RAID는 저장 성능과 신뢰성을 향상시키기 위해 여러 디스크를 결합합니다. RAID는 데이터 보호와 성능 향상을 제공하지만, 백업은 아닙니다. 이는 결함 허용을 제공하지만, 백업은 재해 후 데이터 복구를 보장합니다. 두 기능은 포괄적인 데이터 보호를 위해 필요한 별개의 구성입니다.
업데이트 한민재 현재 2025/08/15
정보 기술의 발전과 저장소에 대한 수요가 증가함에 따라, RAID 기술은 현대 컴퓨팅 환경에서 널리 적용되고 있습니다. RAID 기술은 데이터 보호, 성능 향상, 용량 확장 및 유연한 관리 등의 장점을 제공하여, 신뢰할 수 있는 저장 솔루션을 구축하기 위한 수많은 조직과 기업에게 필수적인 도구가 되었습니다.
1988년, 캘리포니아 대학교 버클리 소속 연구진은 최초로 RAID(Redundant Array of Inexpensive Disks)라는 개념을 제안하고 정의하였습니다. RAID의 근본적인 아이디어는 여러 개의 비교적 저렴하고 용량이 작은 디스크들을 유기적으로 결합하여 보다 저렴한 비용으로 고가의 대용량 디스크에 필적하는 용량과 성능, 신뢰성을 달성하는 것입니다.
디스크 비용과 가격이 지속적으로 하락함에 따라 "저렴함(inexpensive)"이라는 용어는 RAID가 대부분의 디스크를 활용할 수 있게 되면서 무의미해졌다. 따라서 RAID 자문위원회(RAB)는 "저렴한(inexpensive)"을 "독립적인(independent)"으로 대체하기로 결정했으며, RAID는 이제 중복 기능을 갖춘 독립 디스크들의 배열을 의미하는 Redundant Array of Independent Disks가 되었다.
RAID 기술은 여러 개의 디스크 장치를 결합하여 더 크고 안정적인 디스크 어레이를 구성합니다. 데이터를 세그먼트 단위로 나누어 각기 다른 물리적 디스크 장치에 저장함으로써 분산 읽기 및 쓰기 기술을 활용하여 디스크 어레이 전체의 성능을 향상시킵니다. 또한 중요한 데이터의 복사본을 여러 개 동기화하여 서로 다른 물리적 디스크 장치에 저장함으로써 탁월한 데이터 중복 및 백업 효과를 제공합니다.
RAID는 높은 성능, 신뢰성, 결함 허용 능력 및 확장성을 구현하기 위해 데이터 스트라이핑, 미러링, 데이터 패리티의 세 가지 주요 기법을 사용합니다. 이 세 가지 기법을 기반으로 하는 전략과 아키텍처에 따라 RAID는 다양한 데이터 응용 요구사항을 충족하기 위해 여러 레벨로 분류될 수 있습니다.
현재 사용할 수 있는 RAID 디스크 어레이 솔루션은 최소한 12종 이상 존재합니다. 비용과 기술적인 측면을 고려할 때, 일반적으로는 다양한 요구사항에 따라 데이터 신뢰성과 읽기/쓰기 성능 간의 균형을 맞추고 특정 요구사항을 충족시키기 위한 다양한 솔루션을 개발하는 것이 필요합니다. 다음은 자주 사용되는 여러 RAID 방식에 대한 소개입니다.
RAID 0: RAID 0은 Stripe 또는 스트라이프라고도 하며, 모든 RAID 레벨 중에서 가장 높은 저장 성능을 제공합니다. RAID 0에서 저장 성능을 향상시키는 원리는 연속적인 데이터를 여러 디스크에 분산시켜 접근하도록 하는 것입니다. 이렇게 하면 시스템이 데이터 요청을 받았을 때 여러 디스크가 동시에 이를 처리할 수 있으며, 각 디스크는 자신에게 할당된 데이터 요청 부분을 처리하게 됩니다. 이러한 데이터의 병렬 처리는 버스의 대역폭을 충분히 활용하여 전체 디스크 접근 성능을 크게 향상시킵니다.
RAID 0의 장점으로는 낮은 비용, 향상된 성능, 전체 디스크 어레이의 처리량 증가, 빠른 읽기/쓰기 속도, 그리고 디스크 총 용량의 손실이 없다는 점이 있습니다. 특히 대용량 파일을 신속하게 처리하는 데 우수합니다. 하지만 단점으로 어레이에 포함된 디스크 중 하나라도 고장이 발생하면 모든 데이터를 복구할 수 없게 됩니다.
RAID 1: RAID 1은 디스크 미러링이라고도 하며, 한 디스크의 데이터를 다른 디스크에 복제하여 작동합니다. 즉, 데이터가 한 디스크에 기록될 때 동시에 또 다른 유휴 디스크에 복제본이 생성됩니다. 이러한 방식은 성능을 저하시키지 않으면서 시스템 신뢰성과 복구 가능성을 최대화합니다. 시스템 내 미러링된 디스크 쌍 중 하나라도 정상적으로 작동한다면, 디스크의 절반이 문제가 발생하더라도 시스템은 정상적으로 작동할 수 있습니다.
RAID 1의 장점으로는 데이터 중복성을 제공하면서 읽기 성능이 두 배로 향상된다는 점을 들 수 있습니다. 만약 한 개의 디스크가 고장 나 데이터가 손실되더라도 다른 디스크에서 데이터를 복구할 수 있습니다. 그러나 단점으로는 낮은 디스크 사용률, 높은 비용, 그리고 디스크 컨트롤러에 대한 부하가 증가한다는 점이 있습니다.
RAID 5: RAID 5는 저장된 데이터의 백업을 생성하지 않습니다. 대신, RAID 5를 구성하는 디스크들, 특히 서로 다른 디스크에 데이터와 해당 패리티 정보를 저장합니다. RAID 5 내의 한 디스크에서 데이터가 손상되었을 때는 나머지 데이터와 해당 패리티 정보를 사용하여 손상된 데이터를 복구합니다.
RAID 5의 장점으로는 블록 단위로 데이터에 효율적으로 접근할 수 있고, 체크섬 메커니즘이 존재하며, 높은 공간 활용률을 꼽을 수 있습니다. 하지만 단점으로는 RAID 5에 포함된 디스크 수가 많아질수록 보안 성능이 낮아져 데이터 손실이 발생하기 쉬운 점이 있습니다. 두 개의 연속된 디스크가 고장 날 경우 데이터를 복구할 수 없습니다. 또한, RAID 5는 높은 읽기 효율성은 보유하지만 쓰기 효율성은 평균 수준입니다.
RAID 10: RAID 1 + RAID 0으로도 알려져 있으며, 이는 "미러-스트라이프" 구성으로, 데이터가 두 개의 미러 어레이에 걸쳐 분산되어 기록되는 방식입니다. 스트라이프는 어레이 간에 이루어지고, 미러링은 동일 어레이 내에서 수행됩니다. 두 가지 기술의 조합은 리빌드 과정을 가속화합니다. RAID 10 어레이에 사용되는 디스크의 수는 4의 배수여야 합니다.
RAID 10의 장점으로는 고속성과 낮은 결함 허용 한계가 있습니다. 그러나 높은 비용과 낮은 확장성이라는 단점도 있습니다.
데이터 전송 속도 향상: RAID는 여러 디스크에 데이터를 동시에 저장하고 접근함으로써 저장 시스템의 데이터 처리량을 크게 증가시킵니다. RAID에서는 여러 개의 디스크 드라이브가 동시에 데이터를 전송할 수 있으며, 하나의 논리 드라이브처럼 작동합니다. 그 결과, RAID는 단일 디스크 드라이브보다 몇 배에서 수백 배 빠른 속도를 달성할 수 있습니다.
데이터 검증을 통한 결함 허용: 일반 하드디스크 드라이브는 디스크에 기록된 CRC(Cyclic Redundancy Check) 코드를 제외하면 내장된 결함 허용 기능이 없습니다. RAID의 결함 허용 기능은 각 디스크 드라이브의 하드웨어 수준에서의 결함 허용을 기반으로 하여 더 높은 보안성을 제공합니다. 많은 RAID 모드가 상호 검증 및 복구를 위한 종합적인 방안을 포함하고 있으며, 직접 미러링 백업도 포함되어 있습니다. 이는 RAID 시스템의 결함 허용 능력을 크게 향상시키고 시스템 안정성과 중복성을 강화합니다.
RAID와 백업은 상당히 다른 개념이며, 사실 같은 개념조차 아니라고 할 수 있다. RAID는 결함 허용(fault tolerance)의 한 형태로 볼 수 있다. 백업과 결함 허용은 명백히 구분되는 개념이다. 백업은 재해가 발생한 후 데이터를 복구할 수 있게 해주고, 결함 허용은 재해가 발생할 확률을 줄여준다.
장애 허용은 절벽 끝에 가드레일을 설치하는 것이라고 생각할 수 있으며, 백업은 절벽 바닥에 병원을 세우는 것에 비유할 수 있습니다. 가드레일과 병원 모두 필요하지만, 이 둘은 완전히 별개의 대책입니다.
RAID는 데이터를 두 개의 디스크에 동시에 기록하지만, 이는 백업 수단이 아닙니다. 운영 체제나 소프트웨어(디스크 고장 제외)에서 데이터를 삭제하면 삭제 작업이 두 디스크 모두에 전달되어 동시에 데이터가 삭제됩니다. 예를 들어, 누군가 데이터베이스에서 "drop tables" 명령을 실행하면 어떤 RAID 모드도 데이터를 효과적으로 보호할 수 없습니다. 반면 백업은 데이터의 복사본을 만들어 다른 장소에 저장하고, 시간적·공간적으로 원본 데이터와 분리하는 과정입니다. 백업된 데이터를 일부러 삭제하지 않는 한 손상되지 않습니다. 결론적으로 RAID를 사용하더라도 데이터를 보호하기 위해서는 효과적인 백업 소프트웨어를 사용하는 것이 필요합니다.
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RAID는 데이터 저장 성능 향상 또는 디스크 데이터 신뢰성을 높이기 위해 사용되는 기술입니다. 이는 디스크 오류 발생 후 데이터 보안을 보장합니다. 디스크 가격이 저하되고 있는 추세이기 때문에, 중요한 환경 또는 중요한 데이터의 경우 RAID 설치를 권장합니다. 그러나 RAID는 백업을 대체할 수 없으므로 중요한 데이터에 대해서는 반드시 백업 솔루션을 마련하는 것이 좋습니다.
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