[스토리지] 레이드(RAID)란? RAID 0,1,5,6 종류 및 작동 방식

 

 

 📝 RAID(Redundant Array of Independent Disks) 란?

 

RAID는 여러개의 하드 드라이브를 하나로 묶어 데이터를 저장하는 기술로, 성능 향상, 데이터 안전성 또는 둘 다를 목적으로 사용한다. 데이터를 여러 하드 디스크에 저장하여 디스크 장애시 데이터를 보호하고 무중단 운영을 제공한다.  RAID는 여러 가지 레벨로 구분되며 각 레벨은 다른 특성과 목적을 가진다.

 

 

 📝RAID 종류 및 작동 방식

 

RAID 종류에는 RAID 0 , RAID 1, RAID 5, RAID 6이 있다. 요새는 RAID 6을 가장 많이 사용한다. 

RAID란 데이터를 여러 디스크에 저장하고 I/P 작업을 균형있게 발생시켜 성능을 향상시키는 기능이다. 또한 여러 디스크에 데이터를 중복 저장하면 디스크 장애에도 데이터를 유지한다. 이렇게 RAID 방식으로 여러개의 디스크로 생성된 볼륨은, 호스트 단에서 단일 볼륨으로 인식할 수 있다. 

 

 

📝 RAID 컨트롤러란?

 

RAID 컨트롤러는 스토리지 어레이에서 하드 디스크 드라이브를 관리하는데 사용되는 장치이다. 물리 디스크들을 묶어서 추상화하여 OS에서 디스크 그룹을 논리 단위로 보여준다. 즉) 디스크들로 RAID 그룹을 만들어, OS에서는 마치 하나의 디스크처럼 보여준다.

 

RAID 컨트롤러는 하드웨어 또는 소프트웨어 및 펌웨어 방식이 있다.

 

하드웨어 기반 컨트롤러는 STAT 및 SCSI와 같은 드라이브 형식을 지원한다. 일반적으로 RAID 컨트롤러 장치가 장비에 장착되거나, 서버의 마더보드에 내장할 수도 있다. 

 

소프트웨어 기반 컨트롤러는 말 그대로 OS 또는 프로그램에서 RAID를 지원한다. 중앙 프로세서 및 메모리와 같은 시스템의 리소스를 사용한다. 소프트웨어 기반 RAID 컨트롤러는 성능이 느려질수도 있고 불안정할 수도 있다.

 

간혹 펌웨어 RAID 컨트롤러도 존재하는데 RAID 컨트롤러 칩은 메인보드에 있으며 모든 작업은 소프트웨어 기반과 마찬가지로 CPU에서 수행된다. 하드웨어 옵션만큼 비싸지는 않지만 컴퓨터의 CPU에 많은 부담을 준다. 

 

대부분은 안정적인 하드웨어 기반 RAID 컨트롤러를 많이 사용한다. 

 

 

 📝RAID 종류

 

 

🔖RAID 0 (스트라이핑)

 

▶️ 구성 : 최소 2개의 드라이브 필요

▶️ 특징 : 데이터를 여러 디스크에 나누어 저장함으로써 입출력 속도를 향상시킴

▶️ 장점 : 성능 향상 (특히 읽기 및 쓰기 속도가 빨라짐)

▶️ 단점 : 데이터 중복이 없기 때문에 하나의 디스크가 고장나면 모든 데이터가 손실될 수 있음.

 

-> 최상의 성능을 제공하고, 모든 디스크 용량을 사용할 수 있다.

하지만, 데이터 중복성이 없어서, 디스크 내결함성을 제공하지 않는다.

 

 

 

 

 🔖RAID 1 (미러링)

 

▶️ 구성 : 최소 2개의 드라이브가 필요

▶️ 특징 : 동일한 데이터를 2개 이상의 드라이브에 복제해서 저장

▶️ 장점 : 높은 데이터 안전성(하나의 디스크가 고장 나도 다른 디스크에서 복구 가능)

▶️ 단점 : 저장 공간 비효율 (2TB 드라이브 2개를 쓰면 2TB 용량만 사용 가능), 성능 향상은 적음

 

 

디스크 미러링이라 하며 이 구성은 2개 이상의 디스크에 같은 데이터를 저장한다. 두 디스크를 동시에 읽을 수 있으므로 읽기 성능만 향상된다. 

 

 

 

🔖 RAID 5 (스트라이핑 + 패리티)

 

▶️ 구성 : 최소 3개의 드라이브 필요

▶️ 특징 : 데이터를 나누어 저장하고, 패리티 정보를 함께 저장해 한 개의 드라이브 고장 시 복구 가능

▶️ 장점 : 효율적인 저장 공간 사용과 일정한 데이터 안전성 제공

▶️ 단점 : 패리티 계산으로 인해 쓰기 성능이 저하될 수 있음. 2개의 디스크가 동시에 고장나면 데이터 손실

 

패리티란 디스크 장애 시에 데이터를 복구하는데 사용할 수 있는 계산된 값인데, 각 디스크의 데이터에 대한 패리티 정보가 모든 디스크에 저장된다. 그래서 1개의 디스크에 장애가 발생하더라도 어레이가 계속 작동한다. 최소 3개의 디스크가 필요하나, 성능상 5개의 디스크를 사용하는 걸 권장한다. RAID 5 어레이는 보통 쓰기성능이 중요한 시스템에서는 권장하지 않는다. 

 

 

 

 

 

🔖 RAID 6 (스트라이핑 + 이중 패리티)

 

▶️ 구성 : 최소 4개의 드라이브 필요

▶️ 특징 : 2개의 패리티 블록을 생성하여 2개의 디스크 고장까지 복구 가능

▶️ 장점 : RAID 5보다 높은 안전성 ( 디스크 2개가 고장나도 데이터 복구 가능)

▶️ 단점 : RAID 5보다 쓰기 성능이 더 떨어질 수 있음.

 

RAID 6은 RAID 5와 유사하지만 전체 디스크에서 두 번째 패리티까지 저장한다. 추가 패리티를 사용하여 2개의 디스크가 동시에 실패하더라도 어레이가 계속 작동한다. RAID 6 어레이는 종종 RAID 5 어레이보다 쓰기 성능이 느리다고 하는데, 실제적으로 체감을 느낄 정도로 크진 않다. 

 

일반적으로 데이터 안전성을 위해, 대용량 스토리지에서는 대부분 RAID 6를 사용한다. 

 

 

 

 

 

 

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[참고]

 

RAID란?(RAID 종류 및 작동 방식)