[리눅스] 10장 정리

Jingu_Jeon·2024년 5월 25일

Linux 스터디

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학습목표

- 하드웨어와 소프트웨어 RAID의 개념을 이해한다.
- 다양한 RAID 레벨의 작동 원리를 이해한다.
- RAID를 직접 구현하고, 작동 방식을 이해한다.

RAID의 개념

RAID
- 저장장치 여러 개를 묶어 고용량, 고성능인 저장 장치 한 개와 같은 효과를 얻기 위해 개발된 기법
하드웨어 RAID
- 하드웨어 제조 업체가 여러 개의 디스크를 연결한 장비를 만들어 공급하는 것
- 고가의 경우, SA-SCSI 디스크로 만들고, 중저가의 경우 SATA 디스크로 만듬
  - SATA
    - SATA1: 150MB/S, SATA2: 300MB/S
  - SA-SCSI
    - 최신 규격 울트라 320: 320MB/S
    - 높은 안정성
- 장점
  - 안정적
  - 제조 업체의 기술 지원을 받음
- 단점
  - 비싼 가격
  - 제조 업체에 따라 조작 방법이 다름
소프트웨어 RAID
- 고가인 하드웨어 RAID의 대안
- 운영체제 안에서 구현되어 디스크 관리
- 하드웨어 RAID와 비교하면 신뢰성, 속도 등이 낮음
- 적은 비용으로 안전하게 데이터 저장이 가능

RAID의 레벨

RAID 구성방식
- Linear RAID, RAID 0, RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5, RAID 6로 구분
- 실무에서는 Linear RAID, RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6 를 주로 사용

단순 볼륨

디스크 1개를 하나의 볼륨(묶음)으로 사용, RAID 방식에 포함되지 않음

Linear RAID
2개 이상의 디스크를 하나의 볼륨으로 사용 앞 디스크에 데이터를 완전히 저장한 후, 다음 디스크에 저장
장점
- 한 디스크당 공간 효율성 100%
- 데이터를 안전하게 저장하고 싶은 경우에 적절
단점
- 느린 속도

RAID 0

모든 디스크를 동시에 사용
스트라이핑(Striping) 방식
- 여러 개의 디스크에 동시에 저장하는 방법
장점
- 속도가 빠름
- 빠른 성능이 필요하되, 일부 데이터를 유실해도 문제 없을 경우에 적절
단점
- 디스크 하나만 고장 나도 전체 데이터를 잃게 됨

Linear RAID 와 RAID 0 처리 속도 비교

Linear RAID에서 한 글자를 저장하는데 1초가 걸린다면 '한빛아카데미비기너시리즈'를 저장하는 데는 총 12초가 소요됨
RAID 0의 경우 동시에 디스크 3개를 사용하므로 디스크당 네 글자를 저장, 4초면 저장 완료

RAID 1

미러링(Mirroring) 개념
똑같은 데이터를 각 디스크에 저장
장점
- 중요 데이터를 저장하기에 적당한 방식
단점
- 공간 효율성이 50%

RAID 5

RAID 0과 RAID 1의 특.장점을 섞음
디스크 중간 중간 데이터를 분실했을 시 유용
RAID 5는 최소한 3개 이상의 디스크가 있어야 구성이 가능하며 주로 5개 이상을 구성
디스크에 오류가 발생하면 패리티(Parity)를 이용해 데이터 복구 가능

RAID 5의 저장방식(복원방법)

네모로 표시한 것은 패리티 데이터
각 행이 짝수가 되도록 숫자를 채워 넣는 '짝수 패리티'를 사용
- 첫 번째행 0+0+0+패리티
  - 현재 패리티 비트 0개 -> 짝수
  - 패리티: 0
- 두 번째 행 1+1+패리티+1
  - 현재 패리티 비트 3개 -> 홀수
  - 패리티: 1
- 세 번째 행 0+패리티+1+0
  - 현재 패리티 비트 1개 -> 홀수
  - 패리티: 1
- 네 번째 행 패리티+0+1+1
  - 현재 패리티 비트 2개 -> 짝수
  - 패리티: 0
4개의 디스크 중 하나가 고장 나도 패리티를 이용하여 원래 데이터의 복원이 가능
장점
- 결함 허용
- 저장 공간의 효율성
RAID 6
디스크 10개로 구성된 RAID 5에서 2개의 디스크가 동시에 고장난다면? -> 복원 X
이를 개선한 것이 RAID 6
RAID 6은 패리티 2개를 사용
장점
- RAID 5의 복원의 한계점을 개선
단점
- 복잡한 내부적인 쓰기 알고리즘
- RAID 5보다 떨어지는 성능(속도)

RAID 실습하기

명령어 정리

fdisk /dev/sdb: /dev/sdb 장치에 /dev/sdb1 파티션을 생성하는 명령어
fdisk 명령어
- Hex code: fd: 'Linux raid autodetect' 유형 번호 선택
  - Hex code는 디스크 타입 변경, fd는 레이어드 구성에 사용하는 파일 시스템
apt-get -y install mdadm: mdadm 관련 패키지 설치
fdisk -l /dev/sdb: /sdb 파티션 상태를 확인하는 명령어
mdadm --create /dev/md9 --level=linear --raid-devices=2 /dev/sdb1 /dev/sdc1: /dev/sdb1, /dev/sdc1을 Linear RAID로 하여 /dev/md9를 생성한다.
- mdadm 명령어: Linux Software RAID인 MD를 구성하는 명령어
  - mdadm --create /dev/md0 --level=0 --raid-devices=2 /dev/sdd1 /dev/sde1: /dev/sdd1, /dev/sde1을 RAID-0으로 하여 /dev/md0를 생성한다.
mdadm --detail --scan: 전체 RAID에 대한 자세한 정보를 알려주는 명령어
- mdadm --detail [레이드 장치]
  - mdadm --detail /dev/md0: RAID MD0에 대한 자세한 정보를 알려주는 명령어
mkfs.ext4 /dev/md9: ext4 파일 시스템 형식으로 /dev/md9(파티션장치)를 포맷하는 명령어
mkdir /raidLinear: /raidLinear 디렉터리 생성
mount /dev/md9 /raidLinear: 디스크 /dev/md9를 디렉터리 /raidLinear에 마운트 하는 명령어
df: 시스템 전체의 디스크 공간을 확인하는 명령어
/dev/md9 /raidLinear ext4 defaults 0 0: 컴퓨터를 켰을 때 항상 /dev/md9 장치가 /raidLinear 디렉터리에 마운트되어 있도록 설정하는 내용, /etc/fstab 파일에 추가
- /raidLinear: Linear RAID
- /raid0: RAID-0
- /raid1: RAID-1
- /raid5: RAID-5