[컴퓨터구조] 보조기억장치 RAID의 정의와 종류

RAID Redundant Array of Independent Disk

여러 보조기억장치를 더욱 안전하고 빠르게 활용하는 방법

 

1. 1TB 하드 디스크 4개를 동시에 사용하는 것

2. 4TB 하드 디스크 1개를 사용하는 것

1번과 2번중에 무엇이 나을까요? 

1번입니다. -> 1TB 하드 디스크 4개로 RAID를 구성하면 4TB 하드 디스크 1개의 성능과 안전성을 능가할 수 있음

• RAID는 주로 하드 디스크와 SSD를 사용하는 기술로 데이터의 안전성 혹은 높은 성능을 위해 여러 개의 물리적 보조기억장치를 마치 하나의 논리적 보조기억장치처럼 사용하는 기술이다.

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RAID의 종류

• 여러 개의 하드 디스크나 SSD를 마치 하나의 장치처럼 사용하는 RAID를 구성하는 방법을 여러 가지가 있음
• RAID 구성 방법을 RAID 레벨 이라고 표현함
  • RAID 0
  • RAID 1
  • RAID 2
  • RAID 3
  • RAID 4
  • RAID 5
  • RAID 6
  • 위에서 파생
    • RAID 10
    • RAID 50

RAID 0 ~ RAID 6가 가장 대중적이며 RAID 2, RAID 3은 현재 잘 활용되지 않음

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RAID 0

• 여러 개의 보조기억장치에 데이터를 단순하게 나누어 저장하는 구성 방식

스트라입 Stripe: 줄무늬처럼 분산되어 저장된 데이터

스트라이핑 Striping: 데이터를 분산하여 저장하는 것

 

위의 그림과 같이 데이터가 분산되어 저장되면, 다시 말해 스트라이핑 되면 저장된 데이터를 읽고 쓰는 속도가 빨라진다

-> 하나의 대용량 저장 장치를 이용하면 여러 번에 걸쳐 읽고 써야할 데이터를 동시에 읽고 쓸 수 있기 때문

-> 이론상 4TB 저장 장치 한 개를 읽고 쓰는 속도보다 RAID 0로 구성된 1TB  저장 장치 4개의 속도가 4배가량 빠름

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RAID 0의 단점

• 저장된 정보가 안전하지 않음
  • RAID 0으로 구성된 하드 디스크 중 하나에 문제가 생긵다면 다른 모든 하드 디스크가 정보를 읽는데 문제가 생길 수 있음
  • 그래서 RAID 1이 등장함

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RAID 1

• 복사본을 만드는 방식을 추가함 이를 미러링 Mirroring 이라고 부름
• 위는 4개의 하드 디스크를 RAID 1으로 구성한 모습
• 스트라이핑이 사용되긴 했지만 백업 파일이 있음
• 데이터를 쓸 때 원본 복사본 두 군데에서 쓰기 때문에 쓰기 속도는 RAID 0보다 느리다

RAID 1 방식은 복구가 매 우 간단하다. -> 똑같은 디스크가 2개 있기 때문에

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RAID 1 단점

• 하드 디스크 개수가 한정되었을 때 사용 가능한 용량이 적어짐
• RAID 0의 구성은 4TB를 저장할 수 있지만 RAID 1은 2TB만 저장할 수 있음

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RAID 4

• RAID 1처럼 완전한 복사본을 만드는 대신 오류를 검출하고 복구하기 위한 정보를 저장한 장치를 두는 구성 방식
• 오류를 검출하고 복구하기 위한 정보를 패리티 비트 Parity bit 라고 함
• 패리티를 저장한 장치를 이용해 다른 장치들의 오류를 검출하고 오류가 있다면 복구함
• RAID 1보다 적은 하드 디스크로 데이터를 안전하게 보관할 수 있음

RAID 4는 RAID 1보다 적은 하드 디스크로도 데이터를 안전하게 보관할 수 있음

 

패리티 비트

-> 원래 오류 검출만 가능하지 오류 복구는 불가능함

RAID 4에서는 패리터 정보를 저장한 장치로써 나머지 장치들의 오류를 검출, 복구함

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RAID 5

• RAID 4는 어떤 새로운 데이터가 저장될 때마다 패리티를 저장하는 디스크에도 데이터를 쓰게 되므로 패리티를 저장하는 장치에 병목 현상이 발생한다는 문제가 있음
• 패리티를 분산하여 저장함 ( RAID 4는 패리티를 저장한 장치를 따로 뒀음)

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RAID 6

• 구성은 RAID 5와 같으나 서로 다른 2개의 패리티를 두는 방식임
• 오류를 검출하고 복구할 수 있는 수간이 2개나 생긴 모습
  • RAID 4, RAID 5보다 안전한 구성이라고 볼 수 있음
  • 다만 새로운 정보를 저장할 때마다 함께 저장할 패리티가 2개이기 때문에 쓰기 속도는 RAID 5보다 느림

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RAID 레벨 마다 장단점이 있기 때문에 상황에 따라 최적의 RAID 레벨은 달라질 수 있음