윈도우 디스크 RAID - 스팬, 스트라이프, 미러, 패리티 비트
윈도우 디스크 볼륨방식 이해하기
볼륨 구성 방식의 종류 |
지난 시간에 저장소 공간을 통해서 레이드 구성을 쉽게 한다고 소개한 적이 있습니다.
이 저장소 공간 기능은 윈도우 8 이상부터 생긴 기능이기 때문에 처음 사용하는 디스크 구성 방식이고 이것을 완벽하게 이해하기 위해서는 몇가지 추가적으로 알아야 할 사항이 필요합니다.
그래서 알아야 할 것들이 바로! 윈도우에서 기존부터 지원 해주던 볼륨 구성방식에 대해서 알아 보도록 하겠습니다. 우리가 흔히 이야기 하는 볼륨 구성방식은 RAID라고 하여서 숫자에 맞게 다양한 구성 방식을 나타내고 있습니다. 그리고 그 근본이 되는 방식들은 스트라이프, 스팬, 미러, 패리티 방식을 이용하고, 알맞게 구성하여서 디스크를 새로 구성을 할 수 있습니다.
이것들 중 몇가지 조합을 해서 만들어진 것이 RAID입니다.
사실 전문적으로 복잡하게 적자면 어떻게든 적겠지만, 저는 이 분야에 대해서 뛰어난 전문가도 아니고 그저 개인서버를 운영하는 일반적인 유저 입니다. 하지만 볼륨 구성 방식을 이해하여서 자료들은 안전하게 보관하도록 하고 싶습니다.
그러기 위해서는 스트라이프, 스팬, 미러, 패리티 방식을 배워서 이해를 해보도록 합니다.
앞으로 윈도우 제어판에서 기본으로 제공하는 디스크 관리를 통해서 구성법을 알아보도록 하겠습니다. 디스크 관리의 위치는 다음과 같습니다.
바탕화면 > 컴퓨터 > 관리 > 저장소 > 디스크 관리
OR
제어판 > 시스템 및 보안 > 관리도구 > 하드 디스크 파티션 만들기 및 포맷
OR
실행창(윈도우기 + R)에서 "diskmgmt.msc" 입력
스팬 볼륨 (JBOD) 구성 |
스팬 볼륨은 말 그대로 디스크를 확장시켜서 사용하는 개념입니다. 단순히 여러개의 디스크를 하나로 묶어서 같은 드라이브를 사용하는 정도만 지원합니다.
쉽게 설명하자면 단순 볼륨 여러개를 일렬로 쭉 이어 붙인 개념입니다.
스팬 볼륨(JBOD)은 한마디로 여러개의 디스크를 마치 하나의 디스크 처럼 사용하게 만들어 줍니다.
대신 방식이 하나의 디스크가 차면 순차적으로 다음 디스크가 차게끔 만들 수 있습니다.
디스크의 크기가 달라도 상관없으며 스팬 볼륨 구성시 각 디스크 별로 사용 용량이 달라도 상관이 없습니다. 이 경우 순차적으로 데이터가 채워진다는 점이 장점이자 단점일 수 있습니다.
장점
1. A1, A2 자료가 오류가 나도 A64 또는 A92의 자료는 온전히 사용할 수 있습니다. (각 디스크별로 자료가 보관가능합니다.)
2. 각기 다른 용량의 디스크를 사용할 수 있습니다.
단점
1. 만약 자료가 Disk0와 Disk1에 걸쳐서 저장이 된 상태에서 Disk1이 오류가 난다면 Disk0의 자료도 같이 사용할 수 없게 됩니다.
2. 단일 디스크로 사용하는 것과 속도의 차이가 별로 없습니다. 디스크끼리 직렬적으로 일하기 때문에 효율적이지 못합니다.
스트라이프 볼륨 (RAID 0) 구성 |
흔히 이야기 하는 RAID 0 입니다.
하드디스크를 각각의 층(줄무늬)에 저장한다고 셈치면 하나의 자료를 이 하드 저 하드에 나눠서 저장하는 방식입니다.
좀 더 알기 쉽게 표현하자면 디스크 여러개를 같은 층에 연속된 정보를 저장해서 하나의 큰 물리 디스크 처럼 만들어 저장된 자료를 병렬적으로 처리합니다.
스트라이프 볼륨은 (RAID 0) 줄무늬란 이름에서 알 수 있듯이 하드 디스크의 줄무늬에서 같은 층에 자료를 순차적으로 저장하는 방식을 취합니다.
그림을 보면 자료가 순서적으로 Disk 0 과 Disk 1에 지그재그로 저장되는 것을 볼 수 있습니다. 여러개의 디스크를 하나로 묶는다는 점에서 보면 스팬 볼륨과 비슷하나, 이 스트라이프 방식이 좀 더 하나의 커다란 디스크 처럼 사용이 가능합니다.
장점
1. 여러 디스크에 분산저장해서 병렬적으로 사용하기 때문에 정보를 불러 올 때 각 디스크 별로 따로 성능을 사용할 수 있어서 속도가 빠른 것이 장점입니다.
단점
1. 하나의 자료가 유실되서나 오류가 나면 전체를 사용하지 못한다는 아주 치명적인 단점이 있습니다.
2. 이 스트라이프 볼륨은 각 층의 개수가 같아야 하기 때문에 용량 구성이 완벽히 똑같아야 합니다. 이 것은 구성 할 때 각기 다른 볼륨으로 구성할 수 없어서 남는 공간이 생길 수도 있습니다.
미러 볼륨 (RAID 1) 구성 |
이름에도 알 수 있듯이 거울처럼 하나의 디스크를 완벽하게 똑같이 복사를 해서 저장합니다.
귀찮게 백업을 따로 하지 않아도 애초에 저장을 할 때 백업파일이 같이 저장이 됩니다.
미러 볼륨 (RAID 1)은 두개 이상의 디스크에서 완전히 똑같은 정보를 저장합니다. 완전히 똑같은 정보를 저장하고 보관하기 위해서는 두 미러 디스크의 볼륨이 완전히 같아야 합니다.
Disk 0 이든 Disk 1 이든 어느 디스크에 저장을 해도 같은 정보가 저장이 됩니다. 원본 파일이 오류가 나면 다른 디스크에서 바로 원본과 똑같은 복사본을 복사해와서 사용할 수 있습니다.
장점
1. 또 하나의 원본이 다른 디스크에 저장되는 방식이므로 굉장한 안정성을 가지고 있습니다.
2. 자료가 유실되거나 오류가 생겨도 바로 복구 할 수 있습니다.
3. 언제든지 두 미러 디스크를 분리할 수 있습니다.
단점
1. 자료를 저장할 때 한개의 디스크가 아닌 두개 이상의 디스크에 같은 양의 정보를 저장하기 때문에 리소스를 많이 잡아 먹습니다.
2. 원본 자체를 두 개 이상의 디스크에 저장하는 방식이기 때문에 많은 공간을 차지하게 됩니다.
패리티 비트 사용 |
먼저 패리티 비트에 대해서 설명부터 하자면
패리티 비트(Parity bit)는 정보의 전달 과정에서 오류가 생겼는지를 검사하기 위해 추가된 비트이다. 전송하고자 하는 데이터의 각 문자에 1 비트를 더하여 전송하는 방법으로 2가지 종류의 패리티 비트(홀수, 짝수)가 있다. 패리티 비트는 오류 검출 부호에서 가장 간단한 형태로 쓰인다.
- 출처 : 위키
좀 더 간단하게 표현하자면 파일을 안전하게 보관하는 방법중에 하나인데, 미러볼륨 방식은 무식하게 1:1로 저장하는 방식이라면 이 패리티비트는 자료의 오류가 있는가 없는 가를 판가름 해줍니다. 원본 크기 그대로 저장하는 방식이 아니고 맞는 자료인지 잘못된 자료인지 판가름 해주는 역할을 하고 만약에 잘못되었다면 이 정보를 통해서 원래 정보를 복구할 수 있도록 합니다. 이 패리티 비트는 단일 볼륨으로 사용할 수 없으며, 다른 방식에 추가적인 보호 방식으로 선택되어 사용합니다. 그 중 주로 스트라이프 방식과 같이 사용됩니다.
이 패리티 방식을 통해서 우리가 알고 있는 RAID는 발전하게 됩니다. 기존에 스트라이프만 사용하던 RAID 0 과 미러 볼륨만 사용한 RAID 1 이후에 RAID 2, RAID 3, RAID 5가 패리티 비트의 등장에 의해 계속 발전되어진 형태 입니다.
1. RAID 2 (스트라이프 + 패리티 비트를 저장할 디스크) 현재는 사용하지 않는 방식
패리티 비트를 저장하는 디스크가 따로 있으며, 자료의 개수만큼 차지하는데 패리티 비트를 처음 시도하는 방식에서 사용했고, 빠르게 발전하여 다음 방식으로 넘어갑니다.
2. RAID 3 (스트라이프 + 전용 패리티비트 디스크) 이 방식도 현재는 잘 사용안함.
여러디스크에 담긴 패리티 비트를 하나의 디스크에 모아 담았습니다. 대신 자료의 크기 만큼 패리티비트가 저장이 됩니다. (각 자료에 대한 오류 저장)
3. RAID 4 (스트라이프 + 전용 패리티 비트 디스크) 위의 RAID 3에서 조금 발전한 방식인데, 전용으로 패리티 비트를 담는 공간을 따로 가지고 있고, 단순히 오류 정보만 저장을 합니다. (자료중 같은 종류의 자료는 한번에 패리티 비트로 저장)
4. RAID 5 (스트라이프 + 분산된 패리티 비트 디스크) 현재 많이 사용하는 방식입니다.
디스크 중에서 패리티 비트를 저장할 디스크를 따로 마련하는 것이 아니라 있는 디스크를 활용하여 분산 저장하게 됩니다. 자료들과 함께 종류에 따라 각기 다른 디스크에 저장하도록 합니다.
이렇게 되면 안정성은 RAID 2나 RAID 3 등의 거의 같은 성능의 패리티 비트(전용 디스크를 보유한 것 같은)를 보유하게 되고 복구가 쉬워집니다.
6. RAID 6 (스트라이프 + 분산된 패리티 비트)
RAID 5 구성과 비슷하지만, 딱 하나 다른 점이 있다면 패리티 비트의 정보를 한군데에 저장하는 방식이 아니라 2개의 (또는 이상) 디스크에서 저장할 수 있습니다. 더 안정성이 강화되다고 패리티 비트와 원본이 저장된 디스크가 동시에 고장난다고 해도 나머지 디스크에서 자료를 이용하는데에는 그게 문제점이 없습니다.
예를 들어 설명하자면... |
예를 들어서 포토샵 프로그램과 한글 프로그램 엑셀 프로그램을 설치 및 실행 한다고 가정 하였을 때
1. 스팬 볼륨
DIsk 0에 한글과 포토샵이 설치가 되고 엑셀 프로그램이 설치 되던중 Disk0의 용량이 다되어 Disk1에 이어서 저장됩니다.
로딩은 딱 디스크 만큽의 속도를 내고, 그 이상은 힘듭니다. 만약 엑셀 프로그램이 오류가 났으면 다른 디스크에 있던 포토샵은 사용이 가능합니다.
2. 스트라이프 볼륨 (RAID 0)
포토샵 프로그램을 설치하면 Disk 0 에는 플러그인이 Disk 1에는 실행 파일이 나뉘어져 있어도 정상적으로 실행가능하며 두 하드디스크의 성능을 끌어 높일 수 있으므로 빨라집니다.
3. 미러 볼륨 (RAID1)
다 같이 한 디스크 만큼의 용량을 사용할 수 있지만 백업 용 디스크에 자동으로 저장이 되기 때문에 항상 느림. 대신 포토샵이 오류가 있어서 복구 가능함.
이번 시간에는 개념에 대해서만 다뤄보았는데, 최대한 쉽게 설명한다고 하였으나 말이 어려운 부분이 존재할 수도 있습니다. 저도 전문적으로는 쓰고 싶지 않고 구조를 이해하기 쉽게 하기 위해 작성한 글입니다. 혹시라도 이해가 안되는 부분이 있으면 댓글 남겨주세요. 빠른 답변 하도록 하겠습니다. (적어도 3시간 이내에 답변 달겠습니다.)
이번 시간에는 각각에 뜻과 개념에 대해서 알아 보았으니 다음 시간에는 실제로 설정방법에 대해서 알아보도록 하겠습니다.
