프로그램이 있는 단일 사용자 시스템에 가장 적합하다.

 

RAID 4

큰 스트라이프를 사용하므로 단일 드라이브에서 레코드를 읽을 수 있다.

이를 통해 읽기 작업에 중복 I/O(입출력)를 사용할 수 있다.

모든 쓰기 작업은 패리티 드라이브를 업데이트해야 하므로 I/O(입출력) 겹침이 불가능하다.

RAID 4는 RAID 5보다 이점이 없다.

 

RAID 5

기본 원리는 RAID 4와 비슷하지만, 패리티를 한 디스크에 밀어 넣지 않고 각 멤버 디스크에 돌아가면서 순환적으로 저장하여 입출력 병목 현상을 해결한다.

N개의 디스크를 사용하면 (N-1)배의 저장 공간을 사용할 수 있다.

RAID 4처럼 하나의 멤버 디스크 고장에는 견딜 수 있지만 디스크 두 개 이상 고장 나면 데이터가 모두 손실된다.

데이터베이스 서버 등 큰 용량과 무정지 복구 기능을 동시에 필요로 하는 환경에서 주로 쓰인다.

 

 

RAID 6

RAID 5와 원리는 같으며, 서로 다른 방식의 패리티 2개를 동시에 사용한다. 성능과 용량을 희생해서 가용성을 높인 셈이다. N개의 디스크를 사용하면 (N-2)배의 저장 공간을 사용할 수 있다.

스토리지 서버와 같이 디스크를 빼곡히 꽂는(기본 10개 단위) 환경에서 RAID 5는 유지보수가 어려우며, Array 안정성을 높이기 위한 목적으로 주로 사용된다.

 

RAID 10 (RAID 1 + 0)

RAID 1과 RAID 0을 결합하여 RAID 10이라고 종종 알아본다. RAID 1보다 높은 성능을 제공하지만 훨씬 더 높은 비용이 든다. RAID 1+0에서는 데이터가 미러링되고 미러가 스트라이프가 된다.

즉, A, B, C, D라는 디스크가 있을 때 A, B와 C, D는 각각 데이터가 미러링이 되고, A와B의 중복된 데이터를 X라고 하고 C와 D의 중복된 데이터를 Y라고 하면 X, Y는 스트라이프가 되는 것 이다.

 

 

 

 

출처:

https://namu.wiki/w/RAID

RAID - 나무위키

https://ko.wikipedia.org/wiki/RAID

RAID - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

https://searchstorage.techtarget.com/definition/RAID

What is RAID (redundant array of independent disks)? - Definition from WhatIs.com

https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=limoremo&logNo=220059411083&proxyReferer=https%3A%2F%2Fwww.google.com%2F

RAID기술 : 스트라이핑(Striping), 미러링(Mirroring), 패리티(Parity)