RAID
Redundant Array of Inexpensive/Independent Disk, 복수 배열 독립 디스크
저장장치를 여러개 묶어 고용량, 고성능 저장장치와 같은 효과를 얻기 위해 개발된 기법
과거에는 저렴한 디스크를 모아 고성능의 디스크처럼 사용하자는 생각이었지만 현재는 경제적인 이유보다 높은 신뢰성과 높은 데이터 전송율에 사용
장점
- 중복을 통한 신뢰성 향상
- 중복을 허용(미러링, mirroring)해 디스크 고장이 발생했을 경우 분실된 정보를 재구축하기 위해 사용해 디스크 고장이 발생하더라도 데이터가 분실되지 않음
- 병렬성을 통한 성능 향상
- 읽기 요청을 두 디스크 중 하나에서 처리할 수 있기 때문에 읽기 요청의 처리율은 2배가 된다
💡 미러링(mirroring)
하나의 논리 디스크는 두 개의 물리 디스크로 구성되고 모든 쓰기 작업은 두 디스크에서 모두 실행
RAID 레벨
미러링은 높은 신뢰성을 제공하지만 고비용, 스트라이핑은 높은 전송률을 제공하지만 신뢰성 향상 불가
패리티 비트와 디스크 스트라이핑을 결합해 적은 비용으로 중복을 허용하는 많은 기법이 제안되었고 각기 다른 가격 대비 성능을 보유
RAID Level 0
비 중복성 스트라이핑
블록 레벨로 스트라이핑하는 디스크 구성
미러링이나 패리티 비트 같은 어떤 중복 정보도 가지고 있지 않음
RAID Level 1
미러드 디스크
디스크 미러링을 사용
RAID Level 2
메모리 스타일 오류 정정 코드(memory-style error-correcting-code(ECC) organization)
메모리 시스템의 각 바이트가 자신과 연관된 하나의 패리티 비트를 가짐
이 바이트에서 하나의 비트가 손상되었다면 패리티가 변화되고, 저장된 패리티와 불일치시 오류 정정비트를 읽음으로써 손상된 데이터를 복구
RAID Level 3
비트 인터리브 패리티(bit-interieaved parity organization)
메모리 시스템과 달리 한 섹터가 정확히 읽혔는지 디스크 컨트롤러가 탐지할 수 있다는 사실을 이용해 Level 2의 기능을 향상 시킨 것
싱글 패리티 비트가 오류 정정은 물론 오류 탐지를 위해 사용
RAID Level 4
블록 인터리브 패리티(block-interleaved parity organization)
RAID 0처럼 블록 단위 스트라이핑을 사용
N개의 디스크 블록에 대한 패리티 블록을 다른 디스크에 저장
디스크 중 하나가 고장나면 패리티 블록과 상응하는 다른 디스크 블록을 사용해 고장 디스크 블록을 복원
RAID Level 5
블록 인터리브 분산 패리티(block-interleaved distributed parity)
데이터와 패리티를 모든 N+1 디스크에 분산
하나의 디스크가 패리티를 저장하고 다른 디스크들이 데이터를 저장
예) 5개의 디스크로 구성된 RAID에서 n번째 블록에 대한 패리티는 (n mod 5) + 1에 저장, 나머지 디스크의 n번째 블록에는 데이터가 저장
RAID Level 6
P + Q 중복 기법
RAID 5와 유사하지만 여러 디스크 오류에 대비하기 위해 추가의 중복 정보를 저장
패리티 비트를 사용하는 대신 Reed-Solomon Codes 같은 에러 교정 코드가 사용
RAID 5와 다르게 데이터 4비트마다 2비트의 중복 데이터를 저장. 따라서 시스템은 2개의 디스크 오류를 허용
RAID Level 0+1, 1+0
RAID 0과 RAID 1을 조합한 것
RAID 1이 신뢰성, RAID 0이 높은 성능을 제공하는 것을 합침. RAID 5보다 높은 성능을 제공
RAID 0(스트라이프)으로 구성된 디스크를 RAID 1(미러링)로 구성하면 RAID 0+1
RAID 1(미러링)로 구성된 디스크를 RAID 0(스트라이프)으로 구성하면 RAID 1+0
RAID 0+1에서 하나의 디스크가 고장이 나면 그 스트라이프는 모두 접근이 불가능하지만 RAID 1+0에서는 하나의 디스크가 고장이 나면 그 디스크에는 접근이 불가능하지만 미러드된 또 다른 디스크와 다른 모든 디스크는 사용이 가능하기 때문에 RAID 1+0을 주로 사용한다
📚 Reference
Abraham Silberschatz, 『Operating System Concepts』, 조유근, 홍릉과학출판사(2013)