[용어] RAID(redundant array of independent [또는 inexpensive] disks)의 개념과 종류

RAID (redundant array of independent [또는 inexpensive] disks)의 개념과 종류

RAID[레이드]는 중요한 데이터를 가지고 있는 서버에 주로 사용되며, 여러 대의 하드디스크가 있을 때 동일한 데이터를 다른 위치에 중복해서 저장하는 방법이다. 데이터를 여러 대의 디스크에 저장함에 따라 입출력 작업이 균형을 이루며 겹치게 되어 전체적인 성능이 개선된다. 여러 대의 디스크는 MTBF를 증가시키기 때문에 데이터를 중복해서 저장하면 고장에 대비하는 능력도 향상된다.

하나의 RAID는 운영체계에게 논리적으로는 하나의 하드디스크로 인식된다. RAID는 스트립핑 기술을 채용하여 각 드라이브의 저장공간을 1 섹터(512 바이트)의 크기에서부터 수 MB에 이르는 공간까지 다양한 범위로 파티션할 수 있다. 모든 디스크의 스트립은 인터리브되어 있으며, 차례대로 어드레싱된다.

 

의료 및 기타 과학분야의 사진 등 대형 레코드가 저장된 단일 사용자용 시스템에서, 스트립들은 으레 512 바이트 정도의 적은 량으로 설정되는데, 이를 통하여 하나의 레코드가 모든 디스크들에 걸쳐있게 되고, 또 모든 디스크를 동시에 읽음으로써 빠르게 접근할 수 있게된다.
다중 사용자시스템에서는 최대크기의 레코드를 넣을 수 있을 정도로 충분히 넓은 스트립을 확보함으로써 더 나은 성능을 발휘하게 되는데, 이는 드라이브간의 디스크 입출력을 중첩시켜준다.

 

RAID에는 중복되지 않는 어레이인 RAID-0를 제외하더라도, 9가지 형태가 더 있다.

 

• RAID-0 : 이 방식은 스트립은 가지고는 있지만 데이터를 중복해서 기록하지 않는다. 따라서, 가장 높은 성능을 기대할 수 있지만, 고장 대비 능력이 전혀 없으므로 이 방식은 진정한 RAID라고 하기 어렵다.
• RAID-1 : 이 형식은 흔히 디스크 미러링이라고도 하는데, 중복으로 저장된 데이터를 가진 적어도 두 개의 드라이브로 구성된다. 스트립은 없으며, 각 드라이브를 동시에 읽을 수 있으므로 읽기 성능은 향상된다. 쓰기 성능은 단일 디스크 드라이브의 경우와 정확히 같다. RAID-1은 다중 사용자 시스템에서 최고의 성능과 최고의 고장 대비 능력을 발휘한다.
• RAID-2 : 이 형식은 디스크 간에 스트립을 사용하며, 몇몇 디스크들은 에러를 감지하고 수정하는데 사용되는 ECC 정보가 저장되어 있다. 이 방식은 RAID-3에 비해 장점이 없다.
• RAID-3 : 이 형식은 스트립을 사용하며, 패리티 정보를 저장하기 위해 별도의 드라이브 한 개를 쓴다. 내장된 ECC 정보가 에러를 감지하는 데 사용된다. 데이터 복구는 다른 드라이브에 기록된 정보의 XOR(exclusive OR)를 계산하여 수행된다. 입출력 작업이 동시에 모든 드라이브에 대해 이루어지므로, RAID-3은 입출력을 겹치게 할 수 없다. 이런 이유로 RAID-3는 대형 레코드가 많이 사용되는 업무에서 단일 사용자시스템에 적합하다.
• RAID-4 : 이 형식은 대형 스트립을 사용하며, 이는 사용자가 어떤 단일 드라이브로부터라도 레코드를 읽을 수 있다는 것을 의미한다. 이것은 데이터를 읽을 때 중첩 입출력의 장점을 취할 수 있도록 한다. 모든 쓰기 작업은 패리티 드라이브를 갱신해야 하므로, 입출력의 중첩은 불가능하다.
• RAID-4는 RAID-5에 비해 장점이 없다.
• RAID-5 : 이 형식은 회전식 패리티 어레이를 포함한다. 그러므로 RAID-4에서의 쓰기 제한을 주소 지정한다. 그러므로 모든 읽기/쓰기 동작은 중첩될 수 있다. RAID-5는 패리티 정보를 저장하지만, 데이터를 중복으로 저장하지는 않는다(그러나 패리티 정보는 데이터를 재구성하는 데 사용될 수 있다).
• RAID-5는 보통 3~5개의 디스크를 어레이로 요구한다. RAID-5는 성능이 그리 중요하지 않고 쓰기 작업이 많지 않은 다중 사용자시스템에 적합하다.
• RAID-6 : 이 형식은 RAID-5와 비슷하지만, 다른 드라이브 간에 분포 2차 패리티 구성을 포함함으로써 매우 높은 고장 대비 능력을 제공한다. 현재로서는 RAID-6의 상용 모델은 거의 없다.
• RAID-7 : 이 형식은 컨트롤러로서 내장된 실시간 운영체계를 사용하며, 속도가 빠른 버스를 통한 캐시, 독자적인 컴퓨터의 여러 가지 특성들을 포함하고 있다. 현재 단 하나의 업체만이 이 시스템을 제공한다.
• RAID-10 : 이 형식은 각 스트립은 RAID-1 드라이브 어레이인 스트립 어레이를 제공한다. 이 방식은 RAID-1보다 높은 성능을 제공하지만, 값이 더 비싸다.
• RAID-53 : 이 형식은 각 스트립은 RAID-3 디스크 에레이인 스트립 어레이를 제공한다. 이 방식은 RAID-3보다 높은 성능을 제공하지만, 값이 더 비싸다.