[Linux] RAID 구성

RAID(Redundant Array of Inexpensive Disks)는 여러 디스크를 하나의 디스크처럼 사용할 수 있도록 하면서 동시에 신뢰성을 높이고 성능을 향상시킬 수 있는 저장 장치를 말한다. RAID의 종류는 크게 하드웨어 RAID와 소프트웨어 RAID가 있다. 하드웨어 RAID는 안정성이 높은 반면 가격이 비싸다는 단점이 있고, 소프트웨어 RAID는 신뢰성이나 속도가 하드웨어 RAID에 비해 떨어질 수 있으나 비용이 저렴하다는 장점이 있다. 여기서는 하드웨어 RAID에 대해서는 다루지 않기로 하고, 소프트웨어 RAID 구성 방법에 대해 살펴보도록 한다.

1. RAID 레벨
   아래 그림은 각 RAID 방식의 적용방법을 나타내고 있다. 그림에서 회색으로 표시된 부분은 데이터가 저장된 것을 나타내고 있다. 실무에서 주로 사용되는 방식은 RAID0, RAID1, RAID5, RAID5+1, RAID6, RAID0+1, RAID10 등이다.
   
   
   
   
2. 단순볼륨
   단순볼륨은 하나의 하드디스크를 하나의 볼륨으로 사용하는 방법이며, RAID 방식에는 포함되지 않는다.
   
   
3. LVM
   LVM 방식은 앞에서 설명했지만, 여러 개의 하드디스크를 하나의 볼륨으로 사용하는 방식으로 RAID 방식에는 포함되지 않는다. 파일이 저장되는 방식은 앞의 하드디스크에 데이터가 완전히 저장된 후에 다음 하드디스크에 데이터를 저장하는 방식이다. 따라서 앞의 하드디스크에 데이터가 완전히 저장되어 있지 않으면 다음 하드디스크는 전혀 사용되지 않는다.
   
   
4. RAID0
   RAID0 방식은 여러 개의 하드디스크를 하나의 볼륨으로 사용된다는 것은 LVM 방식과 비슷하나 데이터 저장방법이 다르다. RAID0 방식은 데이터를 저장할 때 모든 디스크를 동시에 사용한다. 다음은 LVM 방식과 RAID0 방식의 저장방법의 차이를 나타내고 있다. 왼쪽 그림은 LVM 방식을 오른쪽 그림은 RAID0 방식을 나타내고 있다.
   
   
   
   RAID0 방식의 장점은 LVM 방식에 비해 속도가 빠르며 디스크 공간 효율이 매우 좋다는 것이다. 반면, 하나의 하드디스크가 고장날 경우에는 모든 데이터를 잃어버린다는 것이 단점이다. 따라서 빠른 성능을 요구하면서 중요하지 않는 데이터를 저장하고자 할 때 유용하다고 할 수 있다.
   
   
5. RAID1
   RAID1 방식은 똑같은 데이터를 각 디스크에 저장하는 방식으로 이를 미러링(Mirroring) 방식이라고 한다. 장점은 하나의 디스크가 고장 나더라고 데이터의 손상이 없다는 것이다. 즉, Fault-tolerance를 제공한다. 반면, 저장 공간에 대한 효율이 떨어지는 것이 단점이다. 아래 그림은 RAID1 방식을 나타내고 있다.
   
   
   
   
   
6. RAID5
   RAID5 방식은 RAID0와 RAID1 방식의 장점들을 갖도록 하는 방식이다. 즉, RAID0는 속도가 높고 공간 효율성이 높으나 안정성을 보장하지 못한 반면, RAID1은 안정성을 보장하는 장점이 있다. 이들 두 방식의 장점들을 포용한 것이 RAID5 방식이다.
   RAID5 방식은 최소 3개 이상의 하드디스크가 있어야 하며 일반적으로 5개 이상의 하드디스크로 구성된다. 하드디스크 오류가 발생할 경우에는 Parity를 이용하여 데이터를 복구할 수 있다.
   아래 그림은 RAID5 방식을 나타내고 있다.
   
   
   
   위 그림에서 사각형 안의 값은 Parity 값을 의미한다. 만일 저장되는 데이터를 "000 111 101 011"이라고 가정하면, 각 디스크에 저장된 동일한 행들의 값과 Parity 값을 더해서 짝수가 되어야 한다. 이럴 경우 하나의 디스크가 고장이 나더라도 그 디스크의 데이터를 복구할 수 있다.
   
   
7. RAID6
   RAID5 방식은 하나의 디스크가 고장나도 복구가 가능하다. 하지만 두 개의 디스크가 동시에 고장난 경우에는 복구할 수가 없다. RAID6 방식은 RAID5를 개선한 방법으로 2개의 디스크가 동시에 고장나도 데이터에는 이상이 없도록 하는 방식이다. RAID6 방식은 2개의 Parity를 사용함으로써 RAID5의 단점을 보완하고 있다. 그러나 RAID5에 비해 공간 효율은 떨어진다.
   
   
8. RAID0+1
   RAID0+1 방식은 RAID0 방식의 빠른 속도와 RAID1 방식의 미러링 방식을 합친 방식이다. 즉, Stripping 한 데이터를 Mirroring 하는 방식을 말한다. 다음은 RAID0+1 방식을 나타내는 그림이다.
   
   
   
   
   
9. RAID10
   RAID10 방식은 RAID1 방식으로 데이터를 미러링을 하고 이를 다시 RAID0의 Stripping하는 방식이다. RAID0+1과 비슷하지만 성능이 더 뛰어나다.