개요

서버와 스토리지의 연결 방식(DAS, NAS, SAN)과 RAID 구성 개념을 중심으로 설명합니다.

방법

Storage hardware view

Storage 와 Server 연결 

• 컨트롤러 또는 인클루저 또는 노드 캐니스터라고 합니다.
• 컨트롤러는 A, B로 물리적 이중화 되어있습니다. (이중화가 되어 있어 이것으로 인해 Multipath가 발생)

• 컨트롤러는 Disk들을 Array로 묶어주는 역할을 하며(RAID), 또 Disk를 read/write 하는 역할을 합니다.

   

스토리지 연결 방식 비교 

DAS(Direct Attached Storage)

Storage와 Server가 직접적 으로 연결되면, 

DAS(Direct Attached Storage)입니다.

NAS(Network Attached Storage)

Storage와 Server가 물리적으로 직접연결되지 않고,

네트워크에 연결된 고용량 스토리지 장치입니다.

네트워크로 연결된 기기로 파일 수준 데이터를 제공받을 수 있는 스토리지입니다. 

SAN(Storage Area Network)

Storage와 Server가 물리적으로 직접연결되지 않고, 

중간에 SAN Switch 를 통해 연결되며 ,

DAS 와 같이 운영 체제에 직접 연결된 것처럼 보이게 합니다.

NAS 와 차이점은 SAN 은 파일시스템이 아닌 블록을 제공합니다.

RAID(Redundant Array of Independent Disks)

여러 개의 물리적 디스크를 논리적으로 묶어 성능 향상 및 안정성을 구현한 스토리지 구성입니다.

패리티와 미러링, 스트라이핑 개념을 사용해 안정성과 성능향상을 구현합니다.

• 스트라이핑(Stripe) : RAID 구조에서 데이터를 디스크에 분산하여 저장 하는 방식입니다.

• 패리티(PARITY):  데이터 손상을 대비한 데이터입니다.

  디스크의 Strip 데이터를  XOR 연산 패리티(PARITY) 생성합니다.

  Strip 데이터를 XOR 연산한 결과를 저장하여 복구 및 손상에 대비합니다.

• 미러링 : 디스크에  데이터를 복제 하여 저장 하여 한쪽이 손상되어도 디스크를 사용할수 있거나 동시에 읽을수 있습니다.

RAID 0

• 2 개 이상 디스크에 데이터 고르게 분할 저장합니다.
• 패리티 없음 , 미러링 없음  즉 드라이브 하나가 고장 나면 전체 배열이 고장납니다.

• n개 드라이브로 구성된 RAID 0 배열은 동시 읽기가 가능하기에

   개별 드라이브 속도보다 최대 n배 높은 데이터 읽기 및 쓰기 속도를 제공합니다.

RAID 1

• 2개 이상 디스크 데이터 구성으로 사본을 생성( 미러링 )합니다.
• 읽기 요청은 배열의 모든 드라이브에서 서비스 및 처리될 수 있습니다. 
• 쓰기 성능은 단일 디스크 수준입니다.
• 읽기 성능이나 신뢰성이 쓰기 성능이나 데이터 저장 용량보다 중요할 때 사용합니다.

RAID 5

• 패리티를 각 드라이브에 분산 보관하여 단일 드라이브 가 고장나도 전체 데이터 손실이 나지 않는 방식입니다.
• 최소 3개 의 디스크가 필요합니다.
• 패리티 를 분산하여 기록하기 때문에 패리티쓰기 부하 분산 인한 병목이 없습니다.

• 전체 스트라이프 중 일부 변화 가 일어나면 페리티 쓰기가 발생합니다.

   

RAID 6

• RAID5 방식에서 두번째 패리티 블록을 추가합니다.
• 즉 분산패리티 이중 보관입니다,
• 패리티 블록을 두 디스크에 동시 보관하기에 두개의 동시디스크가 고장나도 RAID6 구조 에서 읽고 쓰기가 가능합니다.

RAID01 (0+1) 

• 스트라이핑(RAID0) 한 것을 미러링(RAID1) 즉, 데이터를 Strip 하고 있는 드라이브를 (RAID0)  미러링(RAID 1) 합니다.
• DISK 0, 1번이 고장나게 되면 DISK2번을 통해 복구가 가능합니다.
• DISK 0 번 고장 이후 DISK 2  되면 복구가 불가능합니다.
• 1개의 디스크 가 고장나는것에 대해 보장하지만, 조건적으로 두번째 디스크의 고장 위치에 따라 전체 RAID가 사용불가능 할 수 있습니다. 

RAID10 (1+0) 

• RAID 10 은 미러링(RAID1) 로 한 쌍을 만들고 스트라이핑 하는 (RAIO0) 구조입니다.
• 미러링 후 스트라이핑합니다.
• 같은 미러세트가 고장나게 되면 (DISK0, DISK1) 복구가 불가능합니다.
• 미러개수( RAID1) 세트내 구성이 많아질수록 실패 허용 디스크가 늘어납니다.

참조

• 네트워크 연결 스토리지란?
• Introduction to Storage Area Networks
• Storage&multipath.pptx
• 표준 RAID 레벨
• 용어정리 6. 패리티(Parity)
•  Nested RAID levels