문제: RAID 시스템의 종류와 특징 및 Fault Tolerant System과의 차이점을 설명하시오.
답안:
- RAID (Redundant Array of Independent Disks)의 개념
RAID는 여러 개의 물리적 디스크를 결합하여 성능을 향상시키고, 데이터 보호 기능을 제공하는 저장 장치 구성 방식입니다. RAID는 디스크 장애로 인한 데이터 손실을 방지하고, I/O 성능을 향상시킵니다.
- RAID의 종류와 특징
주요 RAID 레벨과 그 특징을 설명하겠습니다.
2.1 RAID 0 (Data Striping)
• 개념: 데이터를 여러 디스크에 병렬로 나누어 저장.
• 특징: I/O 성능이 크게 향상되지만, 장애 대응 능력은 없음.
• 단점: 하나의 디스크만 손상되어도 모든 데이터가 손실됨.2.2 RAID 1 (Mirroring)
• 개념: 동일한 데이터를 여러 디스크에 복제하여 저장.
• 특징: 장애 발생 시 데이터 복구가 가능하나, 저장 용량이 비효율적.2.3 RAID 5 (Distributed Parity)
• 개념: 데이터와 함께 패리티 정보를 여러 디스크에 분산 저장.
• 특징: 저장 공간 효율성과 데이터 보호 기능이 균형 잡혀 있으나, 패리티 계산으로 인해 쓰기 성능 저하 발생.2.4 RAID 6 (Dual Parity)
• 개념: RAID 5와 유사하지만, 두 개의 패리티 블록을 사용하여 두 개의 디스크 손상에도 데이터 복구 가능.2.5 RAID 10 (RAID 1+0)
• 개념: RAID 1과 RAID 0을 결합하여 데이터를 병렬로 분산하고 복제.
• 특징: 성능과 데이터 보호를 모두 제공하나, 많은 디스크가 필요함.- Fault Tolerant System (장애 내성 시스템)의 개념 및 특징
3.1 Fault Tolerant System의 개념
Fault Tolerant System(장애 내성 시스템)은 시스템 내의 일부 구성 요소가 고장 나더라도 서비스가 중단되지 않도록 설계된 시스템입니다. 이는 주로 미션 크리티컬(mission-critical) 환경, 즉 장애 발생 시 중대한 손해가 발생할 수 있는 환경에서 사용됩니다. Fault Tolerant System은 전체 시스템의 신뢰성을 극대화하고, 서비스 연속성을 보장하는 것을 목표로 합니다.
3.2 Fault Tolerant System의 주요 특징
3.2.1 이중화 (Redundancy)
• 설명: 시스템의 모든 핵심 구성 요소(CPU, 메모리, 전원, 네트워크, 디스크 등)를 두 개 이상으로 중복 구성하여, 하나의 구성 요소가 장애를 일으켜도 다른 구성 요소가 즉시 대체합니다.
• 예시: 듀얼 파워 서플라이(dual power supply), 멀티 프로세서 구조 등.3.2.2 Failover 메커니즘
• 설명: 하나의 하드웨어나 소프트웨어 구성 요소가 고장 났을 때 자동으로 예비 구성 요소로 전환되는 과정. Failover는 무중단 서비스 제공을 위한 핵심 기술입니다.
• 예시: 클러스터링 시스템에서 한 노드가 다운되면 다른 노드가 서비스를 이어받음.3.2.3 Hot Swapping
• 설명: 시스템을 중단하지 않고 하드웨어 구성 요소를 교체할 수 있는 기능. 디스크, 메모리, CPU 등 일부 장치를 시스템 가동 중에도 교체 가능하게 설계합니다.
• 예시: 서버 운영 중에 고장난 디스크를 교체할 수 있는 hot-swappable 디스크 드라이브.3.2.4 지속적 상태 복제 (State Replication)
• 설명: 시스템 내의 상태 정보를 실시간으로 다른 장치에 복제하여 장애 발생 시 복제된 상태로 즉시 전환될 수 있게 합니다.
• 예시: 고가용성 데이터베이스에서 하나의 노드가 다운되더라도, 다른 노드가 동일한 상태 정보를 갖고 있어 복구 가능.3.2.5 자가 진단 및 오류 복구 (Self-Diagnosis and Recovery)
• 설명: 시스템은 스스로 하드웨어 및 소프트웨어 오류를 감지하고, 장애가 발생한 부분을 자동으로 복구하거나 예비 시스템으로 전환하여 정상 상태로 유지합니다.
• 예시: 오류를 자동으로 감지하여 시스템이 자체적으로 복구하는 무중단 서버.- RAID와 Fault Tolerant System의 차이점
구분 RAID Fault Tolerant System
목적 데이터 손실 방지 및 디스크 성능 향상 전체 시스템 장애 방지 및 서비스 지속성 유지
적용 범위 주로 디스크 저장 시스템 CPU, 메모리, 네트워크, 디스크 등 전체 시스템
중단 발생 여부 디스크 장애 시 성능 저하 가능 장애 시에도 시스템 중단 없음
복구 메커니즘 패리티, 미러링을 통한 데이터 복구 Failover 및 이중화로 실시간 복구
비용 상대적으로 저렴함 높은 비용 요구
- 결론
RAID는 디스크의 성능 향상과 데이터 보호를 위한 기술로, 디스크 장애에 대비할 수 있는 기능을 제공하지만, Fault Tolerant System과 같은 시스템 전반의 장애 대응 능력은 부족합니다. 반면 Fault Tolerant System은 고가용성을 목표로 하며, 전체 시스템의 이중화 및 무중단 서비스를 제공하기 위해 고도의 기술과 높은 비용이 요구됩니다.
따라서 두 시스템은 모두 장애 대응을 목표로 하지만, RAID는 주로 디스크 수준에서의 데이터 보호에 중점을 두고, Fault Tolerant System은 전체 시스템의 연속성과 신뢰성을 유지하는 데 더 포괄적인 방식으로 접근합니다.
