서버, 레이드(RAID LEVELs) 구성에 대해 알아볼까요?



서버, 레이드(RAID LEVELs) 구성에 대해 알아볼까요?

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초기 레이드는 서버용 제품에 대용량의 데이터를 저장하기 위한 목적으로 사용되었지요.

하지만 최근에는 콘텐츠 및 사진/영상 등의 데이터의 용량이 커지면서 일반적인 사용분들께서도 많이들

사용 하고 계십니다. 레이드 구성의 목적은 단순히 디스크의 용량을 확보하는 것을 떠나 디스크의

중복성과 성능 향상을 확보함으로써 보다 안전하고 빠르게 사용하기 위함 일텐데요.

오늘은 각 레이드 레벨에 따른 구성과 특성을 간략히 알아 볼까 합니다.


레이드 레벨 (RAID LEVEL)

레이드는 구성에 따라 총 6가지의 레벨로 나눌 수 있는데요.

각 레벨에 따라 서로 다른 신뢰성과 성능 향상을 보여 줍니다. 따라서 , 처음

나스 등. 서버로 레이드 구성을 하시려는 분들 께서는 각 그에 따른 목적과 중요도에 따라

레이드 구성을 선택하고 그에 맞는 비용을 투자하시면 됩니다.




레이드 0 (RAID 0)


레이드0 (RAID 0) 은 2개 이상의 하드디스크로 볼륨을 구성하는 것으로 스트라이핑 모드라고도 하는데요.

레이드 0은 일반적으로 데이터를 쓸 때 구성 된 볼륨의 수 만큼 나누어 같은 섹터에 병렬로

데이터를 기록하게 됩니다. 따라서 데이터의 읽기/쓰기 성능이 매우 향상 되죠.


출처: http://en.wikipedia.org/wiki/File:RAID_0.svg

단, 그림에서 보듯이 두개의 디스크에 분할되어 기록되기 때문에 구성된 디스크가 하나만

고장이나도 사용 중인 데이터에 엑세스 할 수 없으며, 복구하기가 어렵게 됩니다.


빠른 읽기/쓰기 속도가 목적인 분들 께서는 고려해 볼 수 있겠지만, 데이터 손실에 따른

안정성 또한 고려해야 하는 불들께는 적합하지 않은 수 있는데요.


개인 유저로써 빠른 속도가 필요하고, 별도의 저장공간으로 중요 파일만 주기적으로

백업이 가능 하신 분들께는 아주 매력적인 구성일 수 있습니다.



레이드 1 (RAID 1)


레이드1 (RAID 1) 은 동일한 볼륨을 추가적으로 구성 한 것으로 볼륨이 서로 동일하기 때문에

미러링 모드라고도 하는데요. 데이터를 기록 할때 동일한 작업을 추가로 구성 된 볼륨에서도 수행하게 됩니다.

즉, 두개의 디스크에 동시에 기록하는 셈인데요. 기록함 과 동시에 백업을 한다라고 생각하시면 됩니다.



출처: http://en.wikipedia.org/wiki/File:RAID_1.svg


읽기 속도 면에서는 다중 스레드를 사용할 경우 성능 향상을 보일 수 있지만 쓰기 속도 면에서는 중복 작업이

발생하기 때문에 성능이 저하되는 단점이 있는데요. 나스 등 서버인데.. 고장 등에 의해

데이터 손실에 따른 안정성이 중요 시 되는 상황이라면 생각해 볼수 있지만, 구성에 따른 용량 대비 비용이 두배로 발생하기 때문에 대부분 많은 분들이 선호하지 않는 것 같습니다.



레이드2 (RAID 2)


레이드 2는 0의 장점(빠른속도)을 살리면서 신뢰성을 높이기 위한 방법인데요.

스트라이핑 모드(레이드0)를 위한 구성에 신뢰성을 위한 추가적인 볼륨이 구성된다고 보시면 됩니다.



출처: http://en.wikipedia.org/wiki/File:RAID_2.svg

위 그림의 구성은 4개의 스트라이핑 모드에 신뢰성을 위한 3개의 볼륨이 구성된 것인데요.

구성 된 디스크 중 여러 개에서 오류 나더라도 정상적으로 복구가 가능 합니다.

구성에는 다음과 같이 최소 3개의 디스크가 필요 합니다.

스트라이핑 2개 + 패리티(에러 정정 코드) 저장 1개




레이드 3 (RAID 3)



레이드 3은 2의 단점을 조금 개선한 것 입니다. 2는 스트라이핑이 되는 볼륨 간의

패리티(에러 정정 코드)를 저장하기 위해 추가적인 볼륨이 하나 필요한데요.

레이드 3의 경우 단 하나의 볼륨을 가지고 패리티를 저장 합니다


출처: http://en.wikipedia.org/wiki/File:RAID_3.svg

위 그림에서 보듯이 디스크0~2 간의 패리티를 단일 디스크인 디스크 3 에 저장하기 때문에

전체적이 구성 비용면에서 이득이 있습니다. 단, 스프라이핑으로 구성된 디스크의

동일 위치에서 오류가 날 경우 복구가 힘들 수 있습니다


구성에는 다음과 같이 최소 3개의 디스크가 필요 합니다.

스트라이핑 2개 + 패리티(에러 정정 코드) 저장 1개.




레이드4 (RAID 4)


레이드 4 는 구성면에서 3과 차이가 없습니다. 차이점이라 하면 패리티(에러 정정 코드)를

계산하는 방법인데요. 3은 바이트 단위로 데이터를 분활/계산 하는 반면, 4는 미리 정해진 블록 단위로

데이터를 분할하고 계산 한다는 점 입니다. 4는 데이터를 블록 단위로 처리 하기 때문에 3에 비해 좀 더

성능이 향상 되었다 할 수 있습니다.



출처: http://en.wikipedia.org/wiki/File:RAID_4.svg

그림에서 보듯이 구성에는 3과 별 차이가 없어 보입니다.

역시, 구성에는 다음과 같이 최소 3개의 디스크가 필요 합니다.

스트라이핑 2개 + 패리티(에러 정정 코드) 저장 1개.



레이드 5 (RAID 5)


레이드 5는 4의 단점이 개선 된 것인 데요. 4의 경우 패리티(에러 정정 코드)가 한 디스크에

저장되기 때문에 데이터 변화가 빈번한 경우 큰 부하를 받을 수 있습니다.

따라서 성능이 저하 될 수 있는데요. 이러한 점을 개선해 5는 패리티의 저장을

각 디스크에 분할 시킵니다.



출처: http://en.wikipedia.org/wiki/File:RAID_5.svg

역시, 구성에는 다음과 같이 최소 3개의 디스크가 필요 합니다.

스트라이핑 2개 + 패리티(에러 정정 코드) 저장 1개




레이드 6 (RAID 6)


레이드6 은 4,5 레벨 대비 신뢰성에 좀 더 기반을 둔 구성 인데요.

패리티 저장을 위한 추가 디스크를 하나 더 구성 하여 동시에 디스크에서 오류가

나더라도 복구가 가능 합니다.




출처: http://en.wikipedia.org/wiki/File:RAID_6.svg

그림에서 알수 있듯이 각 하나의 볼륨마다 패리티 디스크가 2개씩 있는 것을 알 수 있는데요.

구성에는 최소한 4개의 디스크가 필요 합니다. 물론 추가적인 디스크 구매로 인한

신뢰성에 따른 비용은 상승 합니다.

이와 같이 레이드 표준 구성인 6가지에 대해 알아 봤는데요. 이러한 표준 구성 외에도

비표준인 레이드 1E, 레이드 5E 등등.. 독자적인 방식으로 레이드를 구성하는 경우 도 있습니다.

최근에는 각 레이드의 장점을 고루 섞어 성능과 신뢰성 및 비용 절감을 보고 있는 하이브리드

구성이 많이 사용 되는데요. 대표적인 하이브리드 구성은 다음과 같습니다.

RAID 0 + 1

RAID 1 + 0 (RAID 10)

RAID 5 + 0 (RAID 50)

RAID 5 + 1 (RAID 51)

RAID 6 + 0 (RAID 60)



RAID 장애 및 데이터 손실 원인

다양한 레이드 구성들은 저장공간의 중복성과 성능을 최대한 높여주지만 대부분의 경우 하나의 디스크 장애가

전체 구성에 영향을 줄 수 있습니다. 모든 어레이는 다양한 시나리오로 데이터 손실이 발생 할 수 있습니다.

논리적 손상 - 부주의에 의한 데이터 삭제, 파일시스템 손상, 잘못 된 RAID 재구성

물리적 손상 - 레이드 컨트롤러 고장, 단일 또는 다중 디스크의 오류, 전력 서지 등.

레이드는 대부분 논리적이든 물리적 고장이든 손실 된 데이터를 복구할 수 있는 기회가 있습니다.

단 몇가지 주의 하실 상황이 있으신 데요.

​​

새로운 RAID구성 재설정

CHECK DISK 또는 FSCK 실행

소프트웨어 기반의 복구 시도

물리적 손상이 있는 디스크의 무리한 구동

원본획득 없는 위와 같은 논리적 복구 시도는 복구 할 수 없는 광범위한 데이터 손실을 유발 할 수 있기 때문에

나스, 및 서버 등.. 레이드 구성이 되어 있는 저장매체의 데이터 복구의 경우

가까운 데이터 복구센터를 내방 하시어 1차로 디스크의 원본을 획득 후 논리적 복구를 시도 하시길

권해 드립니다.




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