RAID 레벨 설명: RAID에 대한 모든 것에 대한 초보자 안내서

인간이 디지털 시대에 더 깊이 빠져들면서 더 빠르고 안정적인 서버와 스토리지 시스템에 대한 요구가 계속해서 증가하고 있습니다.데이터 저장 및 처리 요구 사항의 예로서 Google은매일 서버를 통해20페타바이트의 데이터 정보를 처리합니다.

치명적인 오류를 피하기 위한 방법으로 기업은 디지털 정보를 처리하는 데 사용되는 방대한 스토리지 드라이브 네트워크인 서버 어레이를 구축합니다.한 드라이브에 장애가 발생하면 손상된 드라이브를 교체할 때 다른 드라이브가 이를 보충합니다.

그렇다면 데이터 손실이나 다운타임 없이 정확히 어떻게 수행됩니까?RAID 기술 및 RAID 수준.

RAID란 정확히 무엇이며 어떻게 작동합니까?

독립 디스크의 중복 어레이또는 RAID는 어레이라고 하는 여러 하드 드라이브에 정보를 저장하여 데이터 손실을 줄이고 읽기/쓰기 성능을 향상시킬 수 있는 데이터 저장 방법입니다.이것은 대부분의 RAID 기술이 사용하기 때문에 가능합니다.데이터 스트라이핑파일, 비디오 또는 문서와 같은 순차적 데이터를 연속적인 세그먼트로 분할하거나 나눕니다.그러면 세그먼트가 드라이브에 순차적으로 저장됩니다.

3 하드 드라이브 RAID 어레이의 비디오 파일 스트라이핑 예

예를 들어, 비디오 파일이 4개의 연속적인 세그먼트로 분할된 경우;A1-A4이고 RAID 어레이에 3개의 하드 드라이브가 있습니다. A1은 하드 드라이브 #1, A2는 하드 드라이브 #2, A3은 하드 드라이브 #3, A4는 다음 위치에 저장됩니다. 하드 드라이브 #1 우수합니다.

파일을 검색할 때 컴퓨터는 첫 번째 하드 드라이브에 A1을 로드하도록 요청한 다음 하드 드라이브 #2이 사용 중이기 때문에 즉시 세그먼트 A1의 다음 하드 드라이브로 이동합니다.이를 통해 컴퓨터는 A1-A3과 A4를 동시에 로드할 수 있습니다.40분짜리 비디오를 로드하려고 하면 컴퓨터가 4개의 10분짜리 클립을 로드한 다음 단일 파일로 표시하므로 검색 프로세스가 더 빨라집니다.

일부 RAID 레벨은 미러링 기술을 사용합니다.뭐야?

데이터 손실을 방지하기 위해,일부 RAID 어레이는 미러링을 사용합니다., 생성 및 저장되는 정보를 복사합니다.스트라이핑은 속도에 중점을 두는 반면 미러링은 하드 드라이브 오류 발생 시 데이터 복사본이 있는지 확인하는 데 중점을 둡니다.미러링은 모든 보조 드라이브가 기본 드라이브의 정확한 복사본이 되도록 하여 이를 수행합니다.

예를 들어, 컴퓨터에 두 개의 하드 드라이브가 있고 기본 하드 드라이브가 작동을 멈춘 경우 시스템은 사용자가 눈치채지 못하는 사이에 자동으로 보조 하드 드라이브로 전환합니다.운영 체제, 개인 설정, 생성하고 저장한 모든 파일은 남겨둔 위치에 나타납니다.비 RAID 설정에서 하드 드라이브에 오류가 발생하면 해당 드라이브의 모든 데이터를 복구할 수 없게 됩니다.

3가지 RAID 유형 또는 구현

다양한 RAID 레벨로 들어가기 전에 RAID 설정이 컴퓨터 시스템에 구현될 수 있는 여러 가지 다른 방법이 있음을 언급하는 것이 중요합니다.이러한 구현은 다음과 같이 나눌 수 있습니다.하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어 기반, 해당 RAID 컨트롤러를 사용합니다.

다른 기사에서는 하드웨어 RAID와 소프트웨어 RAID 컨트롤러 간의 주요 차이점을 다루고 특정 장점, 단점 및 일반적인 사용 사례에 대해 자세히 설명합니다.

RAID 컨트롤러란 무엇입니까?

RAID 컨트롤러관리를 담당하고정보의 흐름을 하드 디스크 어레이로 지시합니다.RAID 컨트롤러가 없으면 RAID 어레이는 하드 드라이브 모음일 뿐입니다.세 가지 방법 중 하나로 RAID 컨트롤러를 구현할 수 있습니다.

1. 하드웨어 RAID 컨트롤러

하드웨어 RAID 컨트롤러는 일반적으로 RAID 어레이로 들어오고 나가는 정보 흐름에 직접적인 영향을 미치는 전용 물리적 칩 또는 카드입니다.데이터 센터 뱅킹이나 원격 서버를 사용하는 시스템에서 가장 일반적으로 사용됩니다.

2. 소프트웨어 RAID 컨트롤러

소프트웨어 RAID 컨트롤러는 컴퓨터의 운영 체제와 직접 작동하는 소프트웨어입니다.중앙 처리 장치(CPU)와 같은 컴퓨터의 기존 하드웨어 리소스를 사용하여 정보의 흐름을 지시하고 관리합니다.이것은 가정용 컴퓨터 RAID 어레이 설정에서 일반적입니다.

3. 펌웨어 기반 RAID 컨트롤러

펌웨어 기반 RAID 컨트롤러는 컴퓨터의 마더보드에 사전 설치된 칩으로 작동하려면 드라이버가 필요합니다.칩은 부팅 중에 활성화되지만 운영 체제가 로드되면 모든 제어가 적절한 드라이버로 전달되어 모든 작업이 CPU로 전달됩니다.이 유형의 RAID 컨트롤러는 하드웨어 지원 소프트웨어 RAID라고도 하며 하드웨어 RAID 컨트롤러보다 저렴하지만 시스템에 더 많은 스트레스를 줍니다.

0에서 6까지의 표준 RAID 레벨

사용되는 RAID 컨트롤러에 관계없이 RAID 수준은 드라이브 간에 데이터를 배포하는 데 사용되는 특정 아키텍처를 나타냅니다.사용하는 RAID 수준은 원하는 성능과 원하는 내결함성 유형에 따라 결정됩니다.

RAID 0

일반적으로 한 쌍의 하드 드라이브를 사용하는 RAID 0은 순차적 데이터를 분할하고 여러 드라이브에 저장하여 작동합니다.이 수준에서는 RAID 0이 미러링을 사용하지 않기 때문에 데이터 손실에 대한 걱정 없이 하드 드라이브 성능과 속도를 최적화하는 것입니다.

저장된 데이터를 스트라이프 단위 또는 세그먼트로 나눈 다음 어레이의 하드 드라이브에 배포하여 작동합니다.이렇게 하면 동시에 데이터를 처리하는 0개 이상의 하드 드라이브가 있으므로 RAID 1 설정에서 데이터를 빠르게 쓰고 읽을 수 있습니다.그러나 이 설정에서 드라이브 중 하나가 실패하면 모든 데이터가 손실됩니다.

RAID 1

RAID 레벨 1은 데이터 중복성에 전적으로 중점을 두어 드라이브에 장애가 발생하더라도 정보를 안전하게 유지합니다.이를 위해 RAID 1은 데이터를 제거하지 않고 정보를 두 번째 드라이브(미러)에 복사합니다.

이렇게 하면 읽기 성능이 향상됩니다. 즉, 둘 다 동일한 정보를 가지고 있기 때문에 컴퓨터가 주어진 시간에 두 드라이브 중 하나에 액세스할 수 있습니다.한 드라이브가 사용 중이면 두 번째 드라이브에 액세스할 수 있습니다.이 수준을 사용하면 약간의 내결함성으로 뛰어난 성능을 얻을 수 있습니다.그러나 모든 정보가 RAID 1 어레이의 두 디스크에 모두 기록되어야 하기 때문에 단일 드라이브 설정에 비해 쓰기 작업의 속도가 향상되지 않습니다.

RAID 2

이 RAID 수준은 스트라이핑을 사용하지만 파일의 데이터를 차단된 세그먼트로 나누는 대신 비트 수준에서 나눕니다.이 어레이 설정의 일부 하드 드라이브는 교체할 오류 및 수정 코드 정보를 저장합니다.해밍 코드모든 패리티의.이 RAID 레벨은 더 나은 설정으로 대체되었기 때문에 오늘날 거의 사용되지 않습니다.

RAID 3

RAID 3은 RAID 레벨 2의 업그레이드된 버전입니다.어레이는 바이트 수준 스트라이핑을 사용하여 성능을 향상시키는 동시에 하나의 드라이브를 패리티 정보를 저장하고 나머지 드라이브에 데이터를 배포하는 데 사용합니다.그러나 모든 I/O 명령은 각 하드 드라이브를 동시에 처리합니다. 즉, 동시에 여러 요청을 처리할 수 없기 때문에 성능이 단일 패리티 디스크에 의해 제한됩니다.

RAID 4

RAID 레벨 3과 유사하게 이 레벨은 단일 패리티 드라이브 전용이지만 스트라이프할 때 더 큰 세그먼트를 생성하므로 컴퓨터가 언제든지 모든 드라이브에서 데이터를 빠르게 액세스하고 읽을 수 있습니다.또한 RAID 레벨 4에서는 여러 읽기 I/O 기능을 동시에 활성화할 수 있습니다.그러나 쓰기 명령은 패리티 드라이브를 업데이트해야 하므로 시스템은 여전히 ​​XNUMX회 쓰기 I/O 기능으로 제한됩니다.이 때문에 레벨 4는 레벨 3에서 약간 업그레이드된 것입니다.

RAID 레벨 3과 4는 대부분의 사용 사례에서 RAID 5로 대체됩니다.

RAID 5

속도와 데이터 보안 사이의 균형이 잘 잡혀 있기 때문에 가장 일반적으로 사용되는 습격 수준입니다.성능을 향상시키기 위해 데이터는 이전 RAID 수준에서와 같이 일반적으로 XNUMX개의 여러 하드 드라이브에 걸쳐 스트라이프됩니다.그러나 패리티 정보도 각 디스크에 분산되어 회전하는 패리티 어레이라는 것을 생성합니다.이를 통해 컴퓨터는 여러 읽기 및 쓰기 I/O 기능을 동시에 수행할 수 있으며 드라이브 오류 발생 시 컴퓨터에 가능한 한 많은 정보를 남길 수 있습니다.RAID 레벨 5는 최고의 성능은 아니지만(RAID 0이 더 빠름) 성능과 중복성 간의 균형이 필요한 시스템에 적합합니다.

RAID 6

RAID 레벨 6은 RAID 레벨 5와 동일한 시스템을 모두 사용하지만 동일한 수의 드라이브에 두 번째 회전 패리티 어레이도 구현합니다.즉, RAID 레벨 6 시스템은 최대 5개의 동시 드라이브 오류를 처리할 수 있는 반면, 레벨 XNUMX 시스템은 한 번에 하나의 누락된 드라이브만 처리할 수 있습니다.

패리티 정보의 양을 두 배로 늘리면 쓰기 작업의 성능이 RAID 5에 비해 떨어집니다.읽기 작업은 영향을 받지 않으며 읽기 작업은 RAID 5만큼 빠릅니다.

중첩 RAID란 무엇입니까?

위의 RAID 레벨 섹션에서 RAID 기능을 설명하는 세 가지 핵심 용어를 언급했습니다.스트라이핑, 미러링 및 패리티.當그 중 두 개가 단일 어레이에서 사용되는 경우 이를 중첩 RAID라고 합니다.이 예에 들어가기 전에 이 세 가지 핵심 용어가 의미하는 바를 간단히 설명하겠습니다.

RAID 스트라이핑

RAID 스트라이핑은 일부 데이터가 한 드라이브에 저장되고 해당 데이터의 다른 세그먼트가 다른 드라이브에 저장되는 경우입니다.

RAID 미러링

RAID 미러링은 중복성을 위해 한 드라이브에서 다른 드라이브로 데이터를 복제하는 것입니다.데이터 손실을 방지합니다.

RAID 패리티

RAID 패리티는 복잡한 수학적 계산을 사용하여 하드 드라이브 오류 중에 손실된 데이터를 재구성합니다.

RAID 10 또는 RAID 1+0

중첩 RAID의 좋은 예는 다음과 같습니다.RAID 레벨 10 또는 RAID 1+0.RAID 0 및 RAID 1 레벨을 결합하고 최소 XNUMX개의 하드 드라이브가 있는 어레이에서만 작동합니다.스트라이핑 또는 미러링에만 의존하는 다른 RAID 수준과 달리 RAID 10은 더 나은 성능을 위해 두 기능을 결합하지만 비용은 더 많이 듭니다.이 RAID 레벨을 사용하면 디스크 스트라이핑 속도를 얻을 수 있지만 디스크 미러링의 데이터 중복도 얻을 수 있습니다.

데이터가 미러링된 다음 해당 미러가 스트라이핑되는 RAID 1+0으로 설정하거나 데이터가 하드 드라이브 전체에 스트라이핑되는 RAID 0+1로 설정할 수 있습니다. 디스크가 미러링됩니다.RAID 10은 드라이브 세트 중 하나에 있는 단일 드라이브에 장애가 발생하거나 두 드라이브 세트에 있는 하나의 드라이브에 동시에 장애가 발생하는 것을 방지하려는 경우 원하는 것입니다.

이 RAID 레벨은 일반적으로 연중무휴로 실행해야 하는 서버 또는 애플리케이션에 사용됩니다.RAID 10의 단점은 어레이에 있는 드라이브의 50% 이상이 손실되면 모든 데이터가 손실된다는 것입니다.

RAID FAQ

RAID 레벨 비교

환경에 대한 두 가지 특정 RAID 수준 중에서 결정하려는 경우 결정을 쉽게 하기 위해 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