리눅스를 설치하거나 하드디스크를 추가하면 파티션을 분할하고 공간을 나누게 되는데 공간의 크기는 고정이 되어서 변경이나 용량을 증감하는게 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해 LVM을 개발했다. 여러 개의 하드디스크를 하나로 뭉치거나 2개또는 3개의 디스크를 여러개의 디스크인것처럼 만들 수 있다. 또한 사용중인 파티션의 크기를 줄이거나 늘릴 수 있는데, 파티션 확장은 디스크를 추가한뒤에 명령을 통해 데이터 이전 없이 손쉽게 가능하다.
LVM 관련 용어
1. 물리적 볼륨(PV: Physical Volume) 실제 디스크에 물리적으로 분할한 파티션이다. 예시) /dev/sdb1, /dev/sdc2 이러한 물리적 볼륨을 하나의 구성원으로 받아들이는 형식으로 진행된다.
2. 볼륨그룹(VG:Volume Group) 물리적 볼륨이 모여서 생성하는 집합체이다. 다른 표현으로는 PE(Physical Extent, 물리적확장)이라고 한다. 이러한 PE가 모여서 생성되는 하나의 큰 집합체다.
3. 논리적 볼륨(LV : Logical Volume) VG에서 사용자가 필요한 만큼 할당하여 만들어지는 공간으로 물리적 디스크에서 분할하여 사용하는 파티션이다.
4. 물리적 확장(PE : Physical Extent) PV에서 나누어 사용하는 일종의 Block같은 영역이다. 보통 1PE 가 4MB정도 할당된다.
RAID(Redundant Array of Independent/inexpensive Disks) 여러 개의 하드디스크가 있을 때 동일한 데이터를 다른 위치에 중복해서 저장하는 방법이다. 여러개의 디스크에 데이터를 저장하여 입출력 작업이 균형이 고르게 되어 전체적인 성능을 향상시킨다. 운영체제에서 하나의 RAID는 논리적으로 하나의 디스크로 인식한다. 현재 RAID는 데이터를 기록하는 방식과 에러를 체크하는 패리티(Parity)나 ECC(Error Check & Correction) 사용 등 구성방법에 따라 다양한 형태로 존재한다.
RAID의 이용
백업을 가능하게 하고 안정적인 데이터의 보존과 유지기능, 속도 향상 등에 사용한다. 구성방법도 소프트웨어적 구현/ 하드웨어적 구현 등 다양한 방법으로 가능하다. 비용적인 측면에서는 소프트웨어 RAID가 유리하나 성능은 하드웨어RAID가 좋다. 하드웨어RAID에서는 전원이 켜져있는 상태에서 하드드라이브를 교체할 수 있는 핫스왑 베이(Hot swap Bay)가 있다.
RAID관련 용어
스트라이핑(Striping) 스트라이핑 기술은 연속된 여러개의 데이터를 디스크에 라운드로빈 방식으로 기록하는 기술이다. 서로 겹쳐서 읽거나 쓸 수 있도록 설계된 네 개의 들아ㅣ브가 있을 경우, 보통 하나의 섹터를 읽을 수 있는 시간에 네 개의 섹터를 동시에 읽을 수 있다.
미러링(Mirroring) 디스크에 에러가 발생 시 데이터의 손실을 막기 위해, 추가적으로 하나 이상의 장치에 중복 저장하는 기술이다. 결함 허용(Fault - tolerance)라고도 부른다.
RAID의 종류
RAID-0 스트라이핑 기술을 사용하여 빠른 입출력 속도를 제공 데이터를 중복이나 패리티 없이 디스크에 분산하여 기록 처리속도는 빠르나 구성된 디스크 중 하나라도 오류가 발생하면 복구가 불가능하다.
RAID-1 미러링 기술을 사용하여 두개의 디스크에 데이터를 동일하게 기록 스트라이핑 기술은 사용하지 않는다. 각 드링브를 동시에읽을 수 있어서 일기 성능은 향상되나 쓰기 성능은 단일 디스크와 같다. 디스크 오류 시 데이터 복구 능력은 훌륭하나, 중복 저장으로 인한 효율은 떨어진다.
RAID-2 디스크들은 스트라이핑 기술을 사용하여 구성하고, 디스크들의 에러를 감지하고 수정하기 위해 ECC정보를 사용하다.
RAID-3 스트라이핑 기술을 사용하며, 디스크를 구성하고 패리티 정보를 저장하기 위해 별도의 하나의 디스크를 사용한다. 입출력작업이 동시에 모든 디스크에 이루어지므로 입출력을 겹치게 할 수 없다.
RAID-4 블록 형태의 스트라이핑 기술을 사용하여 디스크를 구성한다. 단일 디스크로부터 레코드를 읽을 수 있고 데이터를 읽을 때 중첩 입출력 장점이 있다. 쓰기 작업은 패리티 연산을 해야하고 패리티 디스크에 저장해야 하기 때문에 입출력 중첩이 불가능하고 시스템에 병목현상이 발생할 수 있다.
RAID-5 패리티 정보를 이용하여 하나의 디스크가 고장나도 사용이 가능한 구성방식이다. 최소 3개의 디스크가 필요하다. 패리티 정보는 별도의 디스크를 사용하지 않고, 구성된 디스크에 분산하여 기록하지만 데이터를 중복 저장하지 않아 가장 많이 쓰인다. 디스크에는 쓰기 제한 주소를 지정하므로 모든 읽기 /쓰기가 중첩될 수 있다. 디스크의 개수를 늘릴 수록 저장 공간의 효율성이 상승한다.
예시) 디스크 구성이 3개 > 33.3%의 패리티공간 디스크 구성이 4개 > 25%의 패리티 공간 디스크 구성이 5개 > 20%의 패리티 공간
RAID-6 전체적인 구성은 RAID-5와 유사하나 디스크에 2차 패리티 구성을 포함함으로써 고장대비 능력이 탁월하다. RAID-5는 1개의 디스크 오류에만 대처가 가능하나 RAID-6는 2개의 디스크 오류에도 데이터를 읽을 수 있다. 하지만 디스크의 공간 효율성은 떨어진다. 또한 복잡한 알고리즘으로 인하여 처리속도는 떨어지나 데이터에 대한 신뢰도는 향상된다.
예시) 디스크 구성이 4개 >> 50% 디스크 구성이 5개>>40% 디스크 구성이 6개>> 33%
RAID-7 하드웨어 컨트롤러에 내장되어 있는 실시간 운영체제를 사용하여 구성하는 방식이다.
RAID 0+1 디스크 2개를 RAID-0의 스트라이핑 기술로 구성하고 다시 RAID-1의 미러링으로 구성하는 방식으로 최소 4개의 디스크가 필요하다. 만약 6개의 디스크라면 보통 3개를 RAID-0으로 구성하고 후에 다시 RAID-1로 구성한다.
RAID-10 RAID 0+1의 반대 개념으로 디스크 2개를 먼저 미러링으로 구성하고 다시 스트라이핑 하는 방식이다.
RAID-53 RAID-3 방식에 별도로 스트라이프 어레이를 구성하는 방식으로 보다 높은 성능을 제공하지만 비용이 많이 든다.
