스핀들 기반 어레이를 위한 실용적인 RAID 선택

RAID 스토리지 시스템에 관한 정말 방대한 양의 정보가 위험, 성능, 용량, 트렌드, 접근 방식 등의 주제를 탐구하며 존재합니다. 이 분야의 작업이 거의 방대하지만 정보는 거의 모든 사용 사례를 커버할 몇 가지 일반적이고 실용적인 스토리지 접근 방식으로 정리될 수 있습니다. 여기서 제 목표는 비스토리지 전문가가 실용적이고 가장 중요하게는 안전한 방식으로 RAID 결정을 내릴 수 있도록 하는 편리한 가이드를 제공하는 것입니다.

이 가이드의 목적을 위해 우리는 최대 25개의 기존 드라이브(회전 플래터 드라이브, 정확히는 Winchester 드라이브로 알려진)의 스토리지 프로젝트를 가정할 것입니다. 이 드라이브들은 일반적으로 SFF(2.5″) 또는 LFF(3.5″), SATA 또는 SAS, 소비자용 또는 엔터프라이즈급이 될 수 있습니다. 솔리드 스테이트 드라이브는 매우 다른 특성을 가지고 있어 별도의 안내가 필요하므로 다루지 않겠습니다. 대략 25개 이상의 스핀들을 가진 스토리지 시스템은 표준 안내에 의존하지 말고 적절한 계획을 보장하기 위해 특정 스토리지 요구 사항을 더 깊이 탐구해야 합니다.

여기의 안내는 2015년 표준 시스템을 위해 작성되었습니다. 지난 20년 동안 RAID 스토리지에 대한 일반적인 접근 방식이 극적으로 변했으며 이러한 결정에 영향을 미치는 주요 요인이 미래에 이 권고를 변경할 만큼 충분히 변하지 않을 것으로 예상되지만 변할 가능성은 있습니다. 1998년의 좋은 RAID 설계는 오늘날 매우 나쁜 RAID 설계입니다. 그 이후로 업계의 변화 속도가 크게 느려졌으며 이 권고들은 스핀들 기반 드라이브 스토리지가 더 이상 사용 가능하지 않거나 적어도 인기가 없어질 때까지, 매우 오랫동안 지속될 것 같습니다. 하지만 모든 것과 마찬가지로 예측은 큰 변화의 대상이 됩니다.

일반적으로 우리는 소위 “하나의 큰 어레이” 접근 방식을 사용합니다. 즉, 모든 시스템 및 데이터 파티션이 생성되는 단일 RAID 어레이입니다. 오늘날 스토리지를 여러 물리적 어레이로 분리하는 필요나 욕구는 대부분 사라졌으며 일반적이지 않은 상황에서만 해야 합니다. 스토리지 요구 사항에 대한 신중한 연구와 많은 분석이 이루어지는 상황에서만 어레이 분리를 고려해야 합니다. 어레이 분리는 이익보다 해를 끼칠 가능성이 훨씬 높습니다. 의심스러울 때는 분리 어레이를 피하세요. 이 가이드의 목표는 어떤 IT 전문가든 안전하고 신뢰할 수 있는 스토리지 시스템을 구축할 수 있도록 하는 일반 경험 법칙입니다. 경험 법칙은 모든 시나리오를 커버할 수 없으며 예외는 항상 존재합니다. 하지만 여기서의 아이디어는 현대 장비, 사용 사례 및 요구 사항을 중심으로 설계되고 안전 우선의 방향으로 오류를 범하도록 설계된 검증된 접근 방식을 사용하여 대다수의 경우를 커버하는 것입니다 – 선택이 이상적이지 않을 때도 여전히 안전합니다. 이 선택들 중 어느 것도 전혀 무모하지 않으며, 최악의 경우 지나치게 보수적입니다.

먼저 고려해야 할 첫 번째 시나리오는 데이터가 중요하지 않은 경우입니다. 이것이 이상한 것처럼 들릴 수 있지만 매우 중요한 시나리오입니다. 디스크에 저장된 데이터가 일시적인 것으로 간주되어 보호가 필요하지 않은 경우가 많이 있습니다. 이는 렌더링을 위한 작업 공간, 중간 계산 공간 또는 캐시와 같이 재구성 가능한 데이터의 경우에 일반적입니다 – 데이터를 보호하는 데 돈을 쓰는 것이 낭비이고 단순히 손실된 데이터를 다시 만드는 것이 허용되는 상황입니다. 이는 다운타임이 문제가 되지 않고 데이터가 정적이거나 거의 정적이며 다운타임을 줄이는 데 지출하는 대신 어레이가 실패하면 어레이를 완전히 복원하도록 백업 메커니즘을 통해서만 데이터를 보호하는 경우가 될 수 있습니다. 이러한 경우에는 명백한 선택이 RAID 0입니다. 매우 빠르고 매우 단순하며 가장 비용 효율적인 용량을 제공합니다. RAID 0의 유일한 단점은 취약하고 드라이브 고장 또는 URE(데스크탑 드라이브가 직면하는 것과 동일한 데이터 손상을 일으킬 수 있는) 발생 시 데이터 손실에 대한 보호를 제공하지 않는다는 것입니다.

데이터에 RAID 0을 사용하는 시스템에서 “하나의 큰 어레이” 접근 방식의 예외가 일반적이라는 점을 주목해야 합니다. 어레이 손실 시 재설치가 번거로울 OS 및 애플리케이션 데이터를 위한 소규모 드라이브 어레이를 RAID 1로 유지하고 RAID 0 데이터 어레이를 그것과 분리하는 것에 대한 매우 좋은 주장이 있을 것입니다. 이렇게 하면 전체 시스템을 처음부터 완전히 재구축하지 않고 단순히 데이터를 다시 만드는 것으로 복구가 매우 빠를 수 있습니다.

데이터가 보호를 필요로 하지 않는 경우를 제거했다고 가정하고, 나머지 모든 경우에 데이터가 상당히 중요하며 어느 정도 비용을 들여 보호하고 싶다고 가정하겠습니다. 라이브 스토리지에 있는 데이터를 보호하는 것이 중요하다고 가정하겠습니다. 일반적으로 다운타임을 피하고 싶거나 디스크의 데이터가 정적이 아니고 어레이 실패가 데이터 손실도 구성할 것이기 때문에 데이터 무결성을 보장하고 싶기 때문입니다. 이 가정으로 계속하겠습니다.

드라이브가 두 개뿐인 어레이라면 답은 매우 간단합니다. RAID 1을 선택합니다. 이 크기에서는 다른 옵션이 없으므로 결정이 필요 없습니다. 이론적으로 어레이를 전체적으로 계획하고 드라이브 수가 결정된 후가 아니라, 드라이브 수와 어레이 유형 선택을 함께 해야 하며, 드라이브를 구매한 후 임의의 숫자를 기반으로 사용 방법을 결정하지 않아야 합니다. 하지만 2개 드라이브 섀시가 매우 일반적이므로 케이스로 언급할 가치가 있습니다.

마찬가지로, 4드라이브 어레이의 경우 고려할 유일한 실제 선택은 RAID 10입니다. 더 이상의 평가가 필요하지 않습니다. 단순히 RAID 10을 선택하면 됩니다.

까다로운 경우는 3드라이브 어레이입니다. 우리가 세 개의 드라이브로 제한되는 경우는 매우 드물며, 세 개의 드라이브로 제한된 유일한 일반적인 섀시는 Apple Xserve였는데 이는 한동안 시장에서 사라졌으므로 3 스핀들 어레이 주변의 의사결정을 다룰 필요는 거의 없을 것입니다. 세 개의 드라이브가 있는 경우에는 네 번째 드라이브를 추가하여 RAID 10을 선택하거나, 단일 드라이브 분량 이상의 용량이 필요하지 않다면 세 드라이브 모두를 단일 삼중 미러 RAID 1에 넣는 것이 가장 일반적인 접근 방식입니다.

따라서 다른 모든 경우에 우리는 5~25개 드라이브를 다루고 있습니다. RAID 0과 RAID 1이 적용될 상황을 제거했으므로 모든 일반적인 시나리오가 RAID 6과 RAID 10으로 귀결되며, 이것이 대다수의 경우를 구성합니다. RAID 6과 RAID 10 중에서 선택하는 것이 우리가 직면하는 가장 큰 도전이 됩니다. 신뢰성, 성능 및 용량의 “소프트” 요구 사항만을 살펴봐야 하기 때문입니다.

RAID 6과 RAID 10 중에서 선택하는 것이 엄청나게 어렵지는 않아야 합니다. RAID 10은 성능과 안전이 우선순위인 상황에서 이상적입니다. RAID 10은 쓰기 성능이 훨씬 빠르며 사용된 디스크 유형에 관계없이 안전합니다(저비용 소비자 디스크도 대형 어레이에서도 매우 안전할 수 있습니다). RAID 10은 경험 법칙으로 구현해야 하는 크기보다 훨씬 큰 규모로 잘 확장됩니다! RAID 10은 모든 선택 중 가장 안전하고 빠르며 안전합니다. 명백한 단점은 RAID 10이 동일한 디스크에서 스토리지 용량이 적고 용량 기준으로 비용이 더 많이 든다는 것입니다. RAID 10은 짝수 개의 디스크만 활용할 수 있으며 디스크는 쌍으로 추가됩니다.

RAID 6은 일반적으로 안전하고 빠르지만 RAID 10만큼 안전하거나 빠르지는 않습니다. RAID 6은 특히 쓰기 성능에서 어려움을 겪으므로 데이터베이스 및 대형 가상화 시스템에서와 같은 혼합 부하가 심한 워크로드에는 매우 부적합합니다. RAID 6은 비용 효율적이며 RAID 10에 비해 사용 가능한 용량에 큰 중점을 둡니다. 예산이 빠듯하거나 용량 요구가 성능보다 중요할 때 RAID 6이 이상적인 선택입니다. RAID 10과 RAID 6 간의 안전성 차이는 소비자급 드라이브를 사용한 매우 큰 시스템을 제외하고는 거의 우려 사항이 아닙니다. RAID 6은 소비자급 드라이브와 함께 사용할 때 RAID 10이 영향받지 않는 추가 위험에 노출되어 소비자 드라이브를 사용한 경우 40TB 이상의 대형 RAID 6 시스템에서 신뢰성에 대한 우려가 있을 수 있습니다.

특히 중소기업 공간에서는 어레이가 거의 4개 드라이브 이상이 될 필요가 없기 때문에 대부분의 시스템이 단순히 RAID 10을 사용합니다. 어레이가 클 때는 다소 빠듯한 예산과 성능에 대한 일반적으로 낮은 우려 때문에 RAID 6이 더 일반적인 선택입니다. RAID 6과 RAID 10 모두 거의 모든 사용 시나리오에서 안전하고 효과적인 솔루션이며, 성능이나 극단적인 신뢰성이 핵심일 때는 RAID 10이 우세하고 비용과 용량이 핵심일 때는 RAID 6이 우세합니다. 물론 스토리지 요구 사항이 매우 독특하거나 어레이에서 25개 이상의 스핀들과 같이 매우 클 경우 스토리지 컨설턴트를 활용하는 것을 기억하세요. 시나리오가 매우 복잡해질 수 있기 때문입니다. 스토리지는 많은 것들이 의존하고, 실수가 매우 쉽게 발생하며, 사후에 변경할 유연성이 매우 낮기 때문에 특히 성실하게 접근하는 것이 도움이 됩니다.