RAID

하드디스크 여러 개를 활용하여 속도 향상이나 안전성 향상을 높이는 기술

기본 모델

RAID-0

Striped disk array without fault tolerance

구조	설명
	속도 향상만을 추구하는 스트라이핑 모델 스트라이핑(Striping)은 연속된 데이터를 블록(스트라이프) 단위로 잘라 여러 디스크에 라운드 로빈(돌아가며 차례로) 방식으로 나눠 기록하는 기술이다. 여러 디스크를 동시에 읽고 쓰므로 디스크 하나보다 빠르다. 같은 데이터를 두 디스크에 똑같이 쓰는 것은 미러링, 오류 복구용 값을 따로 계산해 두는 것은 패리티다 디스크 n개에서 n배의 속도를 가진다.
최소 수량: 2개 공간 효율: 1배 읽기 효율: n배 쓰기 효율: n배 고장 허용: 해당 없음

RAID-1

Mirroring and duplexing

구조	설명
	안정성만을 추구하는 미러링 모델 읽기 속도는 n배 향상되지만, 쓰기 부하는 n배로 늘어난다.
최소 수량: 2개 공간 효율: 1/n배 읽기 효율: n배 쓰기 효율: 1배 고장 허용: n-1개 허용

RAID-2

Hamming code ECC

구조	설명
	RAID 0과 같이 스트라이핑으로 구현하고, 오류 정정을 위한 Hamming code를 사용 최근 디스크드라이브는 자체적으로 오류정정 기능이 있으므로, 거의 사용되지 않음
최소 수량: 3개 공간 효율: 1 - 1/n ⋅ log₂(n-1)배 읽기 효율: 해당 없음 쓰기 효율: 해당 없음 고장 허용: 1개 허용

RAID-3

Parallel transfer with parity

구조	설명
	스트라이핑 기술을 사용하여 디스크들을 구성하고, 별도의 디스크에 패리티 정보를 저장
최소 수량: 3개 공간 효율: 1 - 1/n배 읽기 효율: 해당 없음 쓰기 효율: 해당 없음 고장 허용: 1개 허용

RAID-4

Independent data disks with shared parity disk

구조	설명
	블록 형태의 스트라이핑 기술과 패티리 사용 데이터는 블록 단위로 여러 디스크에 스트라이핑하고, 패리티는 전용 패리티 디스크 한 대에 집중해 저장한다 쓰기 때마다 패리티 디스크를 갱신해야 하므로 패리티 디스크가 병목이 된다. RAID 5 는 패리티를 모든 디스크에 돌려 가며 분산해 이 병목을 없앴다 RAID 3 도 별도 패리티 디스크를 쓰지만 바이트 단위로 스트라이핑해 모든 디스크가 함께 움직인다. RAID 4 는 블록 단위라 작은 읽기를 디스크별로 따로 처리할 수 있다
최소 수량: 3개 공간 효율: 1 - 1/n배 읽기 효율: n배 쓰기 효율: 1배 고장 허용: 1개 허용

RAID-5

Independent data disks with distributed parity blocks

구조	설명
	안전성과 속도 모두를 추구하는 방식 가장 많이 쓰인다. 블록 스트라이핑과 분산된 패리티를 사용한다. 회전 패리티 방식으로 병목현상을 줄인다.
최소 수량: 3개 공간 효율: 1 - (1/n)배 읽기 효율: n-1배 쓰기 효율: 상황에 따라 다름 고장 허용: 1개 허용

RAID-6

Independent data disks with two independent distributed parity schemas

구조	설명
	RAID 5와 비슷하지만 2차 패리티까지 포함하여 안정성을 더 높였다. 금융업이나 중요 데이터 스토리지 등에 사용된다.
최소 수량: 4개 공간 효율: 1 - (2/n)배 읽기 효율: 해당 없음 쓰기 효율: 해당 없음 고장 허용: 2개 허용

RAID-7

비공식

구조	설명
사진 없음	RAID 6까지가 업계 표준으로 인정 받는다. RAID 7은 벤더마다 주장하는 여러가지가 있다.
해당 없음

Linear RAID (JBOD)

Just a Bunch Of Disks; 선형 모드

여러 디스크를 차례로 이어 붙여 하나의 큰 디스크처럼 쓴다. 첫 디스크가 다 찬 뒤에 다음 디스크에 쓴다.
크기가 다른 디스크도 묶을 수 있고 공간 효율은 1배다.
스트라이핑을 하지 않으므로 속도는 디스크 하나와 같다. 패리티나 미러링도 없어 디스크 하나가 고장 나면 그 디스크의 데이터를 잃는다.
RAID 0 은 데이터를 일정 크기로 나누어 모든 디스크에 동시에 나누어 쓰므로(스트라이핑) 디스크 수만큼 빨라진다. 2개 이상의 디스크로 가장 빠른 속도를 내는 방식은 RAID 0 이다. RAID 1 은 미러링(안정성), RAID 5 는 분산 패리티(최소 3개)다.

조합 모델

RAID-0-1

구조	설명
	RAID-0의 스트라이핑으로 구성된 하드들을 묶어 RAID-1미러링으로 구성
최소 수량: 4개 공간 효율: 1/2배(디스크 수와 관계없이 절반) 읽기 효율: 2배 쓰기 효율: 해당 없음 고장 허용: 1개 허용

RAID-1-0

구조	설명
	RAID 0-1보단 RAID 1-0이 더 많이 쓰인다. 디스크를 두 개씩 미러링(RAID 1)한 쌍을 만들고, 그 쌍들을 다시 스트라이핑(RAID 0)한다. 그래서 최소 4개(미러 쌍 2개)가 필요하다 패리티를 쓰지 않는다. 복구는 같은 쌍의 거울 디스크에 있는 사본으로 한다. 패리티로 복구하는 것은 RAID 3·4·5·6 이다 디스크 하나가 고장 나도 그 쌍의 다른 디스크가 데이터를 갖고 있어 전체가 계속 동작한다. 서로 다른 쌍에서 하나씩이면 여러 개가 고장 나도 버티지만, 같은 쌍의 두 디스크가 함께 고장 나면 데이터를 잃는다 공간 효율은 미러링 때문에 50% 이다. RAID 0+1 은 한 디스크 고장으로 스트라이프 한쪽 전체가 빠지므로 RAID 1+0 보다 장애와 재구축에 약하다 성능(IOPS) : 읽기는 미러의 어느 쪽 디스크에서든 할 수 있어 디스크 n개가 모두 읽기에 참여한다. 쓰기는 같은 데이터를 미러 쌍의 두 디스크에 모두 써야 하므로 논리적 쓰기 1번이 물리적 쓰기 2번이 된다(쓰기 페널티 2). 디스크 1개의 IOPS 를 X 라 하면 읽기 = n × X, 쓰기 = n × X / 2 이다^[1] 예 : 100,000 IOPS 디스크 8개로 RAID 10 을 만들면 읽기 8 × 100,000 = 800,000 IOPS, 쓰기 8 × 100,000 / 2 = 400,000 IOPS 리눅스 md 드라이버도 RAID10 을 각 청크의 복사본을 서로 다른 장치에 두는 방식으로 정의한다. 복사본이 2개이면 쓰기마다 두 장치에 기록한다^[2]
최소 수량: 4개 공간 효율: 1/2배 읽기 효율: n배 쓰기 효율: n/2배 고장 허용: 1개 허용

필요한 디스크 수 계산

같은 용량의 디스크로 원하는 사용 가능 용량을 만들 때 레벨마다 덧붙는 디스크 수가 다르다. 패터슨(Patterson)·깁슨(Gibson)·카츠(Katz)의 RAID 논문은 레벨마다 데이터 디스크 그룹에 덧붙는 검사(패리티·미러) 디스크의 비율을 비교했다. RAID 1 은 데이터 디스크마다 거울 디스크를 하나씩 두고, RAID 3·4·5 는 그룹마다 패리티 디스크 한 대 몫을 둔다.^[3] RAID 6 은 서로 독립인 패리티 두 개를 두어 디스크 두 대 몫을 쓴다.^[4]

레벨	사용 가능 용량(디스크 n 개, 각 용량 C)	용량 1TB 디스크로 3TB 를 만들 때
RAID 0	n × C	3개
RAID 1	C(전부 같은 내용)	거울 쌍으로는 3TB 를 만들 수 없음
RAID 0+1, 1+0	n/2 × C	6개(3개 스트라이프 × 2벌)
RAID 3, 4, 5	(n - 1) × C	4개
RAID 6	(n - 2) × C	5개

같은 사용 용량에서 디스크가 가장 많이 드는 것은 미러링을 쓰는 RAID 0+1(1+0)이다. 패리티 방식은 1~2개만 더하면 되지만 미러링은 같은 수를 한 벌 더 둔다

예비(스페어) 디스크

예비 디스크(spare disk, 핫 스페어)는 RAID 배열에 붙어 있지만 평소에는 데이터를 담지 않고 대기하는 디스크다. 배열의 디스크 하나가 고장 나면 컨트롤러나 소프트웨어 RAID 가 곧바로 예비 디스크를 배열에 넣고, 남은 디스크의 데이터와 패리티로 고장 난 디스크의 내용을 다시 만든다(재구축). 관리자가 디스크를 갈아 끼울 때까지 기다리지 않으므로 두 번째 고장이 나기 전에 중복성을 되찾는다.

예비 디스크는 사용 가능 용량에 들어가지 않는다. 용량은 예비 디스크를 뺀 나머지 디스크로 위 표의 식을 계산한다
예: 10GB 디스크 8개 중 1개를 예비로 두고 나머지 7개로 RAID 5 를 만들면, RAID 5 는 디스크 한 대 몫을 패리티로 쓰므로 (7 - 1) × 10GB = 60GB 이다. 예비 디스크를 빼지 않고 8개로 계산한 70GB, 예비 디스크를 패리티와 별도로 한 번 더 뺀 50GB 는 틀린 계산이다
리눅스 소프트웨어 RAID 에서는 mdadm 의 --spare-devices(-x) 로 예비 디스크 수를 정한다

각주

↑ 「Understanding RAID Performance at Various Levels」, Arcserve, https://arcserve.com/blog/understanding-raid-performance-various-levels, 확인일: 2026-11-04.
↑ 「md(4) - Linux manual page」, man7.org, https://man7.org/linux/man-pages/man4/md.4.html, 확인일: 2026-11-04.
↑ David A. Patterson, Garth Gibson, Randy H. Katz, 「A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID)」, UC Berkeley Technical Report UCB/CSD-87-391, 1987(SIGMOD 1988 발표), https://www2.eecs.berkeley.edu/Pubs/TechRpts/1987/CSD-87-391.pdf, 확인일: 2026-11-05.
↑ 「Common RAID Disk Data Format Specification」 Revision 2.0, SNIA(Storage Networking Industry Association), 2009.

미러링(Mirroring)

디스크에 에러 발생 시 데이터의 손실을 막기 위해, 추가로 하나 이상의 장치에 중복 저장하는 기술

스트라이핑(Striping)

[arcserve-1] 「Understanding RAID Performance at Various Levels」, Arcserve, https://arcserve.com/blog/understanding-raid-performance-various-levels, 확인일: 2026-11-04.

[md4-2] 「md(4) - Linux manual page」, man7.org, https://man7.org/linux/man-pages/man4/md.4.html, 확인일: 2026-11-04.

[raid88-3] David A. Patterson, Garth Gibson, Randy H. Katz, 「A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID)」, UC Berkeley Technical Report UCB/CSD-87-391, 1987(SIGMOD 1988 발표), https://www2.eecs.berkeley.edu/Pubs/TechRpts/1987/CSD-87-391.pdf, 확인일: 2026-11-05.

[ddf-4] 「Common RAID Disk Data Format Specification」 Revision 2.0, SNIA(Storage Networking Industry Association), 2009.

[1]

[2]

[3]

[4]