RAID (Redundant Array of Independent/Inexpensive Disks)

RAID는 여러 개의 하드 디스크 드라이브(HDD) 또는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)를 하나의 논리적 장치로 묶어 성능 향상, 데이터 보호 및 가용성을 높이는 기술입니다. RAID의 목적은 데이터 보안과 시스템 성능을 향상시키는 것입니다.

RAID 레벨 별 특징

1. RAID 0 (스트라이핑, Striping)

개요: 최소 2개 이상의 디스크가 필요하며, 데이터를 블록 단위로 나누어 여러 디스크에 분산 저장함.
장점: 성능(읽기/쓰기 속도) 향상
단점: 장애 발생 시 데이터 복구 불가능 (디스크 하나라도 고장 나면 모든 데이터 손실)
적용 사례: 고속 데이터 처리가 필요한 환경 (게임, 그래픽 작업 등)

2. RAID 1 (미러링, Mirroring)

개요: 데이터를 동일하게 두 개 이상의 디스크에 복제하여 저장.
장점: 높은 데이터 보호 기능 (디스크 하나가 고장 나도 정상 작동 가능)
단점: 디스크 공간 활용 비효율 (스토리지 용량이 절반으로 줄어듦)
적용 사례: 중요한 데이터 보호가 필요한 환경 (서버, 금융 시스템 등)

3. RAID 5 (분산 패리티, Distributed Parity)

개요: 최소 3개 이상의 디스크가 필요하며, 데이터를 블록 단위로 저장하고 패리티(Parity) 정보를 분산 저장.
장점: 성능과 데이터 보호를 적절히 조합, 하나의 디스크 장애 허용
단점: 패리티 계산으로 인해 쓰기 성능이 약간 저하됨
적용 사례: 데이터 보호가 필요한 서버 및 데이터 센터

4. RAID 6 (이중 분산 패리티, Double Distributed Parity)

개요: RAID 5와 유사하지만, 두 개의 패리티 블록을 사용하여 두 개의 디스크 장애까지 허용.
장점: RAID 5보다 높은 내구성, 2개 디스크까지 장애 허용
단점: 패리티 연산이 복잡하여 성능 저하 가능
적용 사례: 고가용성이 필요한 서버 및 스토리지 시스템

5. RAID 10 (RAID 1+0, 미러링과 스트라이핑 혼합)

개요: RAID 1(미러링)과 RAID 0(스트라이핑)을 조합한 방식으로 최소 4개의 디스크 필요.
장점: 높은 성능과 안정성 (디스크 장애 허용)
단점: 디스크 공간 활용 비효율 (절반의 용량만 사용 가능)
적용 사례: 데이터베이스 서버, 금융 시스템 등

소프트웨어 RAID vs 하드웨어 RAID

구분	소프트웨어 RAID	하드웨어 RAID
구성 방식	OS에서 RAID 구성	전용 RAID 컨트롤러 사용
성능	CPU 성능 영향 있음	전용 칩셋 사용으로 성능 우수
구축 비용	저렴함 (추가 하드웨어 불필요)	상대적으로 비용이 높음
유지보수	OS에서 설정 가능	RAID 컨트롤러가 필요

RAID 선택 기준

성능이 중요하다면? → RAID 0 또는 RAID 10
데이터 보호가 중요하다면? → RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10
가성비를 고려한다면? → RAID 5 (적절한 성능 + 보호 기능)
최고의 내구성을 원한다면? → RAID 6 또는 RAID 10

RAID 구성은 용도에 따라 적절한 방식으로 선택해야 합니다. 데이터 보호가 중요하다면 RAID 1, 5, 6, 10을 고려하고, 성능이 최우선이라면 RAID 0 또는 RAID 10이 적합합니다.

RAID 레벨 비교표

RAID 레벨	최소 디스크 개수	데이터 보호	읽기 성능	쓰기 성능	스토리지 효율	장애 허용 디스크 수	특징
RAID 0	2개 이상	❌ 없음	✅ 빠름	✅ 빠름	🔺 100% 사용 가능	0개	성능 최우선, 데이터 손실 위험 큼
RAID 1	2개 이상 (짝수)	✅ 우수	✅ 빠름	🔺 보통	❌ 50% 사용 (절반은 복제됨)	1개 이상 (짝수 단위)	데이터 보호 최우선
RAID 5	3개 이상	✅ 보통	✅ 빠름	🔺 보통 (패리티 연산 부담)	🔺 (N-1)/N	1개	성능과 보호 균형
RAID 6	4개 이상	✅ 매우 우수	✅ 빠름	🔺 보통 (패리티 연산 부담)	❌ (N-2)/N	2개	RAID 5보다 내구성 강화
RAID 10	4개 이상 (짝수)	✅ 매우 우수	✅ 빠름	✅ 빠름	❌ 50% 사용 (절반은 복제됨)	N/2 (짝수 단위)	RAID 1+0, 성능과 보호 최적

RAID 2, 3, 4 추가 설명

RAID 2, 3, 4는 과거에 제안된 RAID 레벨이지만, 현재는 실용성이 떨어져 거의 사용되지 않습니다. 대부분의 시스템에서는 RAID 5와 RAID 6이 더 효율적인 대안으로 자리 잡았습니다.

RAID 2 (비트 단위 스트라이핑 + 해밍 코드 오류 정정)

📌 개요

데이터를 비트 단위(bit-level)로 나누어 여러 디스크에 저장하고, 해밍 코드(Hamming Code) 오류 정정을 사용하여 데이터 보호.
일반적인 하드디스크에는 ECC(Error-Correcting Code) 기능이 내장되어 있기 때문에 RAID 2는 사실상 필요 없음.

✅ 장점

오류 감지 및 수정 기능 내장 → 데이터 보호 수준이 높음.

❌ 단점

비트 단위 스트라이핑으로 인해 고성능 컨트롤러 필요 → 구현이 어려움.
성능이 RAID 3, 4, 5보다 낮고, 비용이 높음 → 실용성이 떨어짐.
현재는 거의 사용되지 않음.

🏛 적용 사례

역사적으로 일부 슈퍼컴퓨터 환경에서 사용되었으나, 현재는 거의 폐기됨.

RAID 3 (바이트 단위 스트라이핑 + 전용 패리티 디스크)

📌 개요

데이터를 **바이트 단위(byte-level)**로 여러 디스크에 분산 저장하고, 한 개의 디스크에 패리티(Parity)를 별도로 저장.
한 개의 디스크가 고장 나더라도, 패리티 정보를 사용하여 데이터를 복구 가능.

✅ 장점

순차적 읽기 성능이 매우 뛰어남.
디스크 한 개가 고장 나도 데이터 복구 가능.

❌ 단점

전용 패리티 디스크가 병목(Bottleneck)이 됨 → RAID 5보다 성능이 낮음.
병렬 읽기 성능이 떨어짐.
실용성이 낮아 현재 거의 사용되지 않음.

🏛 적용 사례

과거 비디오 스트리밍 서버 등에서 사용되었으나, 현재는 RAID 5, 6이 대체.

RAID 4 (블록 단위 스트라이핑 + 전용 패리티 디스크)

📌 개요

데이터를 **블록 단위(block-level)**로 여러 디스크에 저장하고, **전용 패리티 디스크(Parity Disk)**를 사용하여 데이터 보호.
RAID 3과 유사하지만, 바이트 단위가 아닌 블록 단위로 데이터를 저장하여 성능을 개선.

✅ 장점

읽기 성능이 RAID 3보다 뛰어남.
한 개의 디스크 장애 발생 시 데이터 복구 가능.

❌ 단점

전용 패리티 디스크가 병목이 됨 → RAID 5보다 성능이 낮음.
RAID 5와 비교할 때 쓰기 성능이 떨어짐.
현재 거의 사용되지 않음.

🏛 적용 사례

RAID 5가 등장하기 전까지만 일부 시스템에서 사용되었으며, 현재는 거의 쓰이지 않음.

🔥 RAID 2, 3, 4와 RAID 5, 6 비교

RAID 레벨	데이터 스트라이핑 방식	패리티 저장 방식	최소 디스크 개수	성능	사용 여부
RAID 2	비트 단위	여러 디스크에 해밍 코드 저장	3개 이상	❌ 느림	❌ 사용 안 함
RAID 3	바이트 단위	전용 패리티 디스크 1개	3개 이상	🔺 제한적 (병목 발생)	❌ 사용 안 함
RAID 4	블록 단위	전용 패리티 디스크 1개	3개 이상	🔺 제한적 (RAID 5보다 느림)	❌ 사용 안 함
RAID 5	블록 단위	여러 디스크에 분산 저장	3개 이상	✅ 우수	✅ 널리 사용
RAID 6	블록 단위	두 개의 패리티 저장	4개 이상	✅ 매우 우수	✅ 널리 사용