1. RAID(Redundant Array of Independent Disks)의 이해

“RAID”란 용어는 “Redundant Array of Independent Disks”의 약자이며 두 개 이상의 하드 디스크 드 라이브를 하나의 논리 단위로 결합하는 방법을 말합니 다 . RAID 세트를 만들 때는 최상의 성능을 위해서 동일 기종 및 용량의 드라이브를 사용하는 것이 좋다. 간단하게 말해서, 하드디스크 여러 개를 가지고 하나처럼 사용하는 모드, 데이터 보관의 안전성을 위해서 미러링을 하는 모드, 위의 두 가지를 합한 모드, 속도를 빠르게 하기 위해서 병렬적으로 데이터를 저장하는 모드 등 다양하게 있습니다. 보통 RAID는 여러 개의 하드디스크에 동시에 데이터를 분할해서 저장하기 때문에 빠른 속도로 읽기/쓰기가 가능합니다.

1) RAID 0 (데이터 스트리핑)

RAID 0 은 데이터 스트리핑이라고 불리며 두 개의 동일 한 하드 디스크 드라이브를 최적화하여 데이터를 병렬 인터리브 스택으로 읽고 씁니다 . 두 개의 하드 디스크가 단일 드라이브로서 지속적인 데이터 전송 속도로 동일 한 작업을 수행하여 단일 디스크의 데이터 전송 속도를 두배로 늘리므로 데이터 접근 및 저장이 향상에 도움이 됩니다. 그리고 빠른 데이텅 입출력을 위해 데이터 스트립(데이타를 여러 디스크 드라이브에 분산 저장)을 제공하긴 하지만, 데이터를 중복해서 기록하지는 않습니다. RAID 0는 수행의 향상을 가져오긴 하지만, 잘못된 수행을 막지는 못합니다. 그래서 만약 하나의 드라이브가 잘못된다면 모든 데이터들을 잃어버릴 수도 있습니다.

2) RAID 1 (데이터 미러링)

RAID 1 은 데이터 미러링이라고 불리며 하나의 드라이브에서 두 번째 드라이브로 데이터의 동일한 이미지를 복사하고 유지합니다 . 하나의 드라이브가 고장인 경우 디스크 어레이 관리 소프트웨어는 모든 응 용 소프트웨어가 완전한 데이터 사본이 있는 나머지 드라이브로 향하게 하므로 전체 시스템에 대하여 데이터 보안이 제공되고 장애 허용성이 높아집니다. 두 개 이상의 디스크를 붙여서 하나의 디스크처럼 사용하는 건 위의 RAID 0과 같지만 RAID 0과는 다르게 두 개의 디스크 중에 절반의 용량을 실제 가용용량으로 정하고 나머지 절반의 용량은 백업에 쓰인다는 점이 틀립니다. 다시 말자면, 두 개의 디스크 중 하나는 실제 사용하는 디스크이고 다른 하나는 백업용 디스크라고 생각하면 됩니다. 동일 파일이 2개가 존재합니다. 입/출력 퍼포먼스는 RAID 0 보다 상당히 떨어지고 안정성은 높습니다. 하나의 디스크에서 에러가 발생할 경우 복사된 데이터 파일을 이용해서 복구가 가능합니다. 따라서, 빠른 기록 속도와 함께 장애 복구 능력이 요구되는 경우 사용된다.

3) RAID 2

ECC 기능이 없는 드라이브를 위해 해밍(hamming) 오류 정정 코드를 사용합니다. SCSI 디스크 드라이브는 기복적으로 에러검출 능력을 갖고 있기 때문에 RAID2는 사용하지 않습니다. RAID 3에 비해 장점이 없어 거의 사용하지 않는 편입니다.

4) RAID 3

최소 드라이브 개수 : 3 가 필요하며 최대 용량 : (디스크의 수 - 1) x 각 디스크의 용량이며, Parity정보를 위한 전용 디스크를 사용하고, 나머지 디스크 드라이브에 Byte 단위로 데이터를 균등하게 분산 저장합니다. Read의 성능은 RAID 0과 동일하나 Write 성능은 Parity 계산으로 인해 성능 저하가 있습니다. 1개의 디스크 드라이브가 오류가 나는 것을 허용합니다. 장애 발생시 컨트롤러가 전용 패리티 드라이브로부터 장애가 생긴 드라이브의 손실된 데이터를 가져와 복구/재생 합니다. RAID 4와 유사하나 분산 저장을 경제적으로 수행하기 위해 하드웨어적인 지원이 요구되며 효율적인 동작을 위해 동기 가능한(synchronized-spindle)드라이브 사용합니다

5) RAID 4

최소 드라이브 개수 : 3 필요하며 모든 데이터를 Block 단위로 분산 처리합니다. 이때 모든 Block들은 각 디스크에 균등하게 저장되진 않습니다. 또한, RAID 3처럼 Parity 정보를 독립된 디스크에 저장합니다. 데이터를 읽을때는 RAID 0에 필적하는 우수한 성능을 보이나, 저장할 때는 매번 Parity 정보를 갱신하기 때문에 속도가 떨어집니다. RAID 3처럼 1개의 디스크 드라이브가 오류가 나는 것을 허용하며, 하나의 디스크 장애에 대해서는 완벽하게 대처하고, 두 개 이상 장애 발생에는 데이타 손실이 발생합니다. 병목 현상이 발생하면 전체 스토리지의 성능 저하가 발생합니다.

6) RAID 5

RAID 5 는 3 개 이상의 하드 디스크 드라이브에 걸쳐 데 이터와 패리티 정보를 모두 스트라이핑합니다 . RAID 5 구성의 장점으로 개선된 HDD 성능 , 고장 정지 능력 및 높은 저장 용량을 들 수 있습니다 . RAID 5 구성이 트랜 잭션 처리 , 관계형 데이터베이스 어플리케이션 , 전사적 자원 관리 및 기타 비즈니스 시스템에 가장 적합하며, 세 개 이상의 디스크를 붙여서 하나의 디스크처럼 사용하고 각각의 디스크는 패리티 정보를 가지고 있어 하나의 디스크가 깨져도 다른 두 개의 디스크를 이용해서 깨진 디스크를 복구시킬 수 있습니다. 패리티를 담당하는 디스크가 병목 현상을 발생시키지 않아서, 멀티프로세스 시스템과 같이 작은 데이터가 기록이 수시로 발생할 경우 더 빠른 속도를 냅니다. 읽기 작업일 경우 각 드라이브에서 패리티 정보를 건너뛰어야 하기 때문에 RAID 4보다 속도가 느립니다.

일단 disk 1 의 Data가 깨져서 Disk1을 사용하지 못하게 된다고 가정하겠습니다. 그럼 가용 Data중의 A, D 부분을 못쓰게 됩니다. 소실된 내용은 Disk2 와 Disk3 의 Parity에서 가지고 옵니다. 그럼 이제 Disk1을 복구시키거나 대체하여 새로운 Disk1을 생성하고 나머지 Disk2와 Disk3의 Parity 부분의 A와 D를 복사하면 문제가 해결됩니다. 이 방법은 우리나라에서 가장 많이 사용하는 것이기도 하고 입/출력 퍼포먼스나 안정성면에서 적당한 수준에 있어 많이 사용합니다. 단점은 세 개의 디스크로 RAID 5를 구성 시에 두 개 이상의 디스크가 깨지면 복구할 수 없다는 것입니다

7) RAID 6 (Stripe set with dual distributed parity)

하나의 Parity를 두 개의 Disk에 dual로 분산 저장하는 방법으로 두 개의 drive에 오류가 발생하여도 정상적으로 동작합니다. Storage가 많은 큰 시스템에서는 rebuild time이 증가하게 되는데 이 시간이 증가할수록 rebuild 중간에 다른 dirve에 오류가 발생하여 시스템 전체에 오류가 생길 수 있습니다. 따라서 큰 시스템에서 Raid 6를 사용하면 Disk 두 개에 오류가 생겨도 정상 동작을 하기 때문에 rebuild time에 여유가 있어 risk가 줄어듭니다. 단, 쓰기속도는 Parity를 여러 번 갱신해야 하기 때문에 RAID 5보다 떨어집니다. 디스크를 재구성하는 동안 성능이 나빠질 수 있습니다.

8) RAID 1+0 (Striping & Mirroring)

RAID 10 은 세그먼트가 RAID 1 어레이를 이루는 RAID 1 세그먼트로 구성된 스트라이핑 방식의 구성입니다 . 이 구성은 고장 정지 능력이 RAID 1 과 동일하며 , 고장 정지 능력에 대한 오버헤드가 미러링 단독일 때와 동일 합니다 . RAID 10 은 RAID 1 세그먼트를 스트라이핑함 으로써 입출력 속도를 높입니다 . 일부 경우 , RAID 10 구성은 여러 드라이브 고장이 동시에 발생할 수 있습니 다 . 이 설정의 경우 최소 4 개의 하드 디스크 드라이브가 필요합니다. 말 그대로 RAID 0 기술과 RAID 1기술의 복합체입니다. 네 개 이상의 디스크를 2개씩 RAID 1 로 묶고, 묶은 것을 다시 RAID 0 으로 묶습니다. RAID 기술과 다를게 없습니다. 하지만 mirroring 에서 끝나는게 아니라 mirroring 된 두 개의 디스크를 다시 striping 시켜서 퍼포먼스를 향상 시킨다는 점이 다릅니다. 이 방법으로 RAID 0 (stripe)의 중요한 단점인 안정성의 불안을 없앨 수 있고, RAID 1(mirror)의 최대 단점인 퍼포먼스를 대폭 향상 시킬 수 있습니다. 최고의 안정성과 높은 퍼포먼스를 보장하지만 RAID를 이용하는데 많은 비용이 소모된다는 단점이 있습니다.

9) RAID 0+1

말 그대로 RAID 0 기술과 RAID 1기술의 복합체입니다. 네 개 이상의 디스크를 2개씩 RAID 1로 묶고, 묶은 것을 다시 RAID 0로 묶습니다. 내용은 위에 설명했던 RAID 1+0과 동일합니다. 역시 동일하게 RAID 0 (stripe)의 중요한 단점인 안정성의 불안을 없앨 수 있고, RAID 1(mirror)의 최대 단점인 퍼포먼스를 대폭 향상 시킬 수 있습니다. 여기서 중요한건 0+1 이라고 해서 stripe 된 다음 mirroring 되는게 아니라 mirroring 된 다음 stripe 된다는 것이 중요합니다. 최고의 안정성과 높은 퍼포먼스를 보장하지만 RAID를 이용하는데 많은 비용이 소모된다는 단점이 있습니다. RAID 1+0 과 RAID 0+1 은 비슷해 보이나 RAID 1+0을 선호하는 편이다.

2. RAID 구성 방법 전 주의사항

성능을 위하여 RAID 0( 스트리핑 ) 배열을 생성하는 경우 새 드라이브를 두 개 사용하십시오 . 두 개의 SATA 드라이브는 용량이 동일한 것으로 사용할 것을 권장합니다 . 서로 다른 용량의 드라이브를 두 개 사용하는 경우 더 작은 용량의 하드 디스크가 각 드라이브의 기준 저장 용량입니다 . 예를 들어 하 드 디스크 저장 용량이 하나는 80GB 이고 다른 하나는 60GB 인 경우 80GB 드라이브의 최대 저장 용량은 60GB 가 되고 이 RAID 0 세트의 총 저장 용량은 120GB 가 됩니다 . 2. 보안을 RAID 1( 미러링 ) 배열을 생성하는 경우 두 개의 새로 운 드라이브를 사용하거나 기존의 드라이브와 새로운 드라이 버를 사용할 수 있습니다 . ( 새로운 드라이브는 반드시 기존 드라이브와 동일한 용량이거나 더 큰 용량이어야 합니다 .) 두 개의 서로 다른 용량의 드라이브를 사용하는 경우 더 작은 용량의 하드 디스크가 기준 저장 용량입니다 . 예를 들어 하나 의 하드 디스크 저장 용량이 80GB 이고 다른 하드 디스크는 60GB 인 경우 RAID 1 의 최대 저장 용량은 60GB 로 설정됩니다 . 3. 새로운 RAID 배열을 설정하기 전에 하드 디스크의 상태를 확인하시기 바랍니다.

3. RAID 기반 장애복구

기존의 데이터센터의 기반이 되는 저장소는 주로 하드웨어 RAID로 구성되어 있다. 이들 저장소의 재해복구 및 유지관리 를 위하여 추가적인 하드웨어 장치가 필요하며 저장소가 늘어 날수록 이들을 위한 추가적인 비용이 계속적으로 증가하고 있 다. 이러한 이유로 데이터센터의 저장소에 대한 효율적이면서 저비용의 관리기술이 필요하며, Hot Spare 기술: Hot Spare는 고장 난 디스크를 잠시 대 체하기 위하여 RAID Array에 있는 여분의 드라이브를 의미한다. Virtual Hot Spare/RAID 관리 및 장애복구 모듈은 크 게 3 단계로 구성된다. 첫 번째 단계로는 가상된 스토리지의 설 정 과정이며, 디스크 결함에 발생하기 전에 사전대응하기 위하 여 다수의 스토리지 사이트에 대한 기본 설정 작업을 한다. 두 번째는 디스크 결함을 체크하는 과정으로, 주기적으로 디스크의 결함을 체크하여 결함이 발견되지 않으면 RAID의 데이터 조작 연산을 수행한다. 만약 디스크 결함이 발생하게 되면 RAID-N 의 데이터 조작 연산을 수행한다. 마지막으로 RAID-N의 데이 터 조작 연산이 수행 중에 디스크 결함이 복구되면, RAID-N 복구 절차를 수행한다. RAID-N 복구 절차가 수행이 완료되면 RAID의 데이터 조작 연산을 다시 수행하여 스토리지가 정상적 으로 동작한다. 가상화된 스토리지 설정은 먼저 다수의 스토리 지 사이트에 대한 네트워크 설정과 보안을 위한 암호화와 인증, 그리고 RAID-N의 데이터 조작 연산의 수행 결과의 위치를 기 록할 색인을 생성한다. RAID-N의 데이터 조작 연산은 디스크 결함에 의한 데이터를 저장할 가상화된 스토리지를 선택하고, 선택된 가상화된 스토리지에 기록할 데이터의 색인을 기록하며, 데이터 전송 전에 데이터를 암호화하여 가상화된 스토리지로 전송한다. RAID-N 복구절차는 색인 정보에 의해서 각각의 가상화된 스토리지에 전송된 데이터들을 수신하고 복호화 과정을 진행한다. 수신된 데이터의 무결성이 확인되면 색인에서 기록을 삭제한다.

● 데이터복구전문 리커버리스 특허증 및 상표등록증

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