1-2-1장 리눅스와 하드웨어

1-2-1장 리눅스와 하드웨어

1. 하드웨어

• 중앙처리장치(CPU)
  • 레지스터: 연산을 처리하기 위한 임시 저장소 역할
  • 연산장치
  • 제어장치: 입력된 명령어 해석, 해석한 명령을 연산장치 등으로 보냄, 레지스터에 데이터 저장
• 주기억장치
  • RAM: 휘발성 메모리, 내가 알고 있는 램
  • ROM: 메인보드에 붙어있는거, 비휘발성
• 입출력장치
• 보조기억장치

2. 하드웨어 선택

• RAID 정의
  • 하드디스크의 고성능 구현과 신뢰성을 위해 여러개의 하드디스크를 구성하고 일부에 중복된 데이터를 나눠서 저장하는 복수 배열 독립 디스크(Redundant Array of Independent Disks)
  • 하나의 RAID는 운영체제에서 논리적으로 하나의 하드디스크로 인식됨
  • 스트라이핑은 연속된 데이터를 여러 개의 디스크에 라운드로빈 방식으로 기록하는 기술
  • 미러링은 무정지를 위한 핵심기술, 에러 발생 시 정지를 막기 위해 추가적으로 하나 이상 장치에 중복 저장하는 기술
• RAID 종류
  1. RAID 0
     • 스트라이핑
     • 처리속도 빠름
     • 패리티 기술(패리티 비트를 추가해 데이터 유실 및 손상 확인) 사용 안함, 오류 시 복구 불가능
  2. RAID 1
     • 미러링 기술 사용
     • 데이터 동시에 읽을 수 있어 읽기 속도 향상
     • 미러링은 쓰기 향상에 영향 없음
     • 오류 시 복구 가능
     • 중복 저장으로 디스크 효율은 50%로 안 좋아짐
  3. RAID 2
     • 비트 수준준의 스트라이핑, 최소 3개의 디스크에 데이터 분산 저장
     • 오류 정정 부호(ECC)를 기록하는 전용 하드디스크 이용
     • ECC를 통한 오류 복구 가능, 추가 연산으로 입출력 속도는 떨어짐
  4. RAID 3
     • 바이트 수준의 스트라이핑
     • 각 디스크 동시 접근 가능해 순차적 읽기/쓰기 성능 뛰어남
     • 패리티 사용
  5. RAID 4
     • 블록 수준 스트라이핑
     • 패리티 사용
  6. RAID 5
     • 블록 수준 스트라이핑
     • 패리티 또한 별도의 디스크가 아닌 모든 디스크에 나눠서 저장됨
  7. RAID 6
     • RAID 5와 유사한 구성, 추가적으로 2차 패리티 구성 포함
     • RAID 5는 1개 디스크 오류만 대처 가능하지만, RAID 6는 2개의 디스크 오류 대처 가능
  8. RAID 0+1
     • 디스크 2개를 RAID 0으로 구성, 이것들을 다시 미러링을 사용
  9. RAID 1+0
     • 디스크 2개를 미러링 후, 이것들을 RAID 0으로 구성
     • RAID 1보다 높은 성능이지만 가격이 비쌈
  10. RAID 5+3
      • RAID 3에 스트라이프 어레이를 구성하는 방식
      • 3보다 높은 성능, 비쌈
• 디스크 인터페이스
  1. IDE
     • 가장 오래된 규격
     • 40개의 핀, 병렬 인터페이스
     • PATA(Parallel Advanced Technology Attachment)
     • 초기형보다 성능 향상된 E-IDE도 있음(133.3MB/s)
  2. S-ATA
     • IDE 성능 한계를 극복하기 위한 직렬로 데이터 전달하는 인터페이스
     • SATA1(150MB/s), SATA2(300MB/s), SATA3(6Gbps)
     • SATA2는 허브를 이용해 여러 개 사용 가능
  3. SCSI(Small Computer System Interface)
     • 고성능, 안정성, 신뢰성 중시의 워크스테이션 및 서버에 주로 사용하는 디스크 인터페이스
     • 병렬 전송, 10000RPM의 고성능 하드디스크 장착
     • 병렬 방식이라 성능 한계 존재
  4. SAS(Serial Attached SCSI)
     • SCSI 한계 극복을 위한 시리얼 방식 도입 디스크 인터페이스
     • 안정성 확장성, 신뢰성을 이어가면서 시리얼 전송으로 속도 향상
• LVM(Logical Volume Manager)
  • 개요
    • 블록디바이스를 유연하게 관리하기 위해 여러 블록디바이스를 가상의 Logical Volume에 매핑하고 스토리지를 관리하는 커널 기능
    • 기존에는 블록디바이스에 I/O를 수행, LVM은 LVM이 매핑한 Logical Volume에 I/O를 수행
  • 구성요소
    • PV(Physical Volume)
      • 기존 블록 디스크를 LVM에서 사용할 수 있게 변환한 볼륨 형식
    • PE(Physical Extent)
      • PV는 PE라는 일정 크기의 블록으로 구성, 기본 크기는 4MB
    • VG(Volume Group)
      • 여러 PV를 하나의 VG로 묶어 통합, VG에 LV 할당
    • LV(Logical Volume)
      • VG에서 필요한 만큼 할당해 만들어지는 공간, 사용자는 LV를 통해 하드디스크 접근
    • LE(Logical Extent)
      • LV를 구성하는 일정 크기의 블록, 기본 크기는 PE와 같은 4MB