[OS] Storage Management

Mass-Storage

정의

non-volatile(비휘발성)으로 secondary storage system.

HDD, NVM, magnetic tapes, 광역디스크(optical disk) , cloud storage → RAID system 적용

 

HDD 원리

spindle로 돌아가면서 읽는데 시간 당 얼만큼 많이 도는지로 성능 측정 가능.

HDD 스케줄링

seek time을 최소화, bandwidth를 최대화 하자

• seek time : 실린더가 돌아가면서 특정 섹터를 찾아가는데 걸리는 시간
• disk bandwidth : sector가 클수록 한번에 전송할 수 있는 용량이 크다. 시간당 전송 용량

HDD 스케줄링 방법

• FIFO Scheduling
• SCAN Scheduling - 왔다갔다하면서 읽기
• C-SCAN Scheduling - 한 방향으로만 읽기

Boot Block

bootstrap loader는 NVM flash memory에 상주하다가 전기 신호가 들어오면 켜진다.

그리고 해당 메모리는 ROM에 저장해둔다.

 

Raid-System : 여러개의 디스크를 하나처럼 사용하는 방법

parallel - 데이터를 읽고 쓸때 병렬로 처리하는 방법

• bit-level striping : 4비트가 있다면 4개의 디스크에 동시에 쓰기
• block-level striping : 일반적으로 쪼개서 동시에 쓰기

reliability - 중복되거나깨졌을때 데이터를 보존 할 수 있는 방법

• Redundancy를 통해 충분히 미러링을 해놓는다(다른곳).

failure - 하드디스크에 손상에서도 안전할 수있는 방법

 

RAID Levels 정의

문제가 발생했는지 복구가 가능한지에 trade-off에 따라 레벨을 나누자

RAID-level을 따질 때 들어가는 개념.

• mirroring : 신뢰성이 높지만 비용이 비싸다
• striping : 효율적이지만 신뢰성하고는 관련이 없다
• parity bit : 짝수개 홀수개를 따져서 보낸다.
  • check sum → CRC로 발전

RAID Level 구성

• RAID 0 : 아무런 장치x, 분산만
• RAID 1 : 미러링만적용, cost 비쌈 → 굉장히 중요한 데이터만
• RAID 4 : parity bit 디스크만 따로 생성
• RAID 5 : 각 저장소에 parity bit 공간 생성 → 234의 장점을 가지고 있다. 복구에 효율성
• RAID 6 : parity bit + Q redundancy적용
• Multidimensional - RAID 6 : array로 만들어서 다차원으로 관리

중요한 저장소에서는 stripe를 적용해서 이러한 시스템으로 이루어져야한다.