운영 체제에서의 RAID 구현 및 구성
Aug 09, 2025일부 프로그램은 호스트 컴퓨터에 직접 작성되어 운영 체제의 최하위 레벨에서 실행됩니다. 북두칠성(Big Dipper) 개념을 사용하여 호스트의 SCSI 또는 IDE 컨트롤러가 제공하는 물리적 디스크를 다양한 가상 디스크로 가상화하고, 이 가상 디스크는 볼륨 관리 프로그램과 같은 상위 레벨 프로그래밍 인터페이스에 제공됩니다. 이러한 소프트웨어 프로그램은 구성 도구를 사용하여 사용자가 어떤 디스크를 결합할지, 어떤 유형의 디스크를 사용할지 선택할 수 있도록 합니다. 레이드 구성을 형성합니다.
예를 들어, 어떤 컴퓨터에 IDE 드라이브 2개와 SCSI 드라이브 4개가 설치되어 있다고 가정해 보겠습니다. IDE 드라이브는 마더보드의 내장 IDE 인터페이스에 직접 연결되고, SCSI 드라이브는 PCI SCSI 카드에 연결됩니다. RAID 프로그램 없이도 시스템은 6개의 드라이브를 모두 인식하고, 파일 시스템으로 포맷하고, 애플리케이션이 읽기/쓰기 액세스를 할 수 있도록 드라이브 문자 또는 디렉터리에 마운트할 수 있습니다.
RAID 프로그램을 설치한 후, 사용자는 구성 인터페이스를 사용하여 두 개의 E 드라이브를 RAID 0 시스템으로 구성합니다. 각 IDE 드라이브의 원래 용량이 80GB였다면, RAID 0 구성은 용량이 160GB인 단일 "가상" 디스크를 생성합니다. 그런 다음 사용자는 네 개의 SCSI 드라이브로 RAID 5 시스템을 구성했습니다. 각 SCSI 드라이브의 원래 용량이 73GB였다면, 네 개의 드라이브를 RAID 5로 구성한 후의 가상 디스크 용량은 약 세 개의 드라이브 용량인 216GB가 됩니다.
물론 RAID 프로그램은 디스크 공간의 일부를 사용하여 RAID 정보를 저장하기 때문에 실제 용량은 줄어듭니다. RAID 프로그램의 처리 후, 이 6개의 드라이브는 결국 두 개의 가상 디스크로 줄어듭니다. Windows에서 디스크 관리자를 열면 두 개의 하드 드라이브만 표시됩니다. 하나는 용량이 160GB(하드 드라이브 1)과 219GB 용량의 다른 하나(하드 드라이브 2)가 있습니다. 이 두 드라이브는 예를 들어 NTFS 파일 시스템을 사용하여 포맷할 수 있습니다. 포맷 프로그램은 여러 개의 물리적 드라이브에 데이터가 기록되는 것을 전혀 인식하지 못합니다.
예를 들어, 특정 시점에 포맷 프로그램은 메모리 시작 주소 X에서 하드 드라이브 1(두 개의 IDE 드라이브로 구성된 RAID 0 가상 드라이브)의 LBA 시작 주소 10000, 길이 128에 데이터를 쓰는 명령을 실행합니다. RAID 프로그램은 이 명령을 가로채 분석합니다. 하드 드라이브 1이 RAID 0 시스템인 경우, RAID 엔진은 LBA 10000부터 시작하는 128개 섹터의 데이터를 계산하여 논리적 LBA를 물리적 디스크의 물리적 LBA에 매핑하고 해당 데이터를 물리적 디스크에 씁니다. 쓰기가 완료되면 포맷터는 쓰기 성공 신호를 수신하고 다음 I0으로 진행합니다. 이 프로세스는 상위 프로그램이 기본 물리적 디스크의 세부 정보를 알지 못하게 합니다. 다른 RAID 구성도 동일한 방식으로 작동하지만 알고리즘이 더 복잡합니다. 이러한 복잡한 알고리즘조차도 CPU디스크 읽기 및 쓰기 속도보다 수천 배, 심지어 수만 배 더 빠릅니다.
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