RAID

상

RAID

[정의] 디스크를배열구조로중복구성하여가용성을확보하는기술 [목적] 대용량, 가용성, 고성능, 상호호환성 [구성요소] RAID 전용 controller(제어), cache memory(성능향상), striping data recording(병목현상줄여 IO성능향상), mirring/parity(중복data 안정성), hotswap/online data rebuild(무정지구동, 유지보수) [유형] RAID 0 : striping, RAID 1 : mirroring, RAID 2 : parity bit, RAID 3 : parity byte, RAID 4 : parity block, RAID 5 : distributed parity, RAID 6 : double distributed parity, RAID 0 + 1 : striping + mirroring, RAID 1 + 0 : mirroring + striping

토픽 이름 (상)	RAID
분류	CA > 고가용성 > RAID
키워드(암기)	RAID(Redundant Array of Independent Disks), RAID 0(Striping), RAID 1(Mirroring), RAID 2(비트수준분산+해밍코드), RAID 5(블록분산+패리티분산), RAID 0+1(Striping 후 Mirror), RAID 1+0(Mirror 후 Striping) 0 스트라이핑, 1 미러링, 2 ECC, 3 패리티, 4 블록, 5 분산, 6 더블
암기법(해당경우)	스미비바블패더

 

기출문제

번호	문제	회차
1	RAID 0(RAID : Redundant Array of Independent Disks)의 활용 분야와 장애율(Failure rate), 성능(Performance)에 대하여 설명하시오	99회.정보관리.2교시
2	3. RAID(Redundant Array of Independent/Inexpensive Disks) Level 중에 Raid 0, Raid 5, Raid 6, Raid 1+0, Raid 5+0에 대해 최소 Disk 필요 수량, 공간 효율, 고장 허용 범위를 포함해 설명하시오.	모의_2017.11.응용.3
3	RAID 0+1과 RAID 1+0을 가용성을 중심으로 비교하시오	모의-관리-1605-1
4	RAID(Redundant Array of Independent Disks)의 구성 유형별 특징과 장단점에 대하여 설명하시오	모의-컴시응-1604-4

 

I. 시스템의 고가용성과 성능 향상을 위한 스토리지 솔루션, RAID의 개요

가. RAID(Redundant Array of Independent Disks)의 정의

- 여러 개의 디스크에 데이터 중복 저장과 데이터의 분산 저장을 통한 성능 향상과 안정성 향상을 위한 스토리지 솔루션

 

나. RAID의 등장배경

- 제한된 용량의 디스크로 대용량의 데이터 저장공간을 만들기 위함

- 디스크의 안정성 향상을 통한 고가용성 확보 요구

- 시스템 병목구간인 디스크에 대한 성능 개선 요구

II. RAID의 종류 상세 설명

가. RAID 0 (Striping)

설명	빠른 데이터 입출력을 위해 Data의 중복 저장 없이 여러 디스크에 데이터를 분산 저장하여 동시에 접근할 수 있도록 하는 Striping 기반의 병렬 디스크 구성 기법
구성도		특징
		- 디스크 중복 통한 읽기/쓰기 2배 향상 - Parity/Mirroring 없어 안전성 향상 없음 - 최소 수량 : 2개 - 공간 효율 : 1 - 읽기 향상 : n배 향상 (n : 디스크 수량) - 쓰기 향상 : n배 향상 - 고장 허용 : Zero

- 데이터의 안정성보다 액세스 속도와 용량 증대에 초점을 맞춘 기법

- 서로 다른 크기의 디스크 용량을 묶어, 하나의 대용량으로 보이는 디스크 가상화 기술

 

나. RAID 1 (Mirroring)

설명	패리티를 사용하지 않지만 데이터 디스크를 동일하게 복사한 미러 디스크로 구성된 RAID
구성도		특징
		- 동일 디스크 2개에 중복 쓰기 통한 안정성 향상 - 최소 수량 : 2개 - 공간 효율 : 1/n - 읽기 향상 : 데이터 디스크와 미러 디스크 중 탐색 시간과 회전 지연 시간 짧은 디스크 사용으로 향상 - 쓰기 향상 : 없음 - 고장 허용 : n-1 디스크

- 100% 중복성 요구하므로 큰 비용 들지만, 높은 가용성 요구하는 솔루션에 적합

다. RAID 2 (Bit-Level Dedicated hamming-code parity)

설명	비트 수준으로 분산 저장한 데이터 디스크와 해밍 코드(Hamming Code)를 저장하는 검사 디스크로 구성된 RAID. 오류 수정 코드를 가진 비트 인터리브(Bit-interleaved with ECC) 방식 이라고도 함.
구성도		특징
		- Bit 레벨의 Striping - Hamming Code Parity 사용 (Parity 단순 제공) - 최소 수량 : 3개 - 공간 효율 : 1 - 1/n*log2(n-1) - 읽기 향상 : 해당 없음 - 쓰기 향상 : 해당 없음 - 고장 허용 : 1 디스크

- 1비트 오류 발생 검출하고 수정 가능하나 2비트 오류는 검출만 가능

- 데이터 디스크가 늘어나면 오류 수정 위한 검사 디스크도 증가

라. RAID 5 (Distributed Parity)

설명	데이터를 블록 단위로 분산하고 패리티도 분산하여 통합 저장한 하드디스크로 구성된 RAID로, 블록 인터리브된 분산 패리티(Block-interleaved striping with distributed parity) 방식 이라고도 함
구성도		특징
		- Block 레벨의 Striping - Parity 사용 (Parity 분산 제공) - 최소 수량 : 3개 - 공간 효율 : 1 - 1/n - 읽기 향상 : n-1 - 쓰기 향상 : Variable (상황에 따라 다름) - 고장 허용 : 1 디스크

- 트랜잭션 지향 애플리케이션에 적합하며, 현재 가장 널리 사용되는 RAID 방식

# RAID 2 ~ RAID 4는 실제로는 사용하지 않는다. 전용 Parity 개념 때문이다.

최대 1개까지 고장나는 것을 허용하지만 Parity 전용 디스크를 제외한 것만 고장이 나야 한다. Parity 장치가 고장이 나게 되면 수십개의 정상 disk가 있다고 해도 전체 볼륨이 고장난 것과 같은 효과를 낸다. 따라서 RAID 2 ~ RAID 4는 잘 사용하지 않음.

III. Hybrid RAID

가. RAID 0+1

설명	RAID 0의 장점인 빠른 처리속도와 RAID 1의 Mirroring을 이용한 구성방식으로 RAID 0(Stri-ping) 구성 후 RAID 1(Mirror) 구성
구성도		특징
		- Stripping 된 한 세트의 미러로 안전한 RAID - 최소 수량 : 4배수의 디스크 필요 - 공간 효율 : n * d/2 (n:디스크 수, d:디스크 용량) - 고장 허용 : 손상된 디스크가 다른 Raid 0 쌍의 일부가 아닌 경우에 한해 최대 2개의 디스크 손상이 허용

나. RAID 1+0

설명	4개 이상의 디스크를 2개씩 RAID 1로 구성하고, 다시 RAID 0으로 구성하는 저장방식
구성도		특징
		- 미러링 기능으로 인한 신속한 복구 가능 - Stripping 으로 인해 속도는 빠르지만 장치의 사용가능 한 용량은 절반으로 감소 - 최소 수량 : 4배수의 디스크 필요 - 공간 효율 : n * d/2 (n:디스크 수, d:디스크 용량) - 고장 허용 : 데이터 손실 없이 미러링 된 각각의 쌍에서 한개의 디스크에 손상 허용

- RAID 0+1의 Striping이 실행된 그룹의 2개 디스크의 고장에 대한 개선이 이루어진 모델

 

---- 추가 2018.05.14

모의_2017.11.응용.3  RAID6, RAID 5+0