RAID

🌟 RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks / Redundant Arrays of Independent Disks)

- 디스크의 성능과 신뢰성을 증진시키는 디스크 조작 기법

- 많은 수의 저가 소형 디스크를 이용

    > 적은 수의 대형 디스크를 이용하는 것보다 더 효율적임

    > 고도의 신뢰성, 고속의 데이터 전송, 대용량 데이터 저장

- 많은 수의 디스크를 병렬로 작동

    > 데이터 판독, 기록 속도 개선

- 다중 디스크에 정보를 중복 저장

    > 신뢰성 증가

 

🌟 RAID LEVEL

(1) RAID 0: 비중복 스트라이핑

> 미러링이나 패리티비트와 같은 추가 정보를 유지함이 없이 데이터 스트라이핑 기법을 사용

> 디스크 드라이브의 수가 증가함으로써 MTTF(mean time to failure)가 감소하게 되어 신뢰성이 약함(복구 능력이 없음)

> 추가 정보가 없기 때문에 기록 성능은 높음

(2) RAID 1: 미러드 디스크(copy)

> 데이터 스트라이핑이 없이 하나의 블록은 두 개의 상이한 디스크에 저장하여 미러드 디스크 유지

> 기록은 기본 디스크에 먼저 수행한 뒤 미러 디스크에 수행

> 데이터 판독은 두 디스크에 분산시켜 수행하기 때문에 효율적임

+ 읽기 효율은 동일한 데이터가 여러 디스크에 저장되어 있기 때문에 n배 더 좋지만, 쓰기 효율은 동일한 데이터를 여러 디스크에 써야 하기 때문에 그렇지 않음

+ 복구 능력이 좋기 때문에 신뢰성이 높지만 성능 효과를 기대하기는 어려움

 

(3) RAID 2: 메모리-스타일 에러 교정 코드(p)

> 비트 레벨 스트라이핑 (패리티 비트를 사용한 해밍 코드 기법을 사용하기 때문)

> 에러 교정 비트를 저장하기 위한 추가 디스크를 사용

    > 해밍 코드 기법 사용 - 어떤 디스크에서 에러가 일어났는지 장애 디스크 식별 가능

> d개의 데이터 디스크로 구성된 디스크 어레이에서 최소 데이터 전송 단위는 d블록이 되기 때문에 대량 데이터 요구 작업 환경에 유리

+ 4bit 전송을 위해 3개의 parity bit를 추가해야 함. 따라서 공간적으로 비효율적임

+ 2개 이상의 디스크가 고장났을 때는 적용할 수 없음

 

(4) RAID 3: 비트-인터리브드 패리티

> 하나의 패리티 비트(짝수 패리티 비트 or 홀수 패리티 비트)만 저장하여 사용하기 때문에 하나의 디스크만 추가로 사용

> 디스크 제어기의 기능을 활용하여 에러 교정

> 손실 데이터 회복에 중점 (신뢰성이 높음)

> 가장 경제적임

 

(5) RAID 4: 블록-인터리브드 패리티

> 블록 레벨 스트라이핑

> 데이터 블록에 대한 패리티 블록들은 하나의 디스크에 별도로 유지

> 대규모 데이터에 대해서는 전체적 입출력 성능이 높음

> 소규모의 여러 독립적 기록 연산은 병렬로 수행할 수 없음

+ RAID 3과 구조는 동일하지만 단위가 다름.

+ RAID 3과 비교했을 때 읽기와 쓰기 효율이 생김 (블록 단위로 저장하기 때문)

 

(6) RAID 5: 블록-인터리브드 분산 패리티

> d개의 데이터 디스크와 1개의 패리티 디스크 대신 데이터와 패리티를 d+1개의 디스크에 균등하게 분산 저장

> 데이터 블록과 이 블록의 패리티 블록은 반드시 상이한 디스크에 저장

> 기록과 판독이 병렬로 수행

> 추가 정보를 유지하는 RAID 레벨 중에서 성능이 가장 높음

(7) RAID 6: P+Q 추가

> 대규모 디스크 어레이에 사용

> 하나가 아니라 두 개의 디스크가 동시에 장애가 일어났을 대도 회복 가능

> 패리티 정보는 블록 레벨로 디스크에 균등 분산 저장

> 하나의 데이터 블록을 갱신하기 위해서는 패리티 정보(P와 Q)를 가진 두 개의 블록도 갱신

+ 여러 데이터의 고장을 대비함

 

🌟 RAID LEVEL의 선택

RAID 0

- 데이터 손실이 중요하지 않은 고성능 응용에서 사용

RAID 1

- 디스크 고장시 데이터 재구성이 용이

- 최고의 기록 성능 제공 - 데이터베이스의 로그 파일 저장에 이용

- 높은 오버헤드 때문에 레벨 3이나 5를 선호

RAID 2, 4

- 레벨 3과 5에 포함

RAID 3, 5

- 3: 고도의 데이터 전송이 필요할 때

- 5: 대부분의 데이터베이스 시스템에서와 같이 임의 판독이 중요할 때

RAID 6

- 고도의 신뢰성이 요구되는 환경