[전공 기말고사 정리] 운영체제 – RAID 방식 비교·mdadm 구현 실습·장애조치

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Ch2. 각 RAID방식 비교
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• Linear: 최소2개, 사용가능용량 전체(100%), 속도보통, 결함허용없음, 순차저장·비용저렴
• RAID0: 최소2개, 전체(100%), 가장빠름, 결함허용없음, 스트라이핑(절편형저장), 1개고장=전부손실
• RAID1: 최소2개, 전체의50%, 보통, 결함허용1개, 미러링(똑같은거 저장), 중요데이터보관
• RAID5: 최소3개, (N-1)개분, 빠름, 결함허용1개, 패리티분산·균형잡힘
• RAID6: 최소4개, (N-2)개분, 약간느림, 결함허용2개, RAID5개선,2개동시고장허용
• RAID1+0: 최소4개, 50%, 매우빠름, 복수, 미러후 스트라이프, 실무권장
• Linear RAID(스팬볼륨): 디스크를 순서대로 이어붙임(Disk0이 꽉차면 Disk1에 저장). 공간효율 100%로 저렴하지만 한디스크 고장시 그디스크 데이터만 손실
용량:전체디스크합산 / 결함허용:없음 / 공간효율:100%
• RAID0(스트라이핑): 데이터를 여러디스크에 동시에 나눠서(스트라이핑) 저장. 가장빠른속도지만 디스크1개 고장나도 모든데이터 손실
주의: 1TB+2TB를 RAID0로 묶으면 1TB+1TB=2TB만 사용가능(작은디스크 크기에 맞춰야함)
용량:전체합산 / 결함허용:없음 / 속도:최고 / 잃어도되는 데이터에 적합
• RAID1(미러링): 데이터를 두디스크에 똑같이 복사(미러링). 한디스크 고장나도 나머지에 동일데이터 있어서 결함허용 제공. 실제 사용가능용량은 전체의 50%
용량:전체의50% / 결함허용:1개 / 속도:보통 / 중요한데이터에 적합
• RAID5(패리티분산): RAID1의 안전성+RAID0의 공간효율성 동시추구. 데이터와 함께 패리티(Parity)정보를 분산저장해 디스크1개 고장나도 복구가능
패리티란? 데이터의 1비트 수를 짝수/홀수로 맞추는 오류검출값. 고장난디스크의 값을 나머지디스크와 패리티로 역산해서 복구
용량:(N-1)개 / 결함허용:1개 / 디스크2개 동시고장시 복구불가
• RAID6: RAID5의 개선판으로 패리티2개 사용. 디스크2개 동시고장나도 복구가능. 최소4개디스크 필요, RAID5보다 속도 약간느림
• RAID0+1 vs RAID1+0: 0+1(스트라이핑후 미러링,복구어려움,비권장) / 1+0(미러링후 스트라이핑,복구용이,실무권장)
스트라이핑: 절편식저장 / 미러링: 똑같은거 저장
• 핵심포인트: 속도중요→RAID0 / 안전중요→RAID1 / 균형→RAID5 / 가장안전→RAID6 / RAID5: 디스크N개중 N-1개용량사용,패리티로1개복구가능 / RAID1+0: 실무에서 가장많이쓰는방식(속도+안전성) / RAID0는 1개고장시 전체데이터손실! 중요데이터엔 절대사용금지

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Ch3. RAID 구현실습
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• 실습구성: /dev/sdb+sdc(2GB+1GB, Linear, /raidLinear) / /dev/sdd+sde(1GB+1GB, RAID0, /raid0) / /dev/sdf+sdg(1GB+1GB, RAID1, /raid1) / /dev/sdh+sdi+sdj(각1GB, RAID5, /raid5)
• 전체흐름: ①디스크장착확인 → ②fdisk로 파티션생성(타입:fd) → ③mdadm으로 RAID논리볼륨생성 → ④mkfs.ext4로 파일시스템생성 → ⑤mount+fstab등록 → ⑥reboot후확인
• fdisk 파티션생성(모든디스크 동일하게 반복)
sudo fdisk /dev/sdb → n(새파티션) → p(primary) → 1(번호1) → Enter(시작섹터) → Enter(끝섹터,전체용량) → t(파티션타입변경) → fd(Linux RAID autodetect, 필수!) → p(확인) → w(저장)
ls /dev/sd*로 sdb1,sdc1…sdj1 확인
• mdadm으로 RAID생성: 먼저 sudo apt install mdadm -y로 설치
Linear: sudo mdadm –create /dev/md9 –level=linear –raid-devices=2 /dev/sdb1 /dev/sdc1
RAID0: sudo mdadm –create /dev/md0 –level=0 –raid-devices=2 /dev/sdd1 /dev/sde1
RAID1: sudo mdadm –create /dev/md1 –level=1 –raid-devices=2 /dev/sdf1 /dev/sdg1
RAID5: sudo mdadm –create /dev/md5 –level=5 –raid-devices=3 /dev/sdh1 /dev/sdi1 /dev/sdj1
전체확인: sudo mdadm –detail –scan
옵션의미: –create(생성) –level=linear(0,1,5,6등 변경가능) –raid-devices=2(사용할 디스크개수) –detail(상세정보확인) –stop(중지) –run(중지된것 재가동) –remove(삭제)
• 파일시스템생성 및 마운트
sudo mkfs.ext4 /dev/md9(Linear) / /dev/md0(RAID0) / /dev/md1(RAID1) / /dev/md5(RAID5)
sudo mkdir /raidLinear /raid0 /raid1 /raid5
sudo mount /dev/md9 /raidLinear 등 각각 마운트
df로 마운트확인
• /etc/fstab 부팅자동마운트 등록(재부팅후에도 자동마운트되게)
/dev/md9 /raidLinear ext4 defaults 0 0
/dev/md0 /raid0 ext4 defaults 0 0
/dev/md1 /raid1 ext4 defaults 0 0
/dev/md5 /raid5 ext4 defaults 0 0
• mdadm 자동마운트 추가설정(버그대응): mdadm 버그로 재부팅시 RAID가 자동인식 안될수있음
sudo mdadm –detail –scan으로 확인 → /etc/mdadm/mdadm.conf에 ARRAY정보추가 → sudo update-initramfs -u(부팅이미지에 RAID정보반영) → sudo reboot → 재부팅후 df,ls -l /dev/md*로 확인
• 핵심포인트: fdisk에서 파티션타입 fd(Linux RAID autodetect) 선택이 핵심! / mdadm –create → mkfs.ext4 → mkdir → mount → fstab 순서 / –level=linear(0,1,5)로 RAID방식 지정 / fstab등록+update-initramfs -u까지 해야 재부팅후에도 유지됨

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Ch4. RAID 장애조치
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• 흐름: 가상머신에서 디스크제거(장애발생) → df,mdadm으로 장애상태확인 → RAID1·5 재구동(mdadm –run) → 새디스크 장착후 파티션생성 → RAID재구성(–stop후 –create)
• RAID방식별 장애결과
Linear/RAID0: 고장난디스크 데이터손실(부분/전체), 재구성 필요(복구불가)
RAID1/RAID5: 나머지디스크로 계속동작(안전), mdadm –run으로 재구동
• 장애확인명령어: ls -l /dev/sd*(디스크목록확인) / df(마운트상태확인) / sudo mdadm –detail –scan(전체RAID상태) / sudo mdadm –detail /dev/md1(특정RAID상세)
• RAID1 재구동(결함허용RAID): RAID1·5는 결함허용있어서 디스크1개 고장나도 데이터남아있음, –run옵션으로 남은디스크로 계속운영가능
sudo mdadm –run /dev/md1 → sudo mdadm –detail –scan → sudo mount /dev/md1 /raid1 → df로확인 → ls -l /raid1로 기존파일 확인 → sudo mdadm –detail /dev/md1로 상세확인
• 새디스크 추가 및 파티션생성: 고장난 디스크를 새디스크로 교체후 fdisk로 파티션 다시생성(n→p→1→Enter→Enter→t→fd→w)
• RAID 원상복구: 결함허용없는 Linear·RAID0는 새파티션으로 배열 재생성 필요
sudo mdadm –stop /dev/md9 → sudo mdadm –create /dev/md9 –level=linear –raid-devices=2 /dev/sdb1 /dev/sdc1
RAID0도 동일방식으로 재생성
sudo mdadm –detail로 확인
※ RAID1·5는 –run으로 재가동후, 새디스크를 –add로 추가하면 자동으로 리빌드됨
• 전체요약: RAID란(여러디스크를 하나로,레벨에따라 속도·안전성 다름) / 방식비교(Linear/0/1/5/6/10, RAID5는 N-1용량·패리티분산) / 구현(fdisk→mdadm→mount, 타입fd,–level옵션,fstab등록) / 장애조치(결함허용여부가 핵심, RAID1·5는–run, Linear·0은 재생성)
• 최종핵심포인트: RAID0=빠름·위험 / RAID1=안전·비쌈 / RAID5=균형 / RAID6=가장안전
mdadm명령: –create(생성) / –detail(확인) / –stop(중지) / –run(재가동)
장애후: RAID1·5는 –run으로 살릴수있고, RAID0·Linear는 데이터복구불가
fstab + update-initramfs -u + reboot까지 해야 완전한 구성완료