raid diagramming virsualization

문제:

데이터의 안전한 보관 및 스토리지 성능 향상을 위해 RAID 기술이 보편적으로 활용되고 있다. 600GB 하드디스크 4개로 RAID-0, RAID-10, RAID-5, RAID-6를 구성했을 때 각 구성별로 디스크에 데이터를 쓰는 순서를 도식화하여 표현하고 각 구성별 특징과 실제 사용 가능한 Usable Data 공간을 구하시오. (25점)

답변:

1. RAID 별 데이터 쓰기 도식 및 설명

RAID 0 (Striping)

•	특징: 데이터를 스트라이핑(Striping) 방식으로 디스크에 나누어 저장합니다. 중복 저장이나 패리티는 없기 때문에, 가용성은 없지만 성능은 매우 우수합니다.
•	데이터 쓰기 순서:
•	디스크 1: 데이터 블록 A1
•	디스크 2: 데이터 블록 A2
•	디스크 3: 데이터 블록 A3
•	디스크 4: 데이터 블록 A4
•	Usable Data 공간: 모든 디스크의 용량이 사용되므로, 총 usable space는 600GB × 4 = 2400GB입니다.

[디스크 1][디스크 2] [디스크 3][디스크 4]
A1 A2 A3 A4

RAID 10 (Mirroring + Striping)

•	특징: 데이터를 먼저 미러링(RAID 1)하고, 미러링된 데이터를 스트라이핑(RAID 0)합니다. 미러링으로 인해 가용성이 높아지고, 성능도 스트라이핑 덕분에 우수합니다.
•	데이터 쓰기 순서:
•	디스크 1: 데이터 블록 A1
•	디스크 2: 데이터 블록 A1 (미러)
•	디스크 3: 데이터 블록 A2
•	디스크 4: 데이터 블록 A2 (미러)
•	Usable Data 공간: 미러링으로 인해 용량의 절반만 실제 데이터 저장에 사용되므로, 600GB × 2 = 1200GB입니다.

[디스크 1][디스크 2] [디스크 3][디스크 4]
A1 A1 A2 A2

RAID 5 (Striping + Distributed Parity)

•	특징: 데이터를 스트라이핑 방식으로 저장하고, 패리티(Parity)를 분산하여 저장합니다. 1개의 디스크 손실 시 패리티를 이용해 복구 가능하며, 성능과 가용성 모두 균형 잡힌 구성을 제공합니다.
•	데이터 쓰기 순서:
•	디스크 1: 데이터 블록 A1
•	디스크 2: 데이터 블록 A2
•	디스크 3: 데이터 블록 A3
•	디스크 4: 패리티 P1 (A1, A2, A3)
•	Usable Data 공간: 패리티 디스크 한 개 용량을 제외하므로, usable space는 600GB × (4 - 1) = 1800GB입니다.

[디스크 1][디스크 2] [디스크 3][디스크 4]
A1 A2 A3 P1

RAID 6 (Striping + Dual Distributed Parity)

•	특징: 데이터를 스트라이핑 방식으로 저장하고, 두 개의 패리티를 분산하여 저장합니다. 2개의 디스크 손실 시에도 복구 가능하며, 가용성이 매우 우수하지만 성능은 RAID 5보다 조금 떨어질 수 있습니다.
•	데이터 쓰기 순서:
•	디스크 1: 데이터 블록 A1
•	디스크 2: 데이터 블록 A2
•	디스크 3: 패리티 P1 (A1, A2)
•	디스크 4: 패리티 P2 (A1, A2)
•	Usable Data 공간: 패리티 디스크 두 개 용량을 제외하므로, usable space는 600GB × (4 - 2) = 1200GB입니다.

[디스크 1][디스크 2] [디스크 3][디스크 4]
A1 A2 P1 P2

2. 각 RAID 구성별 특징 요약

RAID Level 데이터 쓰기 방식 가용성 성능 Usable Data 공간
RAID 0 데이터 스트라이핑 없음 성능 우수 2400GB
RAID 10 미러링 + 스트라이핑 1개 디스크 손실 복구 가능 성능 및 가용성 모두 우수 1200GB
RAID 5 스트라이핑 + 분산 패리티 1개 디스크 손실 복구 가능 성능과 가용성 균형 잡힘 1800GB
RAID 6 스트라이핑 + 이중 분산 패리티 2개 디스크 손실 복구 가능 가용성 우수, 성능 저하 1200GB

결론:

600GB 하드디스크 4개로 구성했을 때, RAID 0은 최고 성능과 최대 저장 공간을 제공하지만 가용성이 없습니다. 반면, RAID 10은 성능과 가용성의 균형이 좋으며, RAID 5는 저장 공간의 효율성이 뛰어나고, RAID 6은 높은 가용성을 제공합니다. RAID를 선택할 때는 성능, 가용성, 저장 공간 효율성 요구사항을 고려하여 적절한 구성을 선택하는 것이 중요합니다.