하드웨어 RAID 대 소프트웨어 RAID: RAID 컨트롤러 및 해당 응용 프로그램의 이해, 비교

지금까지 RAID 시리즈에서 RAID가 무엇인지 자세히 살펴보고 RAID를 독립 디스크의 중복 어레이 또는 특정 방식으로 데이터를 저장하기 위해 함께 연결된 일련의 하드 드라이브로 정의했습니다.또한 다양한 RAID 레벨, 의미, 용도, 장단점에 대해 설명했습니다.

이제 이 모든 정보를 얻었으므로 한 가지 질문에 답하면 됩니다. 이 모든 것이 어떻게 작동합니까?

답은 RAID 컨트롤러, 즉 제공된 데이터로 수행할 작업과 데이터를 저장할 위치를 컴퓨터에 알려주는 장치 또는 프로그램입니다.RAID 컨트롤러는 RAID 어레이의 실제 두뇌이며 하드웨어 RAID 컨트롤러 또는 소프트웨어 RAID 컨트롤러의 형태를 취할 수 있습니다.이 기사에서는 소프트 RAID와 하드 RAID 컨트롤러, 그리고 언제 어떤 옵션을 사용해야 하는지에 대해 알아봅니다.

하드 RAID란 무엇입니까?

하드웨어 RAID 솔루션은 RAID 어레이를 실행하기 위한 자체 프로세서와 메모리가 포함된 전용 처리 시스템입니다.이 구현에서 모든 하드 드라이브 디스크는 RAID 구성을 물리적으로 제어하고 지원하는 RAID 컨트롤러에 연결됩니다.하드웨어 RAID 컨트롤러의 역할은 하드 드라이브 디스크를 관리하고 호스트 컴퓨터에 하나 이상의 논리 장치로 제공하는 것입니다.

하드웨어 RAID를 사용하면 컨트롤러가 독립형 물리적 카드 기반 카드가 될 수도 있고 자체 마더보드와 함께 제공되는 통합 하드웨어인 "RAID on Chip" 기술을 나타내는 ROC가 될 수도 있습니다.어떤 경우에는 하드웨어 RAID 컨트롤러가 RAID 응용 프로그램 전용으로 별도의 소형 컴퓨터 시스템으로 설정되어 호스트 컴퓨터에서 모든 작업을 오프로드합니다.

개별 하드웨어 RAID 컨트롤러 카드

이 RAID 컨트롤러 구현은 내장형 RAID 프로세서(I/O 프로세서라고도 함)가 있는 확장 카드입니다.또한 자체 하드 드라이브 인터페이스(I/O 컨트롤러)도 포함합니다.

대부분 마더보드의 PCIe 또는 PCI-X 슬롯에 연결되며 모든 RAID 기능은 호스트와 완전히 독립적입니다.

드라이브 장애 시에도 호스트 시스템의 성능이 영향을 받지 않도록 모든 작업을 중복 스토리지 하위 시스템으로 완전히 오프로드하여 작동합니다.

별도의 물리적 하드웨어 RAID 카드의 장점:

• • 물리적 카드에는 여러 I/O 인터페이스가 있습니다.이를 통해 필요한 만큼의 하드 드라이브를 추가하여 어레이를 확장하여 용량을 늘릴 수 있습니다.
  • 호스트 시스템은 영향을 받지 않습니다.RAID 어레이가 여러 개 있어도 호스트 시스템 성능에는 영향을 미치지 않습니다.필요에 따라 영향 없이 단일 또는 다중 RAID 어레이를 다른 운영 체제 또는 호스트 시스템으로 마이그레이션할 수 있습니다.

 

• RAID 응용 프로그램은 호스트 시스템과 독립적입니다.시스템이 충돌해도 데이터 무결성은 그대로 유지됩니다.
• 정전을 방지합니다.진행 중인 쓰기를 추적하여 정전 시 데이터를 안전하게 보호합니다.
• 바이러스 보호.하드웨어 RAID 어레이는 호스트 시스템과 독립적이므로 바이러스 공격에 덜 취약합니다.
• 우수한 성능을 제공합니다.하드웨어 RAID는 호스트에서 모든 RAID 작업을 오프로드하여 더 나은 호스트 시스템 성능을 제공합니다.
• 전용 그래픽 사용자 인터페이스와 소프트웨어를 갖추고 있습니다.RAID 어레이를 매우 쉽게 설정하고 유지 관리할 수 있습니다.
• 필요에 따라 마이그레이션 및 교체할 수 있습니다.물리적 카드는 모든 시스템에 삽입하고 필요에 따라 교체하거나 업그레이드할 수 있습니다.
• 고급 RAID 기능이 지원됩니다.어레이 수준 마이그레이션, 온라인 용량 확장, 디스크 핫 스왑 등
• 컨트롤러 캐시 포함.메모리가 캐시되면 액세스 시간이 늘어납니다.

이산물리적 하드웨어 RAID 카드의 단점:

• 값비싼.다른 RAID 솔루션에 비해 최종 사용자는 확장을 위해 I/O 프로세서와 추가 메모리 드라이브를 구입해야 하기 때문에 훨씬 더 비쌉니다.그 외에도 실물 카드를 구매해야 합니다.

RoC(Raid-on-Chip) 하드웨어 RAID 기술

이 구현은 마더보드에 통합된 칩으로 제공되며 일반적으로 RAID 프로세서, 메모리 컨트롤러, 호스트 인터페이스, 하드 드라이브 연결을 위한 I/O 인터페이스 및 메모리를 포함합니다.

하드웨어 Raid-on-Chip 기술의 장점:

• 부팅/시작 시 보호됩니다.어레이는 시작 중 및 시작 중에 데이터를 보호하여 오류를 제거합니다.
• RAID는 호스트와 독립적입니다.이것은 시스템 충돌로부터 데이터를 보호합니다.
• 바이러스의 영향을 받지 않습니다.어레이는 호스트 시스템과 독립적이므로 바이러스에 덜 취약합니다.
• 시스템 영향이 적습니다.호스트에서 작업을 오프로드하여 이 설정이 RAID 5 및 6에서 작동하도록 합니다.
• 컨트롤러의 캐시.메모리가 캐시되면 액세스 시간이 늘어납니다.
• 고급 RAID 기능이 지원됩니다.어레이 수준 마이그레이션, 온라인 용량 확장, 디스크 핫 스왑 등
• 전용 그래픽 사용자 인터페이스와 소프트웨어를 갖추고 있습니다.RAID 어레이를 매우 쉽게 설정하고 유지 관리할 수 있습니다.

하드웨어 습격 온칩 기술의 단점:

• 적당한 비용.표준 물리적 컨트롤러보다 적은 수의 물리적 구성 요소를 사용하면 비용이 절감되지만 소프트웨어 RAID보다 여전히 비쌉니다.
• 낮은 유연성.유사한 RoC 솔루션 없이는 다른 시스템으로 마이그레이션할 수 없습니다.

무엇입니까軟RAID?

RAID 어레이가 물리적 컨트롤러 없이 컴퓨터에 연결된 경우 컴퓨터는 이를 작동하고 사용하는 방법에 대한 지침이 필요합니다.이것은 정보를 지시하기 위해 컴퓨터의 CPU를 사용하는 소프트웨어 RAID 컨트롤러라는 프로그램을 통해 수행됩니다.소프트웨어 RAID를 운영 체제에서 실행되는 순수 소프트웨어 응용 프로그램으로 구현하거나 하드웨어 지원 소프트웨어 RAID 솔루션을 사용할 수 있습니다.

순수한 RAID 소프트웨어 애플리케이션

이 솔루션은 하드웨어가 필요 없는 메인프레임에서 실행되는 애플리케이션을 활용합니다.내장 I/O 인터페이스 또는 프로세서가 없는 호스트 버스 어댑터를 통해 컴퓨터 시스템에 직접 연결되는 하드 드라이브를 사용합니다.소프트웨어가 로드되면 RAID가 활성화됩니다.일반적으로 최종 사용자에게 추가 비용 없이 운영 체제에 직접 구축됩니다.

순수한 RAID 소프트웨어 응용 프로그램 사용의 장점:

• • 운영 체제에 내장되어 있습니다.운영 체제 소프트웨어 RAID를 사용하여 구현할 경우 소프트웨어 RAID 기능을 사용하는 데 추가 비용이 들지 않습니다.

 

• 매우 유연합니다.특히 대규모 서버에서 사용할 때 순수 소프트웨어 RAID는 다양한 상황에 맞게 조정할 수 있습니다.

순수 소프트웨어 RAID 응용 프로그램 사용의 단점:

• 데이터는 부팅 실패로부터 보호되지 않습니다.시작 중에 발생하는 손상된 데이터는 RAID 프로그램이 시작될 때까지 컴퓨터에서 인식되지 않고 작동하지 않게 됩니다.
• 시스템에 대한 추가 부하.어레이에 필요한 리소스가 많을수록 시스템 성능에 미치는 영향이 커집니다.더 복잡한 RAID 5 설정은 RAID 0, 1 또는 2 어레이보다 더 힘들 것입니다.
• 바이러스에 취약합니다.운영 체제 내에서 실행된다는 것은 바이러스가 시스템 외에도 어레이의 성능에 영향을 줄 수 있음을 의미합니다.
• 시스템 충돌의 영향을 받는 데이터 무결성.시스템에서 발생하는 모든 하드웨어 또는 소프트웨어 문제는 어레이의 데이터에 영향을 줄 수 있습니다.
• 제한된 OS 마이그레이션.시스템을 변경하거나 운영 체제를 업데이트해야 하는 경우 새 운영 체제가 RAID 기능을 지원하지 않으면 이를 수행할 수 없습니다.
• 후기입 캐시가 없습니다.하드웨어 RAID가 배터리를 사용하여 "다시 쓰기" 모드로 작동할 수 있는 경우 배터리를 소프트웨어 RAID에 추가할 수 없습니다.즉, 추가 보호 계층을 잃게 됩니다.

하드웨어 지원 소프트웨어 RAID

솔루션은 소프트웨어와 추가 하드웨어를 사용하여 부팅 보호 기능이 없는 것과 같은 순수 운영 체제 소프트웨어 RAID의 약점을 극복하는 하이브리드 모델입니다.마더보드에 통합된 RAID BIOS를 사용하여 작동하므로 호스트 시스템의 부팅을 보호하므로 데이터 손상으로 인해 시스템이 작동하지 않습니다.일반적으로 여러 운영 체제에 대한 수많은 드라이버와 함께 제공되므로 호환성이 향상됩니다.

하드웨어 지원 소프트웨어 RAID 사용의 장점:

• • 구현 비용은 보통입니다.하드웨어 지원 소프트웨어 RAID를 구현하기 위한 추가 카드나 추가 플래시만 있으면 됩니다.RAID 5 구성을 실행하는 경우 하드웨어 가속기에 대한 추가 요금이 있습니다.

 

• 부팅 드라이브가 실패하면 데이터가 보호됩니다.부팅 드라이브에 오류가 발생하거나 완전히 실패하더라도 데이터 가용성에 부정적인 영향을 미치지 않습니다.
• 설정하기 쉽습니다.RAID 어레이는 운영 체제 소프트웨어와 함께 전용 그래픽 사용자 인터페이스를 사용하여 실행하면 유지 관리 및 설정이 쉽습니다.

하드웨어 지원 소프트웨어 RAID 사용의 단점:

• • 시스템에 대한 추가 부하.어레이에 필요한 리소스가 많을수록 시스템 성능에 미치는 영향이 커집니다.이 구현은 RAID 0, 1 및 10 구성에 적용됩니다.
  • 바이러스에 취약합니다.호스트 시스템에서 직접 실행되므로 시스템이 감염되면 RAID도 괜찮습니다.
  • 시스템 충돌은 데이터 무결성을 손상시킬 수 있습니다.데이터 무결성 및 일관성은 시스템 충돌의 영향을 받습니다.
  • 제한된 마이그레이션.이 RAID 구현에서 컨트롤러는 운영 체제 및 관련 드라이버에 종속됩니다.적절한 드라이버 없이는 마이그레이션할 수 없습니다.예를 들어, 운영 체제를 업그레이드하는 경우 RAID 어레이 컨트롤러가 작동하려면 업데이트된 드라이버가 필요할 수 있습니다.

 

• 후기입 캐시가 없습니다.write-through 모드만 있고 write-back 모드는 없습니다.후기입 모드가 없으면 쓰기 성능이 많이 저하됩니다.하드웨어 지원 소프트웨어에 배터리를 추가할 수 없으므로 이 보호 계층을 얻을 수 없습니다.

하드웨어 RAID와 소프트웨어 RAID의 차이점 비교

이제 하드웨어 RAID와 소프트웨어 RAID 구현의 장단점을 살펴보았으므로 성능, 호환성, 경제성 및 유연성 측면에서 두 가지가 어떻게 경쟁하는지 살펴보겠습니다.

	하드웨어 RAID	소프트웨어 RAID
표현	기본 RAID 수준 소프트웨어 RAID와 비교할 수 있는 우수한 성능을 제공합니다. 모든 복잡한 RAID 구성에서 소프트웨어 RAID보다 성능이 뛰어납니다. 미러링된 데이터는 더 빠르게 재구축될 수 있습니다. 플래시 스토리지 어레이를 사용할 때 일부 RAID 설정이 일관되지 않게 수행될 수 있습니다.	기본 RAID 수준에서 잘 수행됩니다. 복잡한 RAID 수준은 성능에 심각한 영향을 미치므로 적합하지 않습니다.
RAID 레벨 구성	모든 기본 RAID 레벨에 대한 지원이 내장된 하드웨어 섀시가 있습니다. 모든 복잡한 RAID 수준을 지원할 수 있지만 추가 하드웨어 인클로저와 더 많은 하드 드라이브 디스크가 필요합니다.	기본 RAID 레벨이 지원됩니다. RAID 3 또는 RAID 5가 필요한 경우 추가 소프트웨어가 필요합니다.
OS 호환성	하이브리드 옵션을 포함하여 더 많은 RAID 구성을 선택할 수 있습니다. Windows 및 MAC 호환.	사용 중인 운영 체제에 따라 다릅니다.운영 체제 간에 공유할 수 없습니다. 일부 운영 체제는 특정 RAID 수준만 지원합니다.
경제성	설정하는 데 더 비쌉니다.	입장료가 매우 저렴합니다.
적응성	모든 하드 드라이브 디스크는 호스트 운영 체제에 따라 단일 디스크로 작동합니다. 각 하드 드라이브 인클로저/어레이는 운영 체제 또는 컴퓨터 간에 이동할 수 있습니다.	인클로저에서 각 드라이브를 구성하는 방법에 더 많은 유연성을 제공합니다.

즉, 해당 컨트롤러를 기반으로 하는 다양한 RAID 구현에서 무엇을 기대할 수 있습니까?

특징	하드웨어 RAID	소프트웨어 RAID	하드웨어 지원 소프트웨어 RAID
부팅 데이터 보호?	是으로.	아니	是으로.
후기입 캐시?	是으로.	아니	아니
정전 보호?	是으로.	아니	아니
호스트 OS와 독립적입니까?	是으로.	아니	아니
바이러스에 취약?	아니	是으로.	是으로.
부팅 중 설정?	是으로.	아니	是으로.
OS 마이그레이션?	是으로.	아니	제한된.

하드웨어 RAID와 소프트웨어 RAID의 일반적인 사용 사례는 무엇입니까?

이제 하드웨어 RAID와 소프트웨어 RAID의 주요 차이점을 이해했으므로 이러한 RAID 컨트롤러가 작동하는 것을 볼 수 있는 몇 가지 일반적인 서버 시나리오를 살펴보겠습니다.

하드웨어 RAID 솔루션

이러한 유형의 솔루션은 대부분의 기능을 제공하고 최고의 성능을 제공합니다.실제 시나리오는 다음과 같습니다.

• 광범위한 데이터 스토리지가 필요한 고성능 서버 또는 워크스테이션.
• 성능, 확장성, 유연성 및 여러 운영 체제와의 호환성이 필요한 엔터프라이즈 서버.

소프트웨어 전용 RAID 솔루션

이러한 유형의 솔루션은 성능 및 데이터 가용성 면에서 잘 수행되어야 하는 RAID 어레이에 이상적입니다(RAID 0 및 RAID 1 구성 생각).순수 소프트웨어 RAID 솔루션의 경우 활성 운영 체제가 작동해야 하므로 부팅 드라이브에서 직접 사용할 수 없습니다.실제 시나리오는 다음과 같습니다.

• 광범위한 데이터 스토리지 요구 사항이 없는 워크스테이션 또는 서버.
• 보호된 서버를 시작할 필요가 없습니다.

하이브리드 솔루션

이들은 순수 소프트웨어 RAID 솔루션과 유사하지만 비용에 민감하고 부팅 가능성 요구 사항이 있습니다.실제 시나리오는 다음과 같습니다.

• 빅 데이터 스토리지 요구 사항이 없는 기본 서버입니다.
• 네트워크 스토리지를 사용하는 경우.

하드웨어 또는 소프트웨어 RAID 중에서 어떤 것을 선택해야 합니까?

일반적으로 하드웨어 RAID는 특히 복잡한 RAID 구성 또는 혼합 모델을 구현하려는 경우 소프트웨어 RAID보다 더 많은 이점을 제공합니다.주요 고려 사항은 RAID 컨트롤러에 대해 지불할 용의가 있는 가격입니다.

RAID 레벨 비교

이제 시스템에 이상적인 RAID 컨트롤러를 선택할 수 있으므로 사용할 올바른 RAID 레벨을 선택할 차례입니다.더 쉽게 결정을 내릴 수 있도록 몇 가지 심층 비교를 만들었습니다.

• RAID 0 및 RAID 1
• RAID 1 및 RAID 5
• RAID 5 및 RAID 6
• RAID 5 및 RAID 10