HBA와 RAID 컨트롤러

디스크를 컴퓨터에 연결하려면 호스트 버스 어댑터(HBA)가 필요합니다. 현재 HBA는 SAS 혹은 SATA 인터페이스 규격에 바탕을 둔 제품이 대부분입니다. 또한 복수의 드라이브를 통합해서 RAID 어레이를 구성하고 호스트측에 논리 볼륨으로 보이게 하는 기능을 가진 것을 RAID 컨트롤러라고 합니다.

RAID 컨트롤러에는 (저가제품이 아니라면) 마이크로프로세서가 내장되어 있으며 해당 프로세서가 RAID 어레이의 관리역할을 담당합니다. 또한 캐시용 DRAM, 쓰기 캐시를 백업하기 위한 BBWC, FBWC와 같은 옵션을 탑재할 수 있습니다. 

RAID 컨트롤러는 종류에 따라 특정 RAID 레벨을 이용할때 라이선스를 추가로 구입하거나 쓰기 캐시의 백업 옵션이 필수인 경우도 있으니 구성 견적을 낼때 주의....

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알아 두어야 할 스토리지 지식

라이트 스루와 라이트 백

스토리지의 쓰기 정책에는 라이트 스루(Write Through)와 라이트 백(Write Back)이 있습니다.

라이트 스루에서는 OS가 데이터 쓰기를 요구하면 미디어에 해당 쓰기가 영속화 된 후 OS에 쓰기 완료 통지가 반환됩니다.

라이트 백에서는 OS에 쓰기 완료 통지가 반환됩니다. 라이트 백에서는 OS가 데이터 쓰기를 요구하면 해당 쓰기 데이터가 라이트 캐시(Write Cache)에 올라간 시점에 OS에 쓰기 완료 통지가 반환되고, 미디어에는 백그라운드로 지연 쓰기가 됩니다.

[그림 4-19]

서버용 디스크 컨트롤러나 디스크는 데이터 소실을 막기 위해 성능보다 안전을 우선하는 펌웨어가 탑재되어 있습니다.

따라서 라이트 스루 쓰기 정책에서는 우리가 일반적으로 사용하는 컴퓨터보다 쓰기 속도가 느립니다. 쓰기 성능을 확보하기 위해 RAID 컨트롤러에 BBWC/FBWC 옵션을 탑재한 다음 라이트 백 쓰기 정책을 이용할 것을 적극 권장합니다.

라이트 백 캐시를 보호하는 이유

복수의 섹터로 구성된 데이터 중 일부만 미디어에 쓰이고 나머지에는 쓰이지 않은 경우를 부분 쓰기라고 합니다. 부분 쓰기가 되면 데이터 정합성이 깨지는 문제가 생깁니다. 또한 OS에 쓰기 완료가 통지되었지만 실제로는 쓰기가 수행되지 않은 채 전원이 중단되는 경우도 있습니다.

이럴 때는 어떤 문제가 발생할가요?

스토리지에 데이터가 쓰이지 않고 소실될 가능성이 있습니다. 예를 들어 은행 계좌에 10만원이 입금되었다는 정보가 라이트 백되었는데 실제로는 미디어에 반영되지 않는다면 큰문제입니다.

분산 패리티인 RAID 레벨(5/6)에서는 데이터 쓰기를 하면서 동시에 패리티 데이터를 쓸 필요가 있지만, 부분 쓰기가 발생하면 패리티로 데이터를 복원하는 데 어려움이 생깁니다.

이와 같은 문제를 해결할 수 있는 것이 BBWC나 FBWC같은 라이트 백 캐시의 백업 기능힙니다.

라이트 백 캐시 보호 방법

라이트 백 캐시를 보호하는 방법에는 패리티를 이용해 보호하는 방법(BBWC)과 플래시를 이용해서 보호하는 방법(FBWC)이 있습니다.   (그림 4-20)

BBWC(Battery Backend Write Cache)는 쓰이지 않은 데이터가 남아 있는 상태에서 전원이 중단되면 전용 배터리에서 라이트백 캐시(DRAM) 에 전력을 공급하여 데이터를 보관하게 합니다. 그러다 시스템이 실행되면 남은 데이터를 쓰도록 합니다. 데이터를 백업할 수 있는 기간은 배터리로 DRAM을 백업할 수 있는 시간에 따라 달라집니다.

배터리는 정기적으로 방전되고 재충전됩니다. 정기적으로 운영될 때는 아예 배터리를 교환해야 하는 등 운용상의 과제도 있습니다. 

FBWC(Flash Backend Write Cache)는 전원이 중단되었을때 라이트 백 캐시 내용을 전용 플래시 메모리로 옮기고, 이후 시스템이 실행되면 복원하는 구조입니다.

FBWC는 배터리를 이용하지 않으므로 BBWC와 같은 배터리 백업 시간의 제한이나 방전,재충전,배터리 열화의 영향을 받지 않습니다. 플래시 메모리는 수명이 있지만 FBWC의 쓰기 양은 그 정도로 많지 않으므로 운용 기간 중에 교환할 일은 없다고 봐도 무방합니다.

발췌