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Market Focus 스토리지 가상화(Storage Virtualization)의 현재와 미래 PART3
2005년 05월 23일 00:00:00
PART Ⅲ

시스템 운영·관리 비용 절감에 ‘탁월’ … 물리적 자원 넘어 모든 IT 자원 가상화로 발전

“스토리지 가상화로 역동적 비즈니스 요구에 탄력적으로 대응하자”


가상화는 컴퓨팅 파워, 스토리지 용량, 데이터 및 기타 IT 자원들에 대한 논리적인 뷰(View)를 제공하는 동시에, 이러한 자원들의 관리를 자동적으로 수행하는 것을 말한다. 이것은 복잡한 이기종 시스템들이 존재해도 하나의 단일한 시스템을 관리하는 것처럼, 전체 인프라가 하나의 관리 화면 안에서 마치 계기판을 통해 조정이 되는 것과 같은 관리 편의성을 제공해준다.
| 김상현 한국IBM 스토리지사업본부 과장·kshyeon@kr.ibm.com |


가상화 기능은 네트워크상에서 데이터가 어느 곳에 있더라도 가용한 자원에 대해 쉽게 접근할 수 있고 하나의 통합된 관점을 제공한다. 최근에는 하드웨어 자원의 가상화를 넘어서 데이터와 애플리케이션에 대한 가상화에 대한 요구가 더욱 높아지고 있다.
기업은 가상화를 통해 데이터의 접근을 단 한번에 수행하고 비즈니스의 수행에 필요한 역동적인 요구사항들에 빠르게 대응할 수 있는 애플리케이션을 제공할 수 있게 된다. 또한 시스템 운영 및 관리 비용은 물론 IT 인프라의 총소유비용(TCO)을 낮추면서도 동시에 필요한 시스템 용량을 유지할 수 있게 된다.
이를 위한 스토리지 가상화 솔루션의 경우, 여러 업체에서 다양한 솔루션들을 속속 출시하고 있는데, 기술적인 방향이나 구현 방식은 상이한 편이지만 ‘가상화의 대상’이라는 관점에서 보면 블록 레벨의 이기종 스토리지 장치를 논리적으로 가상화해 통합하는 방식과 파일 시스템 레벨에서 데이터를 가상화해 SAN 상에서 이기종 서버들이 동일한 데이터를 공유하는 방식으로 크게 구분할 수 있다.

블록 레벨 가상화 활용 방안
정보 가치의 제고 및 정보량의 폭증은 IT 발전과도 그 맥을 함께 한다고 할 수 있다. 산업의 전산화 및 자동화를 통해 정보의 흐름과 의사 결정 속도가 빨라졌으며, 그 근저에는 서버와 스토리지 장비들이 중요한 축을 이루고 있다. 그러나 벤더와 장치의 다양성으로 인해 관리의 어려움이 증대되고 있으며, 장비 간의 호환성 결여로 인해 변화에의 적응에 필수적이라 할 수 있는 구성의 유연성에 많은 문제를 지니게 됐다. 이러한 문제를 해결하기 위한 가상화 방안 중의 하나로 블록 레벨의 가상화 활용 방안이 제시되고 있다.
한 예로, IBM은 이러한 문제를 해결하고자 기존 인프라의 활용을 극대화하면서 구성의 유연성을 제고할 수 있는 SVC(SAN Volume Controller)를 솔루션으로 제시하고 있다. IBM에 따르면 SVC가 통제하는 모든 디스크는 물리적인 장치의 한계를 벗어나 단일 디스크 스토리지처럼 사용될 수 있으며, 서버나 사용자는 SVC와 연결돼 있는 모든 디스크 스토리지 장비를 하나의 디스크 풀(Pool)로서 인식하게 된다. 이를 가능하게 함으로써 기존에는 구현할 수 없었던 여러 가지 새로운 솔루션의 구현이 가능해진다. 그 구체적인 활용 방안을 다음 다섯 가지로 살펴보겠다.

스토리지 풀링(Pooling)
가상화 솔루션은 SAN에 접속된 이기종 스토리지를 통합해 관리의 용이성과 스토리지 활용도를 향상시키는 효과를 제공한다. 서버는 각 스토리지 장비별 LUN이 아닌 가상 LUN에 접근하며, 가상 LUN은 SAN에 연결된 스토리지 장비 전체의 풀(pool)에서 구성된다.
예를 들어, IBM의 SVC 솔루션의 경우, IBM 전 디스크 기종은 물론 EMC, HDS 등 주요 업체의 디스크들에 대한 가상화 환경을 제공해 이기종 환경에서 유연한 가상화 환경 구축이 가능하다.

디스크 장비간 순간 복제
데이터 백업이나 테스트 DB 형성 등의 용도로 활용되는 순간 복제 솔루션은 그 동안은 스토리지 장치의 물리적 한계를 벗어날 수 없었다. 즉 단일 장비 안에서만 가능했지만, 가상화 솔루션을 이용하면, 서로 다른 장비간에 순간 복제 솔루션 구현이 가능해져 시스템 구축의 유연성 및 비용 절감 효과를 기대할 수 있다.



이기종 디스크 장비간 원격지 복제
재해 복구 솔루션으로 주로 사용되는 원격지 복제 솔루션은 기존의 경우 동일 장비 사이에서만 구현이 가능했다. 따라서 원격지 상에도 고가의 디스크 장비를 구매해야 한다거나, 구형 장비를 계속해서 활용해야 하는 어려움이 있었다.
IBM의 경우, 이러한 문제를 SVC를 이용해 해결하고 있는데, 서로 다른 이기종 장비 사이에도 원격지 복제 솔루션 구현이 가능하다. 따라서 원격지에 보다 저렴한 디스크 장비로 재해 복구 환경을 구성할 수 있게 됐으며, 특정 벤더 제품에 종속되는 현상도 없어지게 돼 고객은 비용 절감 효과 및 보다 유연한 IT 구성을 갖출 수 있게 됐다.
온라인 데이터 마이그레이션
가상화 솔루션을 사용하면, IT 관리자는 스토리지를 오프라인으로 설정할 필요 없이 하나의 장치에서 다른 장치로 데이터를 가진 볼륨을 마이그레이션할 수 있다. 또한, 애플리케이션에 영향을 주지 않으면서도 스토리지 용량을 보다 효율적으로 할당 및 확장, 업그레이드 및 백업이 가능하다.

중앙 집중화된 볼륨 관리 및 제어
가상화 솔루션은 IT 관리자가 SAN에서 스토리지 볼륨을 관리하는데 도움을 주도록 설계되고 있다. 이는 다수의 이기종 스토리지 컨트롤러에 산재된 볼륨들을 단일한 창으로 관리할 수 있도록 해주며, 다른 벤더사의 스토리지 컨트롤러를 포함한 여러 스토리지 컨트롤러의 용량을 하나의 리소스로 결합할 수 있도록 지원한다. 예를 들어, IBM의 토털스토리지 프로덕티비티 센터는 웹 기반의 GUI 환경에서 디스크 및 SAN, 데이터에 대한 통합 관리 기능을 제공해 전산센터 수준의 관리 능력을 제공한다.

파일 시스템 가상화 활용 방안
현재의 SAN 환경에서는 각각의 애플리케이션 서버 별로 별도의 파일 시스템이 존재하게 된다. 이에 따라 다음에 나열한 필연적인 요구사항에 직면하게 된다. 이 같은 어려움들은 단지 전산환경의 어려움만으로 그치지 않고, 비즈니스 효율성과 비즈니스 연속성에 영향을 주는 이슈가 돼 결과적으로 막대한 금전적인 손실까지도 불러일으키게 된다.

- 파일과 데이터베이스 관리를 위해 일관된 방법론의 적용
- 애플리케이션 가용성에 영향을 주지 않는 스토리지나 서버 구성의 변경
- 서버간의 실 데이터 이동 없이 애플리케이션간 데이터 공유
- 다수의 중복 파일 생성 방지
- SAN 네트워크를 통한 파일 및 데이터베이스 활용도의 극대화

이와 같은 이슈가 발생하는 보다 근본적인 원인을 살펴보면, 현재의 파일 시스템들이 SAN 을 이용하고 있으면서도 SAN 자체의 이점을 완벽하게 활용하지 못하는 것에 기인한다고 할 수 있다. RM 해결을 위한 대안으로 제시되는 것이 SAN 파일 시스템이다. 현재의 환경에 SAN 파일 시스템을 도입하게 될 경우 다음과 같은 장점들을 기대할 수 있다.

- 데이터의 서버 종속성 제거에 따른 애플리케이션과 서버의 유연성 증대
- 단일화, 자동화된 정책 관리(Policy Management)에 의한 데이터와 스토리지 관리의 용이
- SAN을 통한 데이터 공유로 대형(Large scale) 파일공유 및 높은 성능 보장



SAN 파일 시스템 아키텍처
SAN에 연결된 외장형 공유 스토리지들은 스토리지 풀로 구성돼, 일종의 SAN 파일 시스템 공유 컨트롤러라고 할 수 있는 메타데이터 서버에서 관리된다. 이 메타데이터 서버들은 데이터의 록킹(Locking) 정보 등으로 구성된 메타데이터를 관리하며, 고가용성을 위해 클러스터 솔루션으로 보호된다.
한편 각 클라이언트 서버들은 SAN 파일 시스템 공유를 위해 기존의 NFS나 CIFS가 아닌 새로운 가상 파일 시스템(Virtual File System)을 사용하게 된다. 따라서 I/O 발생시 실제 사용자 데이터는 고속의 SAN망을 통해 전달되고 관리를 위한 소량의 메타데이터만이 IP 네트워크로 이동해 고성능의 SAN의 이점을 그대로 활용할 수 있게 됐다.

SAN 파일 시스템 5가지 활용 방안
1. 스토리지 풀 관리

SAN 파일 시스템은 공유 스토리지들을 과거와 같이 특정 서버에 종속시키지 않고, 비즈니스의 필요성에 따른 스토리지 풀로 관리한다. 즉, 스토리지의 물리적인 종속성을 제거함으로써 백엔드 스토리지의 하드웨어 추가나 제거에 따른 서버 애플리케이션, 즉 비즈니스의 영향을 없앨 수 있게 됐다. 또한 다수의 스토리지들을 풀로 관리함으로써, 스토리지별 용량 활용(Capacity Utilization)도 향상시킬 수 있게 됐다.

2. 단일 지점 관리(글로벌 네임 스페이스 사용)
SAN 파일 시스템은 이러한 스토리지 풀 위에 하나의 커먼 네임 스페이스(Common Name Space), 즉 모든 클라이언트 시스템들과 애플리케이션이 사용할 수 있는 하나의 파일 스트럭처를 만든다. 이들은 각 클라이언트 서버에서 일반적인 마운트 포인트(Mount point)를 가진 파일 시스템(ex: /SFS) 또는 윈도의 특정 드라이브(ex: F:)로 인식된다.
이처럼 글로벌 네임 스페이스(Global Name Space)를 사용함으로써 얻게 되는 가장 큰 장점은 단일 지점 관리(One-Point Administration)를 가능하게 한다는 것이다. 갈수록 복잡해져 가는 전산환경에서 수십, 수백의 서버와 스토리지를 관리해야 하는 IT 관리자에게 그 무엇보다 가장 중요하고 어려운 문제는 바로 일원화된 관리이다.
이러한 관점에 볼 때 SAN 파일 시스템의 단일 네임 스페이스 관리 및 효율적인 용량할당(Capacity Quota) 관리 기능은 데이터 공유의 필요성이 없는 환경이라고 하더라도 SAN 파일 시스템 도입을 고려할 만한 충분한 이유가 된다.

3. 정책에 의한 파일 관리
IT 환경의 혁명적인 변화를 나타내는 또 다른 키워드가 바로 자동화와 자율(Autonomy)이다. 이 중 자동화의 좋은 예라고 할 수 있는 것이 바로 SAN 파일 시스템의 파일 관리방법이다. 이제는 더 이상 사용자가 어느 물리적인 공간에 파일을 저장할 것인지를 고민할 필요가 없게 됐다. 사용자가 파일을 저장한 가상 공간과는 별도로, 실제 파일은 관리자가 정해놓은 정책에 따라 비즈니스 요구에 맞는 스토리지 풀에 저장된다. 이와 같은 정책들은 파일명, 확장자명 등은 물론 파일 생성일, 유닉스의 그룹 ID에 이르기까지 다양한 조건들을 만들 수 있다.

4. 다이렉트 I/O 및 플래시카피 기능
그간 데이터베이스를 사용하는 사용자들은 로(Raw) 디바이스 볼륨의 우수한 성능과 파일 시스템의 용이한 관리 장점 사이에서 계속 고민해 온 것이 사실이다. SAN 파일 시스템은 자체의 ‘다이렉트 I/O’ 기능을 통해, 파일 시스템이 주는 관리의 장점을 유지하면서도 데이터베이스 I/O 시 일반 파일 시스템이 주는 오버헤드 자체를 바이패스(Bypass)하게 해줌으로써 로 디바이스 볼륨의 성능을 보여준다.
그 뿐 아니라 SAN 파일 시스템의 플래시카피 기능을 이용하면 하나의 파일 세트에서 최대 36개까지의 시점 이미지를 순간 복제할 수 있다. 더군다나 이와 같은 시점 이미지들은 일반적인 스토리지 볼륨 카피와 달리 원본과 동일한 용량을 차지하지 않고, 다음과 같이 극히 일부의 공간만이 사용되므로, 비용 효율 측면에서도 매우 훌륭한 솔루션이라고 할 수 있다.
이렇게 만들어진 이미지들은 테이프 백업 용도로도 사용될 수 있을 뿐 아니라, 액티브 이미지(소스 볼륨)에서 복제된 이미지 시점으로의 복귀가 간단한 조작만으로 언제든지 가능하므로, 각종 프로젝트의 형상 관리 목적으로도 충분히 사용될 수 있다.



5. 데이터 관리
앞서 플래시카피 이미지를 이용한 백업을 잠시 설명했지만, SAN 파일 시스템은 동일한 네임 스페이스를 공유하므로 과거와 같이 서버당 별도의 백업 에이전트 모듈을 운용할 필요가 없다. 즉 단 하나의 백업 서버만으로도 모든 데이터 백업 및 복구 작업들을 처리할 수 있으며, 이는 바이러스 스캐닝 등 모든 데이터 관리 활동의 경우에 동일하게 적용 가능하다.

가상화 발전 단계
20세기 말부터 많은 기업들은 클라이언트/서버 환경과 같은 분산 컴퓨팅의 이점을 누리면서도, 그러한 분산 환경에 의해 야기된 관리의 어려움과 위험 요소의 증가에 수반되는 부수적인 비용의 발생을 줄이기 위해 많은 노력을 기울여 왔다. 많은 기업들이 최근 이러한 분산 자원의 통합을 위한 핵심 기술로 가상화 기술의 중요성을 인식하게 됐다. 즉, 온 디맨드 전산 환경에서 자원의 사용률을 높이고 총소유비용(TCO)을 줄이기 위해 가상화 기술은 필수적이라는 것이다.
그렇다면 가상화 기술의 현재와 미래는 어떤 모습일까? 전산 환경의 가상화 단계는 <그림 4>와 같이 단순화 및 최적화(Simplify & Optimize), 허용(Enable), 가상화된 서비스(Virtualized Services), 온 디맨드 운영 환경(On Demand Operating Environment)으로 발전해 나갈 것으로 예측되고 있다.
가상화 기술의 현 단계는 초기 단계인 단순화 및 최적화 수준이라고 볼 수 있는데, 대부분 기업에서 서버와 스토리지 박스의 개수를 줄이고, 자원의 사용률과 효율 수준을 개선하고, 각종 자원을 가상적으로 묶어 큰 풀(Pool)을 형성하고, 자원이 동적으로 추가, 삭제, 변경될 수 있고 애플리케이션에 할당 및 반환될 수 있는 기본 인프라를 구축해 가상화를 시작하는 것이다.
실제로 현재의 가상화 기술은 대부분이 물리적 자원의 가상화에 관한 것이다. 즉, 프로세서, 메모리, I/O 어댑터, 네트워크, 디스크 드라이브, I/O 서브시스템, 스토리지 컨트롤러, 그리고 서버 등을 하드웨어 혹은 소프트웨어적인 기법으로 가상적으로 통합하고 공유함으로써 원래의 물리적 자원과 동등하거나 심지어는 더 향상된 기능을 가지는 가상 자원에 대한 구조적인 인터페이스(Architected Interface)를 제공하는 것들이다.
한편, 미래의 가상화 기술은 단순히 물리적 자원을 가상화하는 것이 아니라, 네트워크 상에 분산된 이기종 환경의 모든 IT 자원을 공개 표준에 의거해 ‘가상화된 자원’으로서 정의하고 조작하는 것을 목표로 한다. 즉, 예를 들어 OGSA와 같은 공개 표준 서비스 기반에서 가상화된 자원을 서비스처럼 운영하게 된다.
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