RAID 레벨
1. 단순 볼륨
단순 볼륨은 디스크 1개로 1개의 볼륨을 만든다. 그림처럼 ABCDEF라는 데이터를 저장하게 되면 해당 디스크에 그대로 저장되는 방식으로 공간 효율은 100%로 구성된다.
2. 스팬 볼륨
스팬 볼륨은 2개 이상의 디스크를 하나의 볼륨으로 만든것으로 하나의 디스크의 용량이 100G 이면 2개를 묶을시 스팬 볼륨의 총 용량은 200G가 된다. 즉, 공간효율이 100%이며 구성하는 디스크 용량의 총합을 전부 사용할 수 있다는 뜻이다.
저장방식은 첫 번째 디스크가 꽉 찬 후에 두번째 디스크로 저장되는 방식으로 사용된다. 위 그림처럼 첫 번째 디스크에 ABCDE 가 저장이되고 디스크가 꽉찼다면 두번째 디스크에 E 가 저장되는 방식이다.
3. 스트라이프 볼륨(RAID 0)
스트라이프 볼륨은 2개 이상의 디스크를 한 개의 볼륨으로 만든 것으로, 스팬 볼륨과 유사하지만 내부적으로 저장되는 방식이 다르다.
ABCDEF 를 저장 할때 첫 번째 디스크에 A를 저장 두 번째 디스크에 B를 저장하는 방식으로 A와 B가 동시에 저장되는 방식이다. 이처럼 스트라이프 볼륨을 사용하게되면 디스크의 입출력 속도가 향상된다. 만약 한 글자당 1초의 시간이 소요된다고 하면 ABCDEF는 총 6초의 시간이 소요되는데 스트라이프 볼륨을 사용하게 되면 동시에 2개씩 저장이 가능하기에 총 소요시간은 3초로 단축시킬 수 있다.
RAID 0 는 입출력 성능이 가장 뛰어난 방식으로 자주 사용되고있다.
하지만, 두개의 디스크중 하나라도 고장이 나면 데이터를 잃어버리는 위험성이 존재하기에 스트라이프 볼륨 방식에서는 데이터가 소실되더라도 큰 문제가 생기지 않는 데이터를 저장해야한다.
4. 미러 볼륨
미러 볼륨은 이름과 같이 똑같은 디스크를 구성하는것이다. 그림과 같이 ABCDEF가 같은 볼륨안에 동시에 생성된다.
즉, 미러 볼륨 방식은 두 개의 디스크 중 하나에 문제가 생기더라도 데이터가 보존된다. 실무에서 중요한 데이터를 저장할 때 많이 사용되는 방식이다.
만약 100G 디스크 두개로 구성하게되면 사용자가 사용할 수 있는 공간은 50G로 공간효율은 50%가 된다.
5. RAID 5 볼륨
RAID 5는 미러 볼륨처럼 데이터의 안정성이 어느정도 보장되면서 공간 효율성도 좋은 방식이다.
RAID 5는 최소한 3개 이상의 하드디스크가 있어야만 구성이 가능하며 실무에서 사용할 때는 대부분 5개이상의 하드디스크로 구성한다.
구성원리는 데이터의 저장시 패리티를 이용함으로써, 디스크에 문제가 발생 시 원래의 데이터를 예측하는 방식이다.
예를들어 '010011(6비트) 라는 데이터를 RAID 5로 저장한다면 다음 그림과 같이 저장된다
빨간 네모로 표시된 데이터는 패리티 데이터이다. 만약 짝수 패리티를 사용한다 가정했을때, 각 행은 짝수가 되어야 한다. '010011' 중 2비트가 '01'이 저장되었을때 디스크 1은 0 디스크 2 는 1 디스크 3은 패리티를 저장할 공간으로 비워둔다. 짝수 패리티로 사용한다고 하였으니, 0 + 1 + 패리티 = 짝수가 되어야 한다. 즉, 패리티는 1로 입력이 된다.
2행 또한 디스크 2를 패리티 자리로 남겨두어 0 + 패리티 + 0 = 짝수가 되어야 하기에 패리티는 0으로 입력된다.
3행 또한 디스크 1을 패리티 자리로 남겨두어 패리티 + 1 + 1 = 짝수가 되어야 하기에 패리티는 0으로 입력된다.
즉, 패리티를 사용하여 디스크중 1개가 고장이 나더라도 원래의 데이터가 예측이 가능한 것이다.
만약 디스크2가 고장이 났다고 하자.
짝수 패리티를 이용해 1행의 데이터는 '0 + 알수없음 + 1 = 짝수' 라는 공식이 성립하게 되고 디스크 2의 1행의 데이터가 '1' 이라는것을 예측할 수 있다.
2행 또한 '0 + 알수없음 + 0 = 짝수' 를 통해 디스크 2의 2행의 데이터는 '0' 이라는 예측값을 얻을 수 있다.
3행 또한 '0 + 알수없음 + 1 = 짝수' 를 통해 디스크 2의 3행의 데이터는 '1' 이라는 예측값을 얻을 수 있다.
패리티를 통해 원래의 데이터를 손실 없이 예측하여 안정성이 높다는 장점이 있다.
RAID 5의 장점은 어느 정동의 결함은 허용하며 저장공간의 효율도 높다. 각 디스크의 크기가 100G 라고 가정하면 총 사용할 수 있는 공간은 200G이다. 즉 전체 용량의 66.6%를 사용할 수 있다.
만약 RAID 5를 10개의 디스크로 구성했다면, 전체 1000G 중 1개의 디스크는 패리티로 사용하고 100G를 제외한 나머지 공간은 사용가능 하기에 90%의 용량을 사용할 수 있다.
즉, '디스크의 개수 - 1' 만큼의 공간을 사용할 수 있다.
Window 실습
RAID를 구성하기에 앞서 하드디스크를 추가한다.
Window에 접속하여 디스크 관리에 들어간다.
사진에는 추가한 9개의 하드디스크 전부 보이지는 않지만 스크롤을 내리면 총 9개의 하드디스크가 존재한다.
하드디스크를 추가하면 처음에는 오프라인상태로 보여진다. 이부분을 마우스 오른쪽 클릭하고 온라인을 선택한다.(9개 전부 실행)
9개 모두 온라인으로 변경하면 '초기화 안됨' 이라고 표시된다. 이부분 또한 마우스 오른쪽 클릭하고 디스크 초기화를 눌러준다.
디스크 초기화는 따로 해줄필요없이 추가된 디스크 전부를 선택할 수 있도록 되어있기에 초기화 할 디스크를 전부 선택해서 확인을 눌러준다.
디스크가 전부 초기화 되고 온라인 상태가 된 것을 확인할 수 있다.
이때, RAID를 구성하기 위해서는 디스크가 모두 동적디스크로 되어있어야 구성가능하다.
동적디스크로 변환하기 위해서 디스크를 마우스 오른쪽 클릭을 하고 동적 디스크 변환을 눌러준다.
그 후 동적디스크로 변환하기를 원하는 디스크를 선택하고 완료를 눌러준다.
1. 스팬 볼륨
스팬으로 구성할 디스크를 오른쪽 마우스 클릭한 후 '새 스팬 볼륨' 을 눌러준다.
스팬볼륨으로 구성할 디스크를 추가하고 '다음' 클릭하고 사용자가 원하는 문자를 할당하고 볼륨 레이블에 사용자가 원하느 이름을 작성하고 '빠른포맷'을 선택 후 '다음'을 누르고 '마침'을 누른다.
스팬 볼륨은 처음부터 끝까지 자세하게 진행하였으나 나머지 볼륨들도 스팬볼륨과 같이 같은 방법으로 진행하면 된다.
앞서 설명한 공간효율 부분을 확인하면
스팬은 1G + 2G = 3G (100%)
스트라이프는 1G + 1G = 2G (100%)
미러는 1G + 1G = 1G (50%)
RAID 5는 1G + 1G + 1G = 2G (66.6% (디스크개수 -1 ))
이론적으로 설명한 부분을 직접 실습을 통해 물리적인 하드디스크를 여러 개의 파티션으로 나누는 것을 확인할 수 있었다.