[Linux] RAID

RAID란? 

여러개의 물리적  디스크를 하나의 논리적 디스크 처럼 동작하도록 구성하는 기술

RAID는 성능 향상, 데이터 보호, 가용성 증가 등의 목적을 가지고 사용 할 수 있다

 

RAID 0 (Striping)

1. 구성

• 최소 2개의 디스크 필요
• 데이터를 여러 디스크에 블록 단위로 분할(스트라이핑)하여 저장

2. 장점

• 읽기/쓰기 성능 증가: 여러 디스크에 데이터를 나누어 저장하므로 병렬 처리가 가능하여 속도가 향상됨
• 스토리지 효율 100%: 모든 디스크의 용량을 그대로 사용할 수 있음

3. 단점

• 데이터 보호 없음: 디스크 하나라도 고장 나면 전체 데이터 손실 발생
• 신뢰성이 낮음: 디스크 개수가 많을수록 고장 확률 증가

4. 활용 사례

• 성능이 중요한 환경 (예: 게임 개발, 영상 편집, 캐시 서버)
• 데이터 손실을 감수할 수 있는 환경

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RAID 1 (Mirroring)

1. 구성

• 최소 2개의 디스크 필요
• 동일한 데이터를 모든 디스크에 동일하게 저장(미러링)

2. 장점

• 데이터 보호: 한 개의 디스크가 고장 나도 다른 디스크에 동일한 데이터가 존재하여 복구 가능
• 읽기 성능 향상: 여러 디스크에서 동시에 읽기 가능

3. 단점

• 저장 공간 비효율적: 50%의 디스크 공간만 실제 사용 가능 (2TB 디스크 2개로 RAID 1 구성 시 총 2TB 사용 가능)
• 쓰기 성능 저하: 모든 디스크에 동일한 데이터를 저장해야 하므로 속도가 느려질 수 있음

4. 활용 사례

• 중요한 데이터 보호가 필요한 서버 (예: 금융 시스템, 데이터베이스 서버)
• 높은 가용성이 필요한 시스템

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RAID 2 (비트 단위 스트라이핑 + ECC)

1. 구성

• 최소 3개 이상의 디스크 필요
• 비트 단위 스트라이핑을 수행하며, ECC(Error Correction Code)를 포함하여 오류 감지 및 복구 지원

2. 장점

• 데이터 정확성 및 오류 복구 가능

3. 단점

• 하드웨어 구현이 복잡하고 비효율적
• 현대 시스템에서 거의 사용되지 않음

4. 활용 사례

• 과거 일부 메인프레임 시스템에서 사용되었으나 현재는 거의 사용되지 않음

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RAID 3 (바이트 단위 스트라이핑 + 패리티)

1. 구성

• 최소 3개 이상의 디스크 필요
• 바이트 단위로 데이터를 나누어 저장하고, 별도의 패리티 디스크를 사용하여 오류 복구

2. 장점

• 오류 발생 시 패리티 데이터를 이용하여 복구 가능
• 높은 전송 속도 제공

3. 단점

• 단일 패리티 디스크로 인해 병목 현상이 발생할 가능성 있음
• 사용 사례가 적음 (RAID 5로 대체됨)

4. 활용 사례

• 영상 및 오디오 스트리밍 시스템에서 일부 사용되었으나 현재는 거의 사용되지 않음

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RAID 4 (블록 단위 스트라이핑 + 패리티)

1. 구성

• 최소 3개의 디스크 필요
• 블록 단위로 데이터를 나누어 저장하고, 별도의 패리티 디스크에 오류 복구 데이터를 저장

2. 장점

• 패리티 데이터를 활용한 복구 가능
• 읽기 성능이 우수함

3. 단점

• 패리티 디스크가 병목 현상을 유발 (모든 쓰기 연산이 패리티 디스크에서 발생)
• RAID 5에 비해 활용도가 낮음

4. 활용 사례

• 과거에는 일부 데이터베이스 및 파일 서버에서 사용되었으나 현재는 RAID 5로 대체됨

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RAID 5 (블록 단위 스트라이핑 + 분산 패리티)

1. 구성

• 최소 3개의 디스크 필요
• 블록 단위로 데이터를 나누어 저장하며, 패리티 데이터는 모든 디스크에 분산 저장됨

2. 장점

• 데이터 보호 가능: 한 개의 디스크가 고장 나도 패리티 데이터를 이용해 복구 가능
• 스토리지 효율 높음: RAID 1보다 저장 공간 활용도가 높음 (N개의 디스크 중 1개 분량을 패리티로 사용)
• 읽기 성능 우수: 여러 디스크에서 동시에 읽기 가능

3. 단점

• 쓰기 성능 저하: 패리티 계산이 필요하여 RAID 0보다 느림
• 복구 속도 느림: 장애 발생 시 복구하는 데 시간이 오래 걸림

4. 활용 사례

• 중소기업 서버, 데이터베이스 서버, NAS(Network Attached Storage)
• 비용과 성능의 균형이 필요한 환경

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비교 요약

RAID 수준최소 디스크 개수데이터 보호성능활용

RAID 0	2개	없음	읽기/쓰기 성능 우수	성능이 중요한 환경 (게임, 영상 편집)
RAID 1	2개	1개 디스크 장애 복구 가능	읽기 성능 향상, 쓰기 성능 감소	금융 시스템, 중요 데이터 서버
RAID 2	3개 이상	ECC를 이용한 복구 가능	낮음	현대 시스템에서 거의 사용되지 않음
RAID 3	3개 이상	단일 패리티 디스크로 복구 가능	전송 속도 우수, 병목 발생 가능	과거 일부 스트리밍 시스템
RAID 4	3개 이상	패리티 디스크를 이용한 복구 가능	읽기 성능 우수, 쓰기 성능 저하	과거 일부 데이터베이스 서버
RAID 5	3개 이상	1개 디스크 장애 복구 가능	읽기 성능 우수, 쓰기 성능 감소	NAS, 중소기업 서버