[OS] Lec 12-3. RAID Architecture

RAID Architecture

• Redundant Array of Inexpensive Disks (RAID)
• 여러 개의 물리 disk 를 하나의 논리 disk 로 사용 (OS support, RAID controller)
• Disk system 의 성능 향상을 위해 사용: Performance (access speed), Reliability의 측면에서 생각해 볼 수 있음

 

RAID 0

• Disk striping
  • 논리적인 한 block 을 일정한 크기로 나누어 각 disk에 나누어 저장
  • OS입장에서 하나의 disk안에 연속된 블록들의 집합이 존재
  • 블록단위로 A, B, C, D를 분할해서 저장
  • 예를들어 프로세스가 데이터를 읽는데 A,B,C,D를 거쳐서 읽는다고 가정하면 일반적인 읽는시간은 4
  • 그러나 block으로 분할해서 저장한 것을 읽으면 1의 시간이 걸린다.
  • 이상적으로 4배 빠르게 데이터를 access할 수 있다.
  • (그러나 항상 4배 빠른 성능을 나타내지않음 ex.AEIM을 읽을때 4의 시간이 걸림)

 

• 모든 disk 에 입출력 부하 균등 분배
  
  • Parallel access (access 속도에 집중)
  • Performance 향상
• 한 Disk 에서 장애 시 데이터 손실 발생: Low reliability (신뢰성 낮음)

 

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RAID 1

데이터를 안전하게 보관하는데에 초점을 맞춘 방식

• Disk mirroring: 동일한 데이터를 mirroring disk에 중복 저장 (복사본을 하나 만들어 놓음)
• 최소 2 개의 disk 로 구성: 입출력은 둘 중 어느 disk 에서도 가능
• 한 disk 에 장애가 생겨도 데이터 손실 X: High reliability
• 가용 disk 용량 = 전체 disk 용량 /2

 

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RAID 3

데이터를 전부 복사하기에는 공간 효율성이 떨어짐

 

• RAID 0 + parity(에러정보) disk
  
  • Byte 단위 분할 저장
  • 모든 disk 에 입출력 부하 균등 분배: Parallel access, Performance 향상
  • parity bit 개념
• 한 disk 에 장애 발생 시 parity 정보를 이용하여 복구
• Write 시 parity 계산 필요 (디스크를 쓸 때 마다 패러티를 생성해서 패러티 디스크에 저장해야 함)
  
  • Overhead
  • Write 가 몰릴 시 병목현상 발생 가능
• RAID 0에서는 A정보를 한곳에 저장하였다면 RAID 3에서는 바이트 단위로 (4등분) 저장한다. 

 

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RAID 4

• RAID 3과 유사, Block 단위로 분산 저장
  • RAID 3에서 블록 하나를 읽어오려면 스트립0,1,2,3을 전부 읽어와야 했는데 RAID 4는 각 블록을 독립적으로 읽어올 수 있다.
  • 독립된 access 방법
  • Disk 간 균등 분배가 안될 수도 있음
  • 한 disk 에 장애 발생 시, parity 정보를 이용하여 복구
  • Write 시 parity 계산 필요 (Overhead / Write 가 몰릴 시 병목현상 발생 가능)
• 병목 현상으로 성능 저하 가능

 

 

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RAID 5

• RAID 4 와 유사: 독립된 access 방법
• Parity 정보를 각 disk 들에 분산 저장: Parity disk의 병목현상 문제 해소, 문제가 생겨도 복구가 가능
• 현재 가장 널리 사용 되는 RAID level 중 하나: High performance and reliability

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본 포스트는 KOREATECH의 HPC LAB. Duksu Kim 교수님 OS강의를 기반으로 정리한 내용입니다.

상업적 의도가 아닌 공부한 것을 정리해 놓은 목적으로 게시한 포스트입니다. 

아래의 출처에서 자세한 내용을 수강하실 수 있습니다.

https://www.youtube.com/playlist?list=PLBrGAFAIyf5rby7QylRc6JxU5lzQ9c4tN

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