RAID 구성 기본용어 및 시스템 설명(기초)

[ 동적 저장소 용어 ]
1) 볼륨

 하나 이상의 디스크에 있는 여유 공간에서 만든 저장소 단위입니다. 파일 시스템으로 포맷하거나 드라이브 문자를 할당할 수 있습니다. 동적 디스크의 볼륨은 단순, 스팬, 미러, 스트라이프 또는 RAID-5 같은 레이아웃을 가질 수 있습니다.
 

2) 단순 볼륨

단일 디스크의 빈 공간을 사용합니다. 디스크의 단일 영역이거나 여러 개의 연결된 영역으로 구성될 수 있습니다. 단순 볼륨은 같은 디스크 내에서 또는 추가 디스크로 확장할 수 있습니다. 단순 볼륨을 여러 디스크에 확장하면 스팬 볼륨이 됩니다.

 
 
3) 스팬 볼륨

 여러 디스크에서 함께 연결된 빈 디스크 공간에서 만들어집니다. 스팬 볼륨은 최대 32개의 디스크에 확장할 수 있습니다. 스팬 볼륨은 미러링할 수 없으며 내결함성이 없습니다.
 

4) 스트라이프 볼륨

 데이터가 둘 이상의 실제 디스크에 인터리브된 볼륨입니다. 이런 종류의 볼륨에 있는 데이터는 각 실제 디스크에 번갈아 가면서 고르게 할당됩니다. 스트라이프 볼륨은 미러링하거나 확장할 수 없으며 내결함성이 없습니다. 스트라이프는 RAID-0이라고도 합니다.

 
 
5) 미러 볼륨

 데이터가 두 개의 실제 디스크에 복제되는 내결함성이 있는 볼륨입니다. 한 볼륨에 있는 모든 데이터가 다른 디스크에 복사되어 데이터가 중복되어 저장됩니다. 디스크 중 하나에 결함이 발생하면 남아 있는 디스크에서 데이터에 액세스할 수 있습니다. 미러 볼륨은 확장할 수 없습니다. 미러는 RAID-1이라고도 합니다.
 

6) RAID-5 볼륨

 데이터가 세 개 이상의 디스크 어레이에서 스트라이프되는 내결함성 있는 볼륨입니다. 패리티(결함이 발생한 후에 데이터를 다시 구성하는 데 사용할 수 있는 계산된 값)도 디스크 어레이에서 스트라이프됩니다. 실제 디스크에 결함이 발생하면 결함이 발생한 디스크에 있던 RAID-5 볼륨 부분은 남아 있는 데이터 및 패리티에서 다시 만들 수 있습니다. RAID-5 볼륨은 미러링하거나 확장할 수 없습니다.
 
 

7) 시스템 볼륨

 Windows를 로드하는 데 필요한 하드웨어 관련 파일(예: Ntldr, Boot.ini 및 Ntdetect.com)이 포함되어 있습니다. 시스템 볼륨은 부팅 볼륨과 같을 수 있지만 반드시 같아야 할 필요는 없습니다.

 
 
8) 부팅 볼륨

 %Systemroot% 및 %Systemroot%\System32 폴더에 있는 Windows 운영 체제 파일이 들어 있습니다. 부팅 볼륨은 시스템 볼륨과 같을 수 있지만 반드시 같아야 할 필요는 없습니다.
 

 

[ RAID 시스템(Redundant Array of Inexpensive Disks) ]
- 복수의 저렴한 소형 드라이브를 조합함으로써 단일의 대형및 고가 디스크를 능가하는 성능을 이끌어내고자 한 것, 드라이브 중 어느 하나가 고장나더라고 데이터 손실을 방지하는 구조

 

1) RAID 시스템의 6가지 레벨
① RAID 0(Stripe Set)
- 두 개 이상의 디스크 영역을 하나의 논리적인 공간으로 사용하는 구조. 64KB 단위로 각각의 디스크를 순환하면서 데이터의 읽기 또는 쓰기 작업을 한다. 디스크의 안정성은 논리적은 단위로 디스크의 수가 늘어나면 늘어날수록 떨어진다. 데이터 복구 능력이 없다.
 

② RAID 1(Disk Mirror)

- 한 개의 디스크 전체 또는 디스크의 특정 영역을 또 다른 디스크의 전체나 특정 영역으로 복사함으로써 하나의 디스크가 손상되어도 또 다른 디스크에 동일한 데이터가 존재하기 때문에 언제든지 복구할 수 있다. 단 두 디스크의 공간은 항상 동일해야 한다.
 

③ RAID 2

디스크의 에러 검출을 위해 Hamming 오류 정정 코드를 사용함으로써 디스크간의 스트라이핑을 구현할 수 있는 구조. 4개의 디스크를 스트라이핑하기위해 3개의 에러 콜렉션 코드(Error Correction Code)가 필요하기 때문에 설치 비용이 비싸다.
스트라이핑 기법 - 여러 개의 디스크 드라이브에 논리적으로 하나의 파일이나 데이터베이스를 분리시켜 놓는 기술로서, 입출력 명령어를 모든 드라이브에 동시에 발효하고, 처리할 수 있게 해준다.
 

④ RAID 3

하나의 디스크에 나머지 디스크의 저장 정보를 지닌 패리티 정보를 저장하고, 나머지 디스크에는 순환적으로 데이터를 바이트 단위로 저장하는 스트라이핑 기법을 사용한다. 그래픽이나 이미지 파일과 같이 용량이 큰 데이터 사용시 디스크 사용 효율이 증가한다.
 

⑤ RAID 4

RAID3와 같은 방식으로 Bytes 대신 Disk Sector 단위를 사용한다. 디스크 쓰기 작업시 패리티 정보를 매번 갱신하기 때문에 성능이 떨어진다. 패리티 정보는 RAID 3와 같이 하나의 디스크에 저장, 관리된다.
 

⑥ RAID 5(Stripe Set with Parity)

RAID 0 구조에서 사용하는 스트라이프 세트에 패리티 정보를 추가하여 데이터의 오류 허용을 구현한 구조, 각 디스크 마다 패리티 정보가 저장되며, XOR 연산에 의해 손상된 디스크의 데이터를 복구한다.
 

2) RAID 시스템 구현 방법

① 하드웨어인 RAID 컨트롤러를 사용하여 구현
- 서버시스템에 추가로 하드웨어 장비인 RAID 컨트롤러를 구입하여 설치함으로써 RAID 컨트롤러와 연결된 디스크를 이용해 각각의 RAID 레벨을 구현하는 방법. 데이터 버스는 SCSI방식을 주로 사용한다.
- 부가적인 기능
* 핫스왑(Hot Swap) - RAID 시스템에 연결된 하드 디스크가 손상되었을 때, 시스템의 전원을 끄지 않은 상태에서도 교체할 수 있는 기능
* 핫 스패어(Hot Spare) - 하드디스크의 일부를 여분으로 지정해두어 문제가 발생하였을 때 자동으로 복구하는 기능. 컴팩사의 SMP Server에서 많이 사용.
② 소프트웨어적으로 RAID 구현
- 운영체제가 가지고 있는 RAID 기능을 사용하여 구현하는 것
- 네트워크 운영체제는 RAID 1(Disk Mirror) 기능을 제공하며, Windows 2000 제품에서는 RAID 0, 1, 5를 지원한다.

 

3) 최신 RAID 기술
- SCSI 후속 제품으로 Fibre Channel을 구현하기 시작했으며, Inteligent I/O(I2O)을 이횽한 RAID 제품
- Fibre Channel 이란 네트워크 Channel I/O Interface를 위한 ANSI X3T11의 표준 인터페이스를 말한다.
- 400MB/s의 전송속도를 가진다.
- 지능형 I/O(Intelligent I/O)는 서버 시스템에서 사용되는 다양한 I/O Interrupt의 처리를 프로세서가 담당하는 것이 아니라 I/O 보드의 특정 프로세서가 처리하기 때문에 프로세서의 사용 가능 시간이 증가하여 서버 성능을 향상시키는 구조


출처 : http://blog.daum.net/knyatom/31