정의

Redundant Array of Inexpensive/Independent Disk 의 약자이다.

번역하면 복수 배열 저가/독립 디스크 이다.

저장장치 여러 개를 묶어 고용량, 고성능인 저장 장치 한 개와 같은 효과를 얻기 위해 개발된 기법이다.

저장장치는 소모품이다. 수없이 읽고 쓰기를 반복하면 물리적으로 움직이는 부품이 있는 HDD는 물론, 전자적으로만 작동하는 SSD도 NAND 소자가 닳아 IO 속도가 느려지고, 결국에는 읽고 쓸 수 없는 부분인 불량섹터가 발생한다. 이런 경우에는 불량섹터에 기록되어 있던 정보가 소실되는 것도 문제이지만, 이후에 저장장치에 기록되는 데이터의 무결성을 보장할 수 없기 때문에 보통 장치째로 (기존에 기록되어 있던 데이터와 함께) 폐기 처분하게 된다. 여러개의 디스크를 특정 방법으로 연결해주는 시스템인 RAID는 바로 이렇게 저장장치가 갑자기 고장나는 경우를 대비해서 활용할 수 있는 유용한 기법이다. 방대한 양의 데이터를 읽고 쓰며 1년 365일 내내 가용성이 보장되어야 하는 구글이나 페이스북의 서버들을 상상해보자.

RAID의 주 사용 목적은 크게 무정지 구현(가용성)과 고성능 구현으로 구분된다. 무정지 구현을 극도로 추구하면 RAID 1, 고성능 구현을 극도로 추구하면 RAID 0이 되며(건전지로 비유하면 RAID 1은 병렬, RAID 0는 직렬 연결이다), RAID 5, 6은 둘 사이에서 적당히 타협한 형태. RAID 10이나 RAID 01과 같이 두 가지 방식을 혼용하는 경우도 있다.

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가용성 : 전체 시간 중 사용 가능한 시간이 차지하는 부분

RAID 1을 단순한 예시로 들자면, 하나의 디스크가 갑자기 고장나도 정상 동작하는 디스크가 남아있으므로 고장난 디스크만 교체해 주면 서버 정지 없이도 원상 복구가 가능하다. 한편, 하나의 디스크가 바이러스나 랜섬웨어에 감염이 되는 경우에는 나머지 디스크에도 모조리 그 감염된 데이터가 기록되게 된다. RAID는 이렇듯이 데이터의 무결성/안전을 보장해주는 기술이 아니기 때문에 초대형 서버의 경우에도 RAID 외에 별도로 미러링 서버나 자기 테이프 등 별도의 데이터 백업 솔루션을 마련해 둔다.

보통은 같은 모델 같은 주차의 제품으로 구성한다. 서로 다른 두 모델을 혼용한다고 RAID가 안되는것은 아니지만, Nvidia SLI처럼 성능이 낮은 쪽으로 하향 평준화되어 거기에 배수가 곱해진다는것이 차이점이다.

단일 파티션 및 여러가지 RAID의 벤치마크 (출처 : https://techreport.com/review/chipset-serial-ata-and-raid-performance-compared/)

구현 방법

아래로 갈수록 성능과 안정성이 떨어지나 비용은 상대적으로 저렴하다.

하드웨어 RAID

별도의 RAID 카드를 장착하여 구현하는 방법이다. 속도와 안정성 모두 최고급이나 별도의 RAID 카드가 필요하다는 게 단점이다. 고가의 서버 메인보드나 완제품에는 RAID 컨트롤러가 온보드 되어 있는 경우도 있기는 한데, RAID 카드 그 자체가 고장 나는 경우도 있기 때문에 보통은 PCIe 슬롯에 따로 장착한다.

보통 10만원 이하의 저렴한 카드들에는 당연히 카드 자체에 RAID를 구성하는 디스크를 컨트롤하기 위한 별도의 작은 CPU/메모리가 없으므로 소프트웨어 레이드와 유의미한 차이는 없다. 그래서 이런 카드들은 FakeRAID 카드라고도 불린다.

최고급 사양은 주로 아답텍, 브로드컴(구 LSI, Avago, 3ware), HP Smart Array, 중고급형엔 하이포인트, 저가형은 프로미스나 SIS, ULi 같이 제조사 별 가격과 성능 차가 크다. 브로드컴의 RAID 컨트롤러는 레퍼런스 디자인을 직접 파는 것도 있지만, 인텔, 델, 레노버 등 다른 서버 제조사에 OEM으로 납품하는 경우도 있다.

펌웨어(드라이버) RAID

인텔의 드라이브 관리 펌웨어인 Intel Rapid Storage Technology로 펌웨어 RAID를 구성한 모습.

값비싼 RAID 카드 대신 기능을 간략화한 RAID 칩을 탑재하고 펌웨어(드라이버)로 제어하여 구현하는 방법이다. 메인보드 RAID라고도 하며, 보통 OS 진입 전 BIOS(UEFI) 메뉴에서 RAID를 구현한다. OS에 관계 없이 작동하며, OS에서는 원래 장착한 디스크 대신 가상의 BIOS(UEFI) RAID 하드웨어가 표시된다.(즉, 별도의 드라이버 소프트웨어를 통한 관리가 불가능하다.) 단, OS를 바꿔도 묶어놓았던 레이드가 계속 유효한 대신에 메인보드를 바꾸게 되면(예를 들어 인텔 보드에서 AMD 보드로) 그 레이드는 더 이상 사용하지 못할 가능성이 크다.

원래 디스크를 가상 디스크가 대체하는 방식이다 보니, 용량이 다른 두 하드웨어를 묶었을 때 남는 공간은 활용을 못 하고 버려지는 단점이 있다. 예를 들어 256GB+512GB로 구성했을 때 512GB(^2) 디스크와 256GB 디스크가 구성되는 것이 아닌, 512GB(^2) 디스크만 구성되고 256GB는 사용할 수 없다. 단, SSD를 RAID할 때에는 여유 공간을 확보하여 성능에 도움이 될 수도 있다.(오버 프로비저닝)

전통적으로는 별도의 RAID 컨트롤러를 사용하는 것이 안정성이 좋고 유지보수 등에 있어서 간편한 것으로 알려져 있으나, 최근의 메인보드 내장 RAID 컨트롤러 또한 상당한 성능을 보여 주고 있다. 인텔의 경우 Intel Rapid Storage Technology라고 부르는 그것. 많이 나아지긴 했지만, 내장 컨트롤러라는 한계가 있어 여러 디스크를 RAID 0으로 묶을 경우 제 성능을 못 내는 경우도 있다. 안정성 면에서도 별도의 RAID 컨트롤러에 비해 부실하기 때문에 RAID 1을 제외하면 RAID Array가 깨졌을 시 데이터 복구는 포기하는 게 편하니 주의해야 한다.

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오버 프로비저닝 : Over-Provisioning은 SSD 저장 공간의 특정 부분을 캐시로 컨트롤러에 할당하는 펌웨어 기술이다. 이를 통해 SSD는 Garbage Collection 기능을 보다 효율적으로 수행하여 성능을 유지하고 제품의 내구성을 높일 수 있으며 수명을 연장 할 수 있다.

소프트웨어 RAID

Windows의 디스크 관리 기능으로 RAID0을 구성한 모습.

OS RAID라고도 한다. OS의 디스크 관리 메뉴에서 RAID를 구현하는 방법이다. Windows의 경우에는 부팅 디스크를 OS RAID로 설정할 수 없다. OS RAID는 메인보드를 바꾸더라도 해당 디스크만 제대로 장착하면 계속 레이드를 사용할 수 있지만, OS를 바꾸면 (예를 들어 윈도우->리눅스) 보통 사용하지 못한다. Windows의 경우 해당 RAID를 구성한 디스크가 모두 장착되어 있다는 전제 하에 새 OS 설치 이후에도 디스크 가져오기 옵션을 통해 RAID 구성을 그대로 가져올 수 있다. OS에서 관리하므로 다양한 방법으로 RAID를 구성할 수 있으며, 특히 용량이 다른 두 제품의 경우 RAID를 구성하고 남는 공간에 단일 파티션, 또는 또 다른 RAID 어레이를 구성할 수도 있다. 속도 차이도 다른 방법에 비교하면 거의 없다.

소프트웨어 RAID의 종류

동작 방식에 따라 Level 0~6으로 분류한다. 주로 사용되는 것은 0, 1, 5, 6이며 컨트롤러 개발사에 따라 다른 방식을 제공하기도 한다.

(1) RAID 0

Striping, 스트라이프

여러 개의 멤버 하드디스크를 병렬로 배치하여 거대한 하나의 디스크처럼 사용한다. 데이터 입출력이 각 멤버 디스크에 공평하게 분배되며, 디스크의 수가 N개라면 입출력 속도 및 저장 공간은 이론상 N배가 된다. 다만 멤버 디스크 중 하나만 손상 또는 분실되어도 전체 데이터가 소실되며, 오류검출 기능이 없어 멤버 디스크를 늘릴수록 안정성이 떨어지는 문제가 있다. 따라서 장착된 하드디스크의 개수가 RAID-5 구성 조건에 충족되지 않는 등의 불가피한 경우가 아니라면 절대로 RAID 0으로 구성하지 않는 것이 좋다.

이미지 프로세싱, 데이터베이스 캐시 등 빠른 입출력 성능을 필요로 하며, 데이터 손실이 문제되지 않는 환경에서 쓰일 수 있지만, 상용 환경에서는 위험성 문제로 RAID 5나 6을 이용하는 경우가 많다.

이 때문에 고성능을 경험하고 싶은 파워유저가 구축해 보는 경우가 많다. SSD를 단독 사용하기에는 용량이 많이 부족하니, 여러 개를 묶어서 초고속 저장 장치를 구축하는 것. 이런 점을 간파하고 소니의 노트북 브랜드인 VAIO에서 공식적으로 RAID0 기술을 구현했다. VGN-Z 라인업의 고급형 모델에 한시적으로 탑재한 적이 있었으며, 이 라인업의 후속작인 프리미엄 모델 Z 시리즈 VPCZ1부터 본격적으로 적용했다.

NVMe SSD 8개를 한 개의 볼륨으로 묶은 사례도 있다. 속도는 27.7 GiB/s(28375 MiB/s)가 나온다고 한다.

RAID 0뿐만 아니라 모든 RAID 볼륨은 기록 시 한 디스크에 한번에 기록할 데이터 크기인 Stripe size를 지정할 수 있다. 컨트롤러에 따라 다르지만 Intel RST에서는 4~128KB를 지원한다. Stripe size가 4KB이고 멤버 디스크가 4개라면 16KB짜리 파일을 기록할 때 디스크당 4KB씩 돌아가면서 한 번씩 기록한다. Stripe size가 128KB이고 멤버 디스크가 2개, 기록할 파일이 2MB(2048KB)라면, 첫 번째 디스크에 128KB, 두 번째 디스크에 128KB를 순차적으로 기록하는 것을 디스크당 8번씩 반복한다. SSD에서는 128KB 이상이 추천되며, 하드디스크라면 32KB 정도가 추천된다. 하지만 환경에 따라 최적의 성능을 내는 Stripe size가 다르므로 하나하나 적용해 보는 것이 좋다.

개인용으로 사용할 때 주의할 점이 있는데, A, B, C, ...의 디스크를 RAID 0으로 묶었을 때의 속도는 min(A, B, C, ...) * (묶은 숫자) - (오버헤드 감소분)이다. 간단하게 말해서 가장 낮은 속도로 하향 평준화가 된다는 뜻인데, 연속 파일 입출력의 경우에는 상대적으로 입출력 속도가 뛰어나서 오버헤드 감소분이 크게 체감이 안 되지만 4k 파일 입출력의 경우에는 RAID 0으로 묶어도 입출력 속도가 크게 차이가 안 나거나 더 떨어지는 경우도 상당부분 존재한다. 따라서 성능 향상용으로 RAID를 구성할 경우 벤치마크를 돌려 성능을 확실히 확인한 후에 결정하는 것이 좋다. 4K가 가장 크게 영향을 끼치는 게이밍에 있어서는 SSD의 RAID 0로 얻을 수 있는 성능 이득이 거의 없다. 오히려 문제가 발생하는 사례도 있다.

(2) RAID 1

Mirroring, 미러

각 멤버 스토리지에 같은 데이터를 중복하여 기록한다. 멤버 디스크 중 하나만 살아남으면 데이터는 보존되며 복원도 1:1 복사로 매우간단하기 때문에, 서버에서 끊김 없이 지속적으로 서비스를 제공하기 위해 사용한다.

멤버 디스크를 늘리더라도 저장 공간은 증가하지 않으며, 대신 가용성이 크게 증가하게 된다. 상용 환경에서는 디스크를 2개 초과해서 쓰는 경우가 드물지만, 극한의 환경에서는 3개 이상의 멤버 디스크를 사용하기도 한다.

쓰기 성능은 이론적으로는 소폭 하락하는데, 이는 하향 평준화가 기준이다.

읽기 성능은 n개의 디스크 기준 단일 읽기 작업에서 RAID를 안한 것과 차이가 없으며, 병렬 읽기 작업은 구현체에 따라 최대 n배가 된다. 이는 read-balancing을 통해 별개의 읽기 작업을 각 멤버 디스크에 분산시키기 때문으로, 리눅스의 md가 이런 식으로 구현되어 있다.  md 매뉴얼의 RAID 1 참조.

(단, Synology의 RAID 1은 읽기 속도의 향상이 전혀 없다. 이는 읽기 작업을 할 때 병렬분산을 하지 않고 하나의 HDD에서 단일 읽기 작업을 하기 때문이다.)

단, RAID 1을 제공하는 제조사들이 누누이 강조하는 부분이기도 하지만, RAID 1은 백업이 아니다. 모든 RAID의 특징인데, RAID는 데이터의 안정성 즉, 잘못된 소프트웨어나 해킹 등으로부터 데이터 파괴를 막아주지 못한다. 데이터 안정성은 non-RAID(JBOD) 환경에서도 백업 솔루션을 이용하면 버전별로 쭈욱 저장하여 구현이 가능하다. RAID 1의 목적은 가용성(HDD 1개가 파손되더라도 문제 없이 서비스를 제공하여 전체 서비스 가능 시간 개선)이다. 물론, 각각의 멤버 디스크가 곧 최신 데이터가 포함된 백업본이라 볼 수도 있지만, 의도하지 않은 데이터 변경에 대해서는 대처가 불가능하다는 점을 생각하면 반쪽짜리 백업 기능일 뿐이다.

일반인이 RAID 1을 시도해 볼만한 경우는 언제 고장날지 모르는 노후화 된 HDD를 묶어, 신품 HDD의 작동 안정성을 확보하는 용도 정도가 있다.

(3) RAID 1E

일부 H/W RAID 카드에서 지원하는 홀수 개수의 HDD 어레이를 위한 RAID 10이다. 예를 들어 3개의 1TB HDD가 있을 때, 이것을 RAID 1으로 구성하면 세 장의 HDD에 모든 데이터가 중복 기록되며 Usable 용량은 1TB이다. RAID 1E로 구성하면 HDD 1과 HDD 2의 절반에 데이터를 기록하고, HDD 2의 나머지 절반과 HDD 3에 데이터를 중복 기록한다. 가용 용량은 1.5TB이다.

(4) RAID 2, 3, 4

Fault Tolerance using Dedicated Parity Bit.

ECC를 기록하는 전용의 HDD를 이용해서 안정성을 확보한다. RAID 2는 비트 단위에 Hamming code를 적용하며, RAID 3, 4는 각각 바이트, 워드 단위로 패리티를 저장한다. 하나의 멤버 디스크가 고장나도 ECC를 이용하여 정상적으로 작동할 수 있지만, 추가적인 연산이 필요하여 I/O Speed가 매우 떨어진다. 예를 들어서 디스크 1에 3, 디스크 2에 6을 저장하면 디스크 3에는 1+2의 값인 9를 저장한다. 이렇게 저장하면 디스크 1이 사라지더라도 디스크 2의 6의 값을 읽고, 디스크 3의 8의 값에서부터 디스크 1의 값 3을 읽을 수 있기 때문에 저장소 하나가 파손되더라도 데이터를 읽을 수 있는 것이다. Usable 용량을 약간 희생하지만 HDD 하나만 장애가 발생하더라도 망할 수 있는 일부 RAID System에 비해 매우 높은 가용성과 저장용량 효율을 보인다.

모든 I/O에서 ECC 연산이 필요하므로 I/O Bottleneck(병목) 현상이 발생하며, ECC 기록용으로 쓰이는 디스크의 수명이 다른 디스크들에 비해 짧아지는 문제가 있어 현재는 사용하지 않는다.

(5) RAID 5

Fault Tolerance using Distributed Parity Bit.

기본 원리는 RAID 4와 비슷하나, 패리티를 한 디스크에 밀어 넣지 않고 각 멤버 디스크에 돌아가면서 순환적으로 저장하여 I/O Bottleneck(병목) 현상을 해결한다. N개의 디스크를 사용하면 (N-1)배의 저장 공간을 사용할 수 있다. RAID 4처럼 하나의 멤버 디스크 고장에는 견딜 수 있지만 디스크가 두 개 이상 고장 나면 데이터가 모두 손실된다. 데이터베이스 서버 등 큰 용량과 무정지 복구 기능을 동시에 필요로 하는 환경에서 주로 쓰인다.

매번 쓰기 작업 때마다 패리티 연산 과정이 추가되어, 성능을 보장하려면 고가의 패리티 연산 전용 프로세서와 메모리를 사용해야 한다. 멤버 디스크도 최소 3개 이상 사용해야 하므로 초기 구축 비용이 비싸다는 단점이 있다. 읽기 작업은 전체 디스크에 분산되어 속도가 향상되지만, 쓰기 작업은 적어도 둘 이상의 디스크(데이터+패리티)에서 진행되어야 하므로 성능이 약간 떨어진다.

RAID 1과 비슷하게 HDD 1개에 장애가 발생하더라도 일단 작동은 해서 가용성이 높다. 그러나 패리티 연산을 통해 데이터를 저장한다는 특징 때문에 취급상 유의가 필요하며 까다롭다. 다음은 RAID 5를 고려한다면 알아야 할 사항이다.

  1. RAID 0보다는 안전하다는 인식과 달리 오히려 많은 량(보통 8개 이상)의 디스크를 스토리지로 묶으면, 패리티 연산오류 발생 확률이 높아져서 인해 RAID 0로 묶은 것보다 깨질 확률이 높아진다. 그러므로 대단위 스토리지를 만드려면 RAID 6 또는 RAID 10을 권한다.
  2. 데이터가 분산 저장되어 있기 때문에 어레이가 깨지거나 보장되는 내결함 디스크 개수(RAID 5는 최대 1개)를 초과하는 경우 전자는 데이터를 살리기가 대단히 어렵고 후자는 사실상 데이터를 살릴 수 없다.

PC의 프로세싱 성능이 급속도로 향상됨에 따라 더 이상 패리티 연산 프로세서가 필수적이지 않기 때문에, 윈도우 10에서도 이제 소프트웨어적으로 RAID 5를 구현할 수 있게 되었다. Manage Storage Spaces 기능을 사용해서 드라이브 여러 대를 Storage Pool로 구성할 때, Resilience 옵션을 Parity로 선택하면 된다.

(6) RAID 6

Fault Tolerance using Distributed Double Parity Bit.

RAID 5와 원리는 같으며, 서로 다른 방식의 패리티 2개를 동시에 사용한다. 성능과 용량을 희생해서 가용성을 높인 셈. N개의 디스크를 사용하면 (N-2)개의 저장 공간을 사용할 수 있다. RAID 5가 1개까지의 장애를 허용하는 것에 반해 RAID 6는 2개까지 허용한다.

스토리지 서버와 같이 디스크를 빼곡히 꽂는(기본 10개 단위) 환경에서 RAID 5는 유지보수가 어려우며, 어레이 안정성을 높이기 위한 목적으로 주로 사용된다. HDD 하나가 고장난 RAID 5장비에서 교체 하려다가 실수로 멀쩡한 HDD 하나를 뽑는다면 RAID 어레이 전체가 사망한다. (사실 SOHO가 아닌 이상 스토리지서버를 구축하는 경우 스페이를 무조건 구비하기 때문에 그럴 일이 없다.) 동일 상황에서 RAID 6는 문제가 없다. 동일 상황에서 RAID 6는 문제가 없다. Disk Fail이 2개 동시에 나지않는 이상은, 컨트롤러가 RAID 5 보다 더 비싸고, 멤버 디스크도 기본 4개 이상 확보해야 하므로 초기 구축 비용이 더 비싸다.

하드디스크를 대단위로 물려야 하고, 가용성의 필요성이 RAID 5보다 높아야 하는 상황에서 쓰인다.

(7) RAID-Z3

오라클의 ZFS라는 파일 시스템에서 지원하는 소프트웨어 RAID에서 제공하는 모드이다. Z1과 Z2는 각각 RAID 5와 RAID 6와 유사하지만, Z3 은 RAID 6/Z2 보다 패리티를 하나 더 쓴다. 그만큼 최소 구성 멤버 디스크도 하나 더 많고, 위에서 언급한 것처럼 스토리지 서버와 같이 디스크를 빼곡히 꽃는(기본 10개 단위)환경에서, 특히 최근 또는 근미래의고용량 HDD(개당 수 TB 이상)을 이용한 구성에서 고장난 HDD를 교체 시 거기에 데이터를 채워넣는 데 시간이 오래 걸리므로 그 사이에 또 다른 HDD에 장애가 발생하는 경우까지 생각해서 유지보수를 돕기 위해 패리티를 늘린 것이다. 패리티를 3중으로 사용하는 만큼 하드웨어 자원도 대단히 많이 사용한다.

(8) Nested RAID(복합)

레이드 볼륨의 멤버로 다른 레이드 볼륨을 사용하는 형태. 볼륨 확장 과정에서 구성 편의성 문제로 형성되는 경우가 많다. 이 때 멤버 디스크를 묶는 배열을 하위 배열, 하위 배열을 묶는 배열을 상위 배열이라고 한다. 표기 방법은 (하위 배열 숫자)(상위 배열 숫자) 형식이다. 만약 하위 배열 숫자가 0이면 혼동을 피하기 위해 +상위배열 숫자를 적는다. 대표적인 예시로 10, 0+1, 15, 50, 0+5, 51 등이 존재한다.

아래 예시는 1TB 디스크 6개로 구성한다는 상황을 가정한다.

  • RAID 0+1하위 배열은 RAID 0, 상위 배열은 RAID 1이다. RAID 0으로 스트라이핑 된 볼륨을 RAID 1로 미러링 한다.퍼포먼스 및 용량 위주로 구성한다면 디스크 3개를 RAID 0으로 묶은 스트라이프 볼륨 2개를 RAID 1로 미러링 한다. 이 경우 사용 가능한 총 용량은 3TB가 된다.가용성 위주로 구성한다면, 디스크 2개를 RAID 0으로 묶은 스트라이프 볼륨 3개를 RAID 1로 미러링 한다. 이 경우 사용 가능한 총 용량은 2TB가 된다.RAID 10에 비해 RAID 볼륨이 깨졌을 경우 복구가 번거롭다. RAID 10과 비교하자면, 미러 볼륨으로 구성된 어레이에서 디스크 하나가 고장이 났다면, 미러 볼륨 자체는 깨지지 않는다. 즉, 디스크만 바꿔 넣어주면 알아서 리빌딩하여 원래 상태로 돌아간다. 하지만 RAID 0+1의 경우 디스크 하나가 고장이 났다면, 해당 RAID 0 어레이 전체가 깨져 버린다. 디스크를 교체한 뒤 RAID 0 어레이를 다시 구성한 다음, 미러링해야 한다.
  • RAID 10하위 배열은 RAID 1, 상위 배열은 RAID 0이다. RAID 1로 미러링 된 볼륨을 RAID 0으로 스트라이핑 한다.퍼포먼스 및 용량 위주로 구성한다면, 디스크 2개를 RAID 1로 묶은 미러 볼륨 3개를 RAID 0으로 스트라이핑 한다. 이 경우 사용 가능한 총 용량은 3TB가 된다.가용성 위주로 구성한다면, 디스크 3개를 RAID 1로 묶은 미러 볼륨 2개를 RAID 0으로 스트라이핑 한다. 이 경우 사용 가능한 총 용량은 2TB가 된다.RAID 0+1에 비해 디스크 장애 발생 시 복구가 수월하다.

유사 방식

(1) JBOD

Just Bunch of Disks, Linear, 스팬

단순히 여러 저장매체를 하나로 보이게 선형적으로 논리 섹터를 이어 붙인 개념이다. 따라서 RAID 0처럼 멤버중 하나만 깨져도 모든 데이터가 손실되지는 않고 고장난 저장매체에 있던 부분만 날아간다. 용량은 각 멤버의 합과 같거나 작다. 과거에 드라이브 용량이 작던 시절, 개개의 드라이브 용량보다 더 큰 파일을 저장하기 위해 사용됐었다.

논리 섹터를 이어붙인 개념이기 때문에 드라이브를 자유롭게 제거할 수는 없으나, 추가는 자유로워 심지어 작동중에도 드라이브 추가가 가능하기도 하다.

대부분의 RAID와 달리 모든 멤버가 같은 용량, 같은 성능을 가질 필요가 없기 때문에, JBOD는 멤버 디스크의 성능/용량이 달라도 구성 가능하다. 이러한 까닭에 성능을 특정하기 어렵다.

단일 읽기 성능은 읽을 부분이 어느 드라이브에 보관되었느냐에 따라 다르고, 병렬 읽기 성능은 읽을 영역들이 각각 다른 드라이브에 있는지, 한 드라이브에 있는지에 따라 또 다르다. 이상적으로 병렬 읽기를 각각 다른 드라이브에 저장된 부분들에 수행한다면 각 디스크 읽기 속도의 합만큼의 성능이 나오겠지만, 현실적으로 이런 경우는 거의 없고 일부 디스크에 몰리게 된다.

(2) SHR

Synology Hybrid RAID

NAS 제조사인 Synology에서 만든 레이드 방식으로, 서로 다른 용량의 HDD를 사용할 때 남는 부분의 낭비 없이 사용 가능하도록 하여 RAID HDD를  점차 용량이 큰 것으로 업그레이드 하고자 할 때 유용한 기술이다. 용량 확보를 위해 RAID를 구축하고 남은 용량이 있는 디스크만을 이요해서 다시 RAID를 구축하는 방식으로, 디스크가 3개 이상인 부분에서는 RAID 5, 2개에서는 RAID 1을 이용하므로 디스크가 2개일 때도 이용이 가능하다.

예를 들어 1,2,3,4TB HDD 4대를 SHR로 묶으면 6TB를 사용할 수 있다.

  1. 우선 가장 작은 1TB HDD의 용량대로 모든 HDD에서 1TB씩을 가져와서 RAID 5 볼륨을 구성, 3개는 데이터, 1개는 패리티로 이요하면 3TB(3 * 1TB)를 확보
  2. 다음으로 작은 HDD가 2TB이므로 이미 이용한 1TB를 뺀 나머지 1TB를 기준으로 남은 HDD 3대(2,3,4TB)에서 RAID 5 볼륨을 구성, 2개는 데이터, 1개는 패리티로 이용하여 2TB(2 * 1TB)를 확보한다.
  3. 마지막 4TB 남은 1TB 영역은 보호해줄 다른 디스크가 없으므로 이용되지 않음

이렇게 3TB+2TB+1TB로 총 6TB의 데이터 볼륨이 만들어진다. 기존의 RAID 5로도 수동으로 동일하게 패리티 구성은 가능하지만 1TB HDD에 맞춰서 3TB 볼륨이 만들어지며 전체 볼륨을 6TB로 묶을 수는 없다.

디스크가 1개일 때도 사용은 가능하나, RAID 볼륨 구성은 되지 않으며, 당연히 디스크 손상 보호도 되지 않는다.

RAID 5 대신 RAID 6을 이용하여 디스크 2개 손상에도 대응이 가능한 ‘SHR-2’가 있다. 단 SHR-2는 RAID 1을 이용하지 않으므로, 디스크가 4개 이상일때만 사용이 가능하며 용량 확보가 덜 된다.

Synology에서 제공하는 매뉴얼.

(4) Hot Spare

RAID 1, 5, 6등 소수의 하드디스크가 고장나더라도 운영에 지장이 없는 RAID Level을 위해 존재한다. 전체 멤버 디스크에서 1개 이상의 디스크를 Spare로 지정해서, 평소에는 데이터를 읽고 쓰는 행위를 하지 않고 그냥 Stand-by 시키다가 디스크에 장애가 발생했을 때 자동으로 해당 디스크에 리빌딩하여 원래 RAID 볼륨을 복구한다. 디스크가 1개 고장났을 때 RAID 볼륨을 알아서 복구해 주기 때문에 약간의 시간을 벌 수 있지만, 고장난 HDD를 빠르게 교체해 주지 않으면 Hot Spare가 없는 것과 마찬가지가 된다. 일반적으로는 RAID 1에서는 2 + 1의 구성으로, RAID 5에서는 멤버 디스크+1로, RAID 6에서는 멤버 디스크 + 2로 구성한다.

단점이라면 Hot Spare로 지정한 디스크는 평소에는 하는 일이 없기 때문에 전체 디스크 개수가 적다면 사용 용량 감소분이 상대적으로 더 커진다. RAID 볼륨을 여러 개 지정하는 중대형 스토리지에서는 Global Spare 기능으로 여러 RAID 볼륨에서 공용으로 Hot Spare를 사용하게 하는 경우도 있다.

  • Ref.

https://www.snia.org/sites/default/files/SNIA_DDF_Technical_Position_v2.0.pdf

https://snia.org/

https://en.wikipedia.org/wiki/ZFS#RAID-Z

https://kb.synology.com/ko-kr/DSM/tutorial/What_is_Synology_Hybrid_RAID_SHR