리눅스마스터_1급_1과목_리눅스와 하드웨어

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리눅스마스터 1급 기본서(2020)

*해당 글은 학습을 목적으로 위의 도서 내용 중 일부 내용만을 요약하여 작성한 포스팅입니다.

 상세한 내용 확인을 원하신다면 도서 구매를 추천드립니다.

 

컴퓨터의 구성 요소

 

1) CPU (Central Processing Unit, 중앙처리장치)

• 외부에서 정보를 입력받아 명령어들을 해석, 연산, 반환하며 시스템을 통제하는 제어장치
• 레지스터와 연산장치 (ALU), 제어장치로 구성된다.
• 레지스터 : CPU가 연산을 처리하기 위한 임시 저장소. 작은 데이터를 저장하며 빠르다.
• 연산장치 : 데이터들 간의 비교, 판단, 연산 수행
• 제어장치 : 입력된 명령어를 해석하고 해석한 명령을 연산장치로 보내고 레지스터에 저장

 

2) 주기억장치 (Main Memory)

• CPU가 처리할 명령어와 데이터를 저장
• 메모리는 휘발성 메모리인 RAM과 비휘발성 메모리인 ROM으로 분류한다.
• RAM은 전원 공급 중단시 기록 정보 소실, 어느 주소에 접근해도 액세스 시간 동일
• RAM은 DRAM과 SRAM으로 나뉜다.
• ROM은 전원 공급이 중단 되어도 기록 정보를 소실하지 않는다.
• ROM은 컴퓨터를 처음 켰을 때 구동을 위한 BIOS와 같은 프로그램이 적재됨
• Mask Rom (저장 데이터 변경 불가) / PROM (1회 수정 가능) / EPROM (수정 가능)

 

3) 입출력장치

•  연산을 위해 데이터를 입력하는 입력장치와 결과를 확인하는 출력장치로 구성

 

4) 보조기억장치

• 주기억장치는 속도가 빠르나 용량이 작고 가격이 비쌈
• 보조기억장치는 속도는 느리나 용량이 크고 가격이 저렴하다.
• 사용자의 데이터를 저장하거나 주기억장치의 메모리 부족을 해결하기 위해 가상메모리를 위한 스왑 영역으로 사용됨.
• 운영체제 및 사용자 프로그램도 보조 기억장치에 저장되어 있다 구동시 주기억장치에 적재

* HDD -> Main Memory -> Cache -> Register 순으로 가격이 비싸고, 속도가 빠르며 용량이 작음.

 

*가상메모리 : 하드디스크의 일부를 메모리처럼 사용하는 것.

*스왑 영역 : 하드디스크에서 가상메모리로 쓰이는 영역

*스와핑 : 메모리와 하드디스크 사이의 데이터 교환

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RAID

• 여러 개의 하드디스크를 구성하고 일부에 중복된 데이터를 나눠 저장하는 복수 배열 독립 디스크 기술

 

1) RAID 0

RAID 0

• 고성능 구현을 추구
• 데이터를 하나의 디스크가 아닌 여러 디스크에 걸쳐 저장하는 블록 단위 스트라이핑 기술
• 처리속도가 빠르나 중복이 없고, 패리티 기술이 없어 복구 불가

 

2) RAID 1

RAID 1

• 무정지 구현을 위해 사용 (신뢰성 확보를 위함)
• 미러링 기술을 활용해 데이터를 두 개의 디스크에 동시에 기록
• 읽기 속도 향상, 쓰기 향상은 없음. 미러링된 데이터를 통해 복구 가능
• 중복 저장으로 인해 디스크의 효율성이 절반으로 떨어짐.

 

 

3) RAID 2

RAID 2

• 비트 레벨의 스트라이핑을 통해 분산 저장
• 오류 정정 부호 (ECC)를 기록하는 전용의 하드디스크를 이용한다.
• ECC를 이용해 복구가 가능하나 추가 연산이 필요해 입출력 속도가 떨어진다.

 

 

4) RAID 3

RAID 3

• 바이트 수준의 스트라이핑을 통해 분산 저장
• 순차적 쓰기와 읽기 성능이 우수하고, 패리티를 제공하기에 오류 체크 및 복구 수행 가능

 

5) RAID 4

• 블록 단위 스트라이핑을 통해 분산 저장
• 형태는 RAID 3와 같다.
• 패리티를 사용해 체크 및 오류 복구 가능
• 블록 단위라 여러 디스크에서 동시에 데이터 읽기 가능
• 데이터를 쓸 때마다 패리티 디스크에 접근해 쓰기 성능은 떨어진다.

 

6) RAID 5

RAID 5

• 블록 단위 스트라이핑으로 저장.
• 패리티를 별도의 디스크에 저장하지 않고 모든 디스크에 나눠 저장 (3~4는 한 디스크에 몰빵)
• 성능은 떨어지나 성능, 안정성, 용량 세 부분을 고려해 현장에서 가장 많이 사용

 

7) RAID 6

RAID 6

• RAID-5와 비슷하나 추가적으로 2차 패리티 구성을 포함한다.
• RAID-5는 1개의 디스크 오류만 대처 가능하나 RAID-6는 2개의 디스크 오류도 대처 가능

 

 

8) RAID 0+1

•  디스크 2개를 RAID 0으로 구성하고 이 세트를 RAID 1로 구성

 

9) RAID 1+0

• 디스크 2개를 RAID 1로 구성하고 이 세트를 RAID 0으로 구성

 

10) RAID 5+3

• RAID-3 방식에 스트라이프 어레이를 구성하는 방식
• RAID-3에 비해 성능이 좋지만 비싸다.

 

 

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디스크 인터페이스

 

1) IDE (Integrated Driver Electronics)

• 가장 오래된 규격으로 40개의 핀으로 구성된 병렬 인터페이스
• PATA라고도 부름

 

2) SATA

• IEC의 성능 한계 (신호 간섭)을 극복하기 위해 직렬로 데이터를 전달
• SATA1은 초당 150MB, 2는 300MB, 3은 6Gbps
• SATA2는 허브를 이용해 하나의 포트에 여러 개의 하드디스크 연결이 가능하다.

 

3) SCSI (Small Computer System Interface)

• 고성능, 안정성, 신뢰성을 중시하는 디스크 인터페이스
• 병렬 전송방식

 

4) SAS (Serial Attached SCSI)

• SCSI의 한계를 극복하기 위해 시리얼 방식을 도입
• SCSI의 장점을 이어가며 시리얼 전송으로 속도 향상

 

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LVM (Logical Volume Manager)

• 독립적으로 구성된 디스크 파티션을 하나로 연결해 한 파티션처럼 사용할 수 있도록 해주는 관리도구.

 

 

LVM의 구성요소

• PV (Physical Volume) : 기존 블록 디스크를 LVM에서 사용가능하게 변환한 볼륨
• PE (Physical Extent) : PV의 구성단위 블록으로, 기본 크기는 4MB
• VG (Volume Group) : 여러 PV를 통합하여 VG로 묶어 통합. VG에 LV 할당 가능
• LV (Logical Volume) : VG에서 필요한 만큼 할당해 만들어지는 공간. LV를 통해 하드디스크에 접근
• LE (Logical Extent) : LV를 구성하는 일정 크기의 블록. 기본 크기는 4MB

 

 

 

 

 

 

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1. 다음 설명에 해당하는 RAID는 무엇인가?

흔히 디스크 미러링이라 하며, 중복 저장된 데이터를 가진 최소 두 개의 드라이브로 구성되며 스트립은 없다.

1) RAID 0
2) RAID 1
3) RAID 2
4) RAID 3

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2. 다음의 설명 중 틀린 것은?

1) RAID 0 : 스트라이핑을 사용하며 패리티 정보나 미러링을 사용하지 않는다.
2) RAID 3 : 스트라이핑을 사용하며 패리티 정보를 별도의 드라이브에 저장한다.
3) RAID 4 : 블럭단위로 스트라이핑을 하며 모든 쓰기 작업에는 패리티 정보를 갱신하는 오버헤드가 존재한다.
4) RAID 5 : 스트라이핑 대신 미러링 기법을 사용한다.

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3. SCSI의 특징으로 틀린 것은?

1) 호환성이 뛰어나다.
2) 직렬 인터페이스이다.
3) 고성능이다.
4) 확장성이 뛰어나다.

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4. 6개의 HDD로 여분 없이 RAID-6를 구성하는 경우 실제 사용 가능한 디스크의 비율로 알맞은 것은?

1) 33.3%
2) 50%
3) 66.7%
4) 83.3%

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