RAID system 종류 및 특징 (RAID 0,1,5,6,10,50,60)

RAID 시스템은 여러개의 Hard drive를 하나의 장치로 결합하는 시스템입니다. 데이터를 분산 저장하여 속도와 안정성을 높이는 기술입니다.주요 RAID 종류는 0,1,5,6,10,50,60 등과 같이 뒤에 다른 숫자를 써가면서 분류합니다. 숫자가 커질 수록 Hard drive의 수량 및 안정화가 높아집니다.

RAID 0 (스트라이핑)

RAID 0 에서는 데이터를 작은 블록으로 나누어 각 블록을 순차적으로 여러 디스크에 분산 저장합니다. 이를 통해 데이터를 여러 디스크에 동시에 읽고 쓸 수 있어 성능이 크게 향상됩니다. 예를 들어, 두 개의 디스크가 있는 RAID 0 구성에서는 첫 번째 스트라이프가 첫 번째 디스크에, 두 번째 스트라이프가 두 번째 디스크에 저장되며, 파일을 읽을 때 여러 디스크에서 동시에 데이터를 읽어들여 단일 디스크보다 훨씬 빠릅니다.

RAID 0의 장점으로는 데이터가 여러 디스크에 분산 저장되기 때문에 읽기 및 쓰기 속도가 극대화되고, 추가 저장 공간을 필요로 하지 않아 모든 디스크의 용량을 최대한 활용할 수 있다는 점이 있습니다. 그러나 데이터 보호 기능이 없어서 한 개의 디스크라도 고장 나면 모든 데이터가 손실되므로, 중요한 데이터에는 적합하지 않으며 주로 성능이 중요한 경우에 사용됩니다. 

RAID 1 (미러링)

데이터를 동일하게 두 개의 디스크에 저장하여 데이터 보호를 강화합니다. 디스크 중 하나가 고장나도 다른 디스크에 데이터가 보존됩니다. 저장 용량이 절반으로 줄어듭니다.

RAID 1은 데이터 중복성을 제공하는 RAID 레벨입니다. RAID 1에서는 데이터가 두 개의 디스크에 동시에 복사됩니다. 즉, 한 디스크에 저장된 데이터와 동일한 데이터가 다른 디스크에도 저장됩니다. 이를 통해 한 디스크가 고장 나더라도 다른 디스크의 데이터를 사용할 수 있어 데이터 보호가 가능합니다. RAID 1의 장점은 데이터 안전성이 높다는 것입니다. 한 디스크가 고장 나더라도 다른 디스크의 데이터를 사용할 수 있기 때문에 데이터 손실을 방지할 수 있습니다. 또한 읽기 성능이 향상됩니다. 두 디스크에서 동시에 데이터를 읽을 수 있기 때문입니다. 그러나 쓰기 성능은 저하될 수 있습니다. 데이터를 두 디스크에 동시에 쓰기 때문입니다. 또한 저장 공간이 절반으로 줄어드는 단점이 있습니다. 

RAID 5 (패리티)

최소 3개의 디스크가 필요하며, 데이터와 패리티 정보를 분산 저장합니다. 한 개의 디스크가 고장 나더라도 데이터 복구가 가능합니다. 쓰기 성능이 다소 떨어질 수 있습니다.

RAID 5는 데이터를 스트라이핑하고 패리티 정보를 분산 저장하여 데이터 보호와 성능 향상을 동시에 제공합니다. RAID 5에서는 최소 3개의 디스크가 필요하며, 데이터와 패리티 정보가 모든 디스크에 분산되어 저장됩니다.

패리티 정보는 각 디스크의 데이터 블록을 XOR 연산하여 생성되며, 특정 디스크가 고장 나더라도 나머지 디스크의 데이터와 패리티 정보를 이용해 데이터를 복구할 수 있습니다. RAID 5의 장점은 데이터 보호와 함께 높은 읽기 성능을 제공한다는 점입니다. 여러 디스크에서 동시에 데이터를 읽을 수 있어 빠른 읽기 속도를 보장합니다. 또한, 패리티 정보를 분산 저장하기 때문에 저장 공간의 효율성도 높습니다. 하지만 쓰기 성능은 패리티 정보를 계산하고 저장해야 하기 때문에 다소 저하될 수 있으며, 데이터 복구 시에는 시간이 걸릴 수 있는 단점이 있습니다.

RAID 6 (이중 패리티)

최소 4개의 디스크가 필요하며, 두 개의 패리티 블록을 사용합니다. 두 개의 디스크가 동시에 고장 나더라도 데이터 복구가 가능합니다. RAID 5에 비해 쓰기 성능이 더 떨어질 수 있습니다.

RAID 6은 데이터 보호를 위해 이중 패리티 정보를 사용하는 RAID 레벨입니다. RAID 6에서는 최소 4개의 디스크가 필요하며, 데이터와 두 개의 패리티 정보가 모든 디스크에 분산되어 저장됩니다. 이중 패리티 정보는 두 개의 독립된 XOR 연산을 통해 생성되며, 두 개의 디스크가 동시에 고장 나더라도 나머지 디스크의 데이터와 패리티 정보를 이용해 데이터를 복구할 수 있습니다. RAID 6의 장점은 높은 데이터 보호 수준입니다.

두 개의 디스크가 고장 나더라도 데이터를 복구할 수 있어 데이터 손실 위험이 매우 낮습니다. 또한 읽기 성능이 뛰어납니다. 여러 디스크에서 동시에 데이터를 읽을 수 있기 때문입니다. 그러나 쓰기 성능은 패리티 정보를 두 번 계산하고 저장해야 하기 때문에 RAID 5보다 더 저하될 수 있으며, 데이터 복구 시에도 시간이 더 많이 걸릴 수 있습니다. 저장 공간 효율성도 패리티 정보 때문에 일부 감소하지만, 여전히 높은 수준의 데이터 보호를 제공합니다.

RAID 10 (1+0)

RAID 1과 RAID 0을 결합한 형태로, 최소 4개의 디스크가 필요합니다. 성능과 데이터 보호를 모두 제공합니다. 저장 용량이 절반으로 줄어듭니다.

RAID 10은 RAID 1과 RAID 0을 결합한 RAID 레벨입니다. RAID 10에서는 최소 4개의 디스크가 필요하며, 데이터가 먼저 RAID 1 방식으로 두 개의 디스크에 복제되고, 그 다음 RAID 0 방식으로 여러 디스크에 스트라이핑됩니다.

이를 통해 데이터 보호와 성능 향상을 동시에 달성할 수 있습니다. RAID 10의 장점은 뛰어난 데이터 안전성과 높은 읽기/쓰기 성능입니다. 데이터가 두 개의 디스크에 복제되어 저장되므로 한 디스크가 고장 나더라도 데이터 손실 없이 복구할 수 있습니다. 또한 여러 디스크에 데이터가 스트라이핑되어 저장되므로 빠른 읽기/쓰기 속도를 제공합니다. 단점으로는 저장 공간 효율성이 낮다는 점이 있습니다. 데이터가 두 개의 디스크에 복제되므로 실제 사용 가능한 저장 공간이 전체 디스크 용량의 50%에 불과합니다.

RAID 50 (5+0)

RAID 50은 RAID 5와 RAID 0을 결합한 RAID 레벨입니다. RAID 50에서는 최소 6개의 디스크가 필요하며, 먼저 RAID 5 방식으로 데이터와 패리티 정보를 저장하고, 그 다음 RAID 0 방식으로 여러 RAID 5 세트에 데이터를 스트라이핑합니다.

RAID 5 방식으로 데이터와 패리티 정보를 저장하므로, 최대 1개의 디스크 고장에도 데이터를 복구할 수 있습니다.

RAID 0 방식으로 데이터를 스트라이핑하여 기존의 RAID의 능력이 떨어지던 읽기/쓰기 성능을 높일 수 있습니다. 

디스크를 추가하여 저장 공간을 추가적으로 확장할 수 있습니다.

단점으로는 저장 공간 효율성이 낮다는 점이 있습니다. RAID 5 방식으로 인해 전체 디스크 용량의 약 67%만 사용 가능합니다. 또한 RAID 5와 RAID 0의 특성상 디스크 고장 시 데이터 복구에 시간이 오래 걸릴 수 있습니다. 전반적으로 RAID 50은 데이터 보호와 성능 향상을 동시에 달성할 수 있는 RAID 레벨로, 대용량 데이터 저장 및 처리가 필요한 환경에 적합합니다.

RAID 60 (6+0)

RAID 60은 RAID 6과 RAID 0을 결합한 RAID 레벨입니다. RAID 60에서는 최소 8개의 디스크가 필요하며, 먼저 RAID 6 방식으로 데이터와 두 개의 패리티 정보를 저장하고, 그 다음 RAID 0 방식으로 여러 RAID 6 세트에 데이터를 스트라이핑합니다.

RAID60은 RAID 6 방식으로 두 개의 패리티 블록을 저장하므로, 최대 2개의 디스크가 동시에 고장 나더라도 데이터를 복구할 수 있습니다. 따라서 RAID 60은 매우 높은 수준의 데이터 보호를 제공합니다.

그리고 RAID 0 방식으로 데이터를 스트라이핑하여 읽기/쓰기 성능을 높일 수 있습니다. 여러 RAID 6 세트에 데이터를 분산 저장함으로써 병렬 처리 성능도 향상됩니다. 또한 RAID50과 마찬가지로 디스크를 추가하여 저장 공간을 쉽게 확장할 수 있습니다.

그러나 RAID 60에는 몇 가지 단점도 있습니다. 낮은 저장 공간 효율성이 대표적이라고 할 수 있습니다. 두 개의 패리티 블록을 저장하기 때문에 전체 디스크 용량의 약 50%에서 75% 정도만 실제 데이터 저장에 사용될 수 있습니다. 또한 RAID 60은 구성과 관리가 복잡할 수 있으며, 디스크 고장 시 데이터 복구에도 시간이 오래 걸릴 수 있습니다.

전반적으로 RAID 60은 높은 수준의 데이터 보호와 성능을 동시에 요구하는 대규모 데이터 저장소나 서버 환경에 적합합니다. 특히 데이터 무결성과 가용성이 중요한 기업 환경에서 많이 사용됩니다.