밥벌이/운영체제
RAID 기법의 종류
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RAID-0
- 분산 저장하고 패리티가 없으며, 스트라이핑 처리를 함
- 데이터를 각각의 디스크에 라운드 로빈 방식으로 분산 저장
- 데이터는 병렬로 기록되고, 디스크는 비동기로 동작하며, 높은 I/O 성능을 제공
- 장애 발생에 대비한 여분의 공간을 갖지 않으므로, 데이터 복구 기능은 없음
- RAID-0은 장애에 대한 해결책이 없으므로 상용화되지 않음
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Striping 방식과 Concatenated 방식이 있음
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Striping 방식
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Concatenated 방식
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RAID-1
- 디스크 미러링을 수행
- 비경제적인 방법
- 장애 방지에 유용하며, 중요 데이터 처리 시에 사용
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RAID 0 +1 : 스트라이핑 + 미러링
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RAID-2
- 각각의 디스크는 동기화되어 모든 헤드는 항상 동일 부분에 위치
- 오류 수정을 위해 여분의 데이터로서 패리티 비트(일반적인 해밍코드)를 사용
- 데이터를 비트별로 각 디스크에 순서적으로 저장(즉, 비트 인터리빙)
- N개의 데이터 디스크를 위해 Log2n + 1개의 검사 디스크를 사용
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장애 방지에 유용하며, 주요 데이터 처리 시에 사용※ 해밍코드 : 컴퓨터 스스로 데이터의 오류를 검사하고 교정하는 오류 수정 코드로, 수학자 리처드 웨슬리 해밍의 이름에서 유래 되었는데, 보통 에러 검출 코드들이 에러를 검출할 뿐 교정은 불가능한 단점을 개선하여 대부분의 마이크로칩 디바이스에 채택되어 신뢰도를 높이는 데 사용됨
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RAID-3
- RAID-0과 같은 스트라이핑을 처리함
- 검사용 디스크로서 디스크 1개를 사용하며, 단 하나의 패러티 비트를 사용
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바이트 인터리빙 처리를 함※ 바이트 인터리빙 : 파일을 바이트 단위로 순차적으로 돌아가면서 데이터 디스크에 저장되는 것으로, 검색 시에 여러 디스크로부터 다수의 바이트를 병렬적으로 액세스가 이루어지므로 병목 현상을 줄일 수 있음
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RAID-4
- 독립적인 디스크 어레이(Array)를 사용
- RAID-3와 동일한 방식이지만, 상대적으로 큰 블록(Block) 단위로 저장
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블록 인터리빙 처리를 함
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RAID-5
- 독립적으로 디스크 에레이 처리를 함
- 데이터와 패리티를 함께 스트라이핑하여 각 디스크에 저장
- RAID-4의 병목 현상을 해결
- 높은 처리 속도를 보장하며, I/O가 빈번한 곳에 적합
- 블록 인터리빙 분산 패리티 처리 방식
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RAID-5는 일반적으로 가장 많이 사용되는 RAID 방식으로, RAID-3방식과 RAID-4방식의 단점을 보완한 방식
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RAID-6
- RAID-5와 다른 점은 2가지의 다른 패리티 계산이 사용되고 각각의 디스크에 저장
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N개의 데이터 디스크에 대해 2개의 여분 디스크가 필요
- RAID 변형 모델
| 1+0 | 미러링 + 스트라이핑 | 다수의 RAID-1의 쌍에 대해 스트라이핑 |
| 1+5 | 미러링 + 인터리빙 패리티 | Level 1과 Level 5,장애 방지를 위해 미러링된 2개의 완전한 RAID-5 |
- RAID의 종류
| RAID 타입 | 데이터 보호 방법 | 디스크 개수 | 성능/비용 |
| 0 | 없음 | 무관 | 무관 |
| 1 | 미러 | 2개 | 높음/높음 |
| 0 + 1 | 스트라이핑/미러 | 짝수 | 높음/높음 |
| 1 + 0 | 미러/스트라이핑 | 짝수 | 높음/높음 |
| 3 | 스트라이핑/패러티 | 3개 이상 | 중간/낮음 |
| 5 | 스트라이핑/패러티 | 3개 이상 | 중간/낮음 |
| Hot Spare | N/A |
- RAID 기법 별 장.단점 비교
| 구분 | 장점 | 단점 |
| RAID-0 |
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| RAID-1 |
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| RAID-2 |
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| RAID-3 |
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| RAID-4 |
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| RAID-5 |
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| RAID-6 |
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RAID 기법 종합
- 지금까지 소개한 RAID 중에서 입.출력 요구의 블록 크기에 관계없이 좋은 성능을 보이는 구조는 RAID-1가 RAID-5임
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이 두 구조의 성능 특성을 동일한 수의 디스크들에 대하여 비교한 결과를 살펴보면 다음가 같음
- 미러링을 이용한 RAID-1 구조에서 읽기 동작 속도는 2배가 되므로 RAID-5와 유사한 성능을 보여주지만, RAID-1에서는 쓰기 동작이 2개의 디스크에서 동시에 이루어지기 때문에 동시 쓰기가 불가능해지고 속도가 절반으로 감소됨
- RAID-5에서 순차적인 여러 블록들을 동시에 쓰는 '큰 쓰기(large write)'의 경우에는 별문제가 없지만, 어느 한 블록만 쓰는 '작은 쓰기(small write)'의 경우에는 쓰기 동작 때마다 4회의 액세스가 요구되기 때문에 속도가 현저히 떨어지는데, 이것은 '작은 쓰기' 문제라 부르며, 이에 대한 보완 방법이 다양하게 연구 되고 있음
- '작은 쓰기'에는 RAID-1이 RAID-5보다 더 높은 성능을 보여주고, 읽기와 작은 쓰기가 많은 환경에서는 RAID-1이 더 높은 성능을 보여주나, 용량과 비용을 중시하는 경우와 큰 쓰기 요구가 많은 경우에는 RAID-5가 더 높은 성능을 보이며, 특히 가격 대비 성능 측면에서 RAID-5가 더 우수함.
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