1. RAID의 개요

RAID (Redundant Array of Inexpensive Disk) 는 여러 드라이브의 집합을 하나의 드라이브처럼 사용할 수 있게 하고, 장애 발생시 데이터를 복수할 수 있도록 합니다. 기본적인 RAID의 개념은 작고 값싼 드라이브들을 연결해서 크고 비싼 드라이브 하나를 대체 하자는 것에서 출발했습니다. 데이터와 패리티 정보를 디스크에 배치하는 방법에 따라 디스크 Array 를 분류했으며, RAID Level 이라고 불리게 됩니다.

2. RAID 의 장점

① 고가용성/ 데이터 보호

시스템에 있는 디스크의 수가 증가 함에 따라 디스크가 장애를 일으킬 가능성도 함께 증가합니다. RAID는 Mirroring 또는 패리티 정보를 이용하여 디스크 장애에 대한 대비를 할 수 있도록 합니다.

② 드라이브 접속성의 증대

여러 개의 물리적 드라이브를 하나의 논리적 드라이블 인식함으로써, 용량 및 드라이브 수의 제한을 피할수 있습니다.

③ 저렴한 비용과 작은 용량으로 대용량을 구현할 수 있습니다.

④ 효율성

하나의 디스크에 대한 입출력 요구에 비하여 여러 디스크에 데이터를 분산시키고 병렬로 입출력을 처리함으로써 효율성을 증가시킬 수 있습니다.

3. RAID 종류

UC Berkeley의 연구그룹은 RAID 를 분류하였으며 각 레벨은 서로 다른 용도를 위해 최적화된 시스템을 구현 할 수 있습니다.

① RAID 0  :  Stripping

Level 0은 데이터의 빠른 입출력이 가능 하도록 데이터를 여러 드라이브에 분산하여 저장한다. 데이터 복구를 위한 추가 정보를 기록하지 않기 때문에 성능은 매우 뛰어 나지만 어느 한 드라이브에서 장애가 발생하게 되면 데이터는 손실 됩니다. 그러므로 엄밀히 이야기 하자면 RAID의 정의에 부합된다고 볼 수 없습니다, 빠른 입출력 속도가 요구되나 장애 복구 능력은 필요 없는 시스템에 적합합니다. 단 2대의 드라이브만으로도 구성할 수 있습니다.

② RAID 1 : Mirroring

RAID Level 1 은 한 드라이브에 기록되는 모든 데이터를 다른 드라이브에 복사해 놓는 방법으로 복구능력을 제공합니다. RAID Level 1은 하나의 드라이브를 사용하는 것에 비해 약간 나은 정도의 성능을 제공 합니다. 읽을 때 더 빠르며 쓸 때는 약간 느립니다. 하지만 ECC(에러 검출 코드)를 계산 하지 않기 때문에 RAID4나 5 보다는 빠릅니다. 이 경우 어느 드라이브가 고장 나더라도 데이터의 손상은 일어 나지 않습니다. 두 개의 DISK에 DATA가 동일하게 기록 되어 지므로 DATA의 복구능력은 훌륭하나 전체 용량의 절반이 복제데이터를 기록하기 위해 사용되기 때문에 저장 용랑 당 단가가 비쌉니다.

③  RAID 2

RAID Level 2는 에러 검출 능력이 없는 드라이브를 위해 Hamming 오류 정정 코드를 사용합니다. 모든 SCSI 드라이브는 에러 검출 능력을 갖고 있기 때문에 SCSI 드라이브를 사용할 경우 이 레벨은 별로 쓰이지 않습니다.

④ RAID 3

RAID Level 3 은 Level 4 와 유사하나 바이트 단위의 분산 저장을 경제적으로 수행하기 위해선 하드웨어적인 지원이 요구 되며 효율적인 동작을 위해 동기 가능한 드라이브를 필요로 합니다. RAID Level 3은 한 드라이브에 패리티 정보를 저장하고, 나머지 드라이브들 사이에 데이터를 바이트 단위로 분산합니다. (Block Stripping : 전용 패리티를 이용한 블록 분배). 나의 드라이브에 문제가 생기면, 컨트롤러가 전용 패리티 드라이브로부터 문제가 생긴 드라이브에 손실된 데이터를 가져와 복구/재생 시킵니다.

⑤ RAID 4 : Parity 

RAID Level 4는 한 드라이브에 패리티 정보를 저장하고 나머지 드라이브들 사이에 데이터를 블록 단위로 분산 합니다. 패리티 정보는 어느 한 드라이브에 장애가 발생 했을 때 데이터를 복구 할 수 있게 해 줍니다. RAID Level 4는 데이터를 읽어 들일 때 Level 0 에 필적하는 매우 우수한 성능을 보이나, 쓸 때는 매번 패리티 정보를 갱신하기 때문에 추가적인 시간을 필요로 하니다. 실제적으로는 작고 랜덤하게 기록 할수록 느리고 크고 순차적인 기록을 행할 때는 그리 느리지 않습니다. 여러 드라이브들 중에서 한대의 드라이브만이 여분의 패리티 정보를 기록하는데 사용되기 때문에 Level 4의 용량당 비용은 그리 높지 않습니다.

⑥ RAID 5 : Distributed Parity

RAID Level5 는 패리티 정보를 모든 드라이브에 나누어 기록합니다. 따라서, 문제가 생길 경우 컨트롤러가 정상적으로 운영되고 있는 다른 드라이브로부터 손실된 데이터를 가져와 복구/ 재생 합니다. 패리티를 담담하는 디스크가 병목현상을 일으키지 않기 때문에, Level 5는 멀티 프로세스 시스템에서와 같이 작고 잦은 데이터 기록이 있을 경우 더 빠릅니다. 하지만 읽어 들이기만 할 경우 각 드라이브에서 패리티 정보를 건너 뛰어야 하기 때문에 RAID Level 4 보다 느립니다. 용량당 비용은 Level 4와 같습니다. 작고 랜덤한 입출력이 많은 경우 더 나은 성능을 제공하며 빠른 기록 속도가 필수적이지 않다면, 일반적인 다중 사용자 환경을 위해 가장 좋은 선택입니다. 그러나 최소한 3대, 일반적으로는 5대 이상의 드라이브가 필요 합니다.

⑦ RAID Level 0+1 : Striping &Mirroring 

Disk Striping With Mirroring : RAID (0+1)은 RAID 0 과 RAID 1 을 통합한 것입니다. Mirroring 과 Striping. RAID (0+1) 는 하드 드라이브의 Redundant ( RAID 구성할 때 패리티비트나 해싱코드또는 미러 이미지를 저장하기 위한 예비 공간을 의미함.) 기능을 완벽하게 지원하기 때문에 여러 개의 드라이브에 문제가 발생해도 장애 없이 사용할 수 있습니다. RAID 1에서 두 개 이상의 하드 드라이브가 연결되면 자동으로 RAID(0+1)이 실행 됩니다.

⑧ RAID Level7 : Just Bunch Of Disk (JBOD) = Spanning = Concatenate

JBOD는 데이타를 디스크에 순서대로 저장할 뿐입니다.
논리적으로 하나의 디스크를 구성할 뿐 RAID의 장점이라고는 하나도 없습니다.

유사시 데이터를 보호하지 못합니다.(Data Redundant 기능이 없음)
다만 한가지 장점은 스펙과 용량이 제각기 다른 하드디스크들이라도 어레이 구성이 가능하다는 것입니다.