Case Study - 서울시립대학교 SPCC 기가비트 스위치 구축
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Case Study - 서울시립대학교 SPCC 기가비트 스위치 구축
  • 승인 2005.09.23 00:00
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광 결정 시뮬레이터 위한 안정적인 네트워크 기반 마련
디링크 3324SR/3324SRi 스위치 도입 … 스타형 스태킹으로 섀시형에 버금가는 성능 발휘



서울시립대학교 물리학과에서 고성능 계산기(High Performance Computer)를 만들기 위해 지난 1998년 설립한 SPCC(Seoul Parallel Computer Center)는 네트워크 및 컴퓨터의 성능을 테스트해 병렬 컴퓨터에 적용하기 위한 연구 및 병렬 컴퓨터 제작을 병행해 오고 있다. 최근에는 광 결정(photonic crystal) 시뮬레이터를 위해 병렬 컴퓨터 시스템을 구축했다. 이번 시스템 구성에는 네트워크가 차지하는 비중이 상당히 컸다. 네트워크 장비가 커다란 마더보드(Motherboard) 역할을 수행해 네트워크 장비의 장애는 전체 병렬 컴퓨터 시스템의 장애로 이어지기 때문이다. 이에 따라 엄격한 테스트를 거쳐 속도, 안정성, 확장성 등이 우수한 ‘디링크 DGS-3324SR/3324SRi’ 기가비트 스위치 조합을 선택했다.
글·강석오 기자·kang@datanet.co.kr
사진·김구룡 기자·photoi@datanet.co.kr

SPCC는 서울시립대학교 물리학과에서 운영하는 병렬 컴퓨터 연구소로 고가의 계산용 시스템이 아닌 저가용 계산 전용 시스템을 목표로 계산물리학(computational physics) 연구에 활용되고 있다. 고체물리 이론에서의 계산용 병렬 컴퓨터 시스템 사용이 급증, 이에 기반한 연구가 활발해지며 지난해에는 핵물리 및 광학 분야로 연구범위가 한층 넓어지고 있는 상황이다.
따라서 중대형 병렬 컴퓨터 시스템을 도입하기로 결정, 기존 병렬 컴퓨터 기술 및 SPCC의 연구결과 등을 설계에 적용해 80노드 규모의 병렬 컴퓨터 시스템을 구축하게 됐고, 중앙 통제를 위한 소프트웨어 및 웹도 함께 개발했다. 이에 따라 제작된 병렬 컴퓨터 시스템은 광 결정 시뮬레이터를 위한 것으로 앞으로는 물질표면분석 시뮬레이터, 핵물리 계산용으로도 활용될 예정이다.

디링크 기가비트 스위치 조합 선택
박진우 서울시립대 SPCC 연구원은 “SPCC의 주된 업무는 서버 유지 및 사용자들에 대한 지원이며 부가적으로 차기 병렬 컴퓨터 시스템을 만들기 위한 새로운 장비, 네트워크 및 CPU 등에 대한 벤치마킹을 하고 있다”며 “향후 확장에 따른 네트워크 구성에 보다 유연하게 대처하기 위해 자료수집을 하고 있으며 교내 백본망에 직접 참여해 그리드 컴퓨터 프로젝트에 참여하는 것이 중장기적인 목표”라고 설명했다.
특히 SPCC에서 광 결정 시뮬레이터를 위해 새롭게 구축한 병렬 컴퓨터 시스템의 구성에는 네트워크가 차지하는 비중이 상당히 높다. 네트워크 장비가 병렬 컴퓨터들의 마더보드의 역할을 하기 때문에 네트워크 장비의 장애는 바로 병렬 컴퓨터 시스템의 장애로 이어지기 때문이다. 따라서 네트워크 장애에 신속하게 대처할 수 있도록 네트워크 장비의 안정성, 유연성, 확장성 등의 확보가 핵심으로 이러한 조건에 부합하는 기가비트 스위치를 찾는 것이 무엇보다 시급했다.
박 연구원은 “광 결정이란 물질의 광학적인 성질을 이용할 수 있는 구조를 갖고 있거나 구조를 갖도록 만들어낸 물질로 쉽게 말하면 빛을 사람이 원하는 방향으로 진행시키도록 하는 구조물 또는 원하는 성질로 바꾸게 하는 구조물을 만드는데 이러한 것을 광 결정이라고 한다”며 “이러한 광 결정을 만들기 위해서는 많은 시간과 노력은 물론 비용이 수반되는데 이러한 과정 이전에 가상실험을 통해 실제 실험시간과 비용을 절감하기 위해 리눅스 기반의 병렬 컴퓨터 시스템을 구축하게 됐다”라고 설명했다.
특히 광 결정 시뮬레이터를 위한 이번 병렬 컴퓨터 시스템에서는 네트워크 장비가 그 무엇보다 중요한 역할을 수행하고 있다. 따라서 지난해 11월부터 6개월 이상의 엄격한 테스트를 거쳐 디링크 DGS-3324SR/3324SRi 기가비트 스위치 조합을 선택하게 됐다.

가격대비 성능·속도·확장성·유연성 ‘우수’
박 연구원은 “쓰리콤, 노텔, 시스코, 디링크 등의 비슷한 사양의 기가비트 스위치를 제품군을 비교했을 때 성능 대비 가격적인 측면에서 디링크 장비가 우수한 점수를 받았다”며 “레이어 3 스위칭 허브 구입을 위해 노텔과 디링크 장비가 최종 선택경쟁 선상에 올라온 가운데 장기적인 측면에서의 확장성은 물론 장애 대처를 위한 유연성, 가격대비 성능 등에서 우수성을 나타낸 디링크 장비를 선택하게 됐다”라고 덧붙였다.
병렬 컴퓨터에서 사용하게 될 장비들은 장비별 최고의 성능을 장시간 유지하며 작동되기 때문에 내구성이 약한 장비의 경우 수명이 짧을 수밖에 없는 것은 당연하다. 따라서 가격이나 속도 이외에 안정성, 확장성, 유연성 등은 기가비트 스위치 선택에 우선 고려 사항이 됐다.
박 연구원은 “마지막까지 디링크와 경합을 벌인 노텔의 48포트 기가비트 L3 스위칭 허브도 성능 대비 가격경쟁에서 우수한 점수를 받았지만 포트 불량 발생에 따른 신속한 장애 대처가 단점으로 지적됐다”며 “만일 48포트중 2~3개의 포트가 고장나면 2~3개 포트 수리 때문에 나머지 40대 이상의 계산 노드를 작동시키지 못하는 불상사가 생기게 된다. 병렬 컴퓨터는 서버와 마찬가지로 상시 서비스를 할 수 있는 대기 상태여야 하고, 시스템의 네트워크 또한 상시 대기 상태여야 하기 때문”이라고 설명했다.
이에 따라 디링크 DGS-3324SR/3324SRi 제품 조합은 확장성과 장애에 따른 신속한 대처가 가능한 유연성에서 높은 점수를 받았다. 따라서 DGS-3324SRi를 마스터 스위치로, DGS-3324SR을 슬레이브 스위치로 동작시키는 스타형 스태킹(Star Stacking)을 통해 고가의 섀시형 스위치에 버금가는 안정적인 성능을 구현하고 있다.
박 연구원은 “DGS-3324SR/SRi 제품군은 엑스스택(X-Stack)을 지원, 허브간 전이중(Full Duplex)으로 20기가비트를 지원하며 스타형 및 체인형 조합으로 사용자의 목적과 환경에 적합하도록 조합을 할 수 있는 장점이 있다”며 “스위칭 허브간 통신이 20기가비트를 지원하기 때문에 병목현상을 줄이면서 떨어져 있는 노드간의 통신상태를 최상으로 유지시켜 준다”라고 설명했다.

병목현상 줄이며 노드간 통신상태 최상 ‘유지’
디링크의 엑스스택 시리즈는 고가의 섀시형 스위치를 대처할 수 있는 기가비트 스태커블 스위치로 우수한 보안성과 안정성을 기반으로 최대 12대까지의 스위치 스태킹을 통해 장비당 40기가비트의 전송속도를 지원한다. 또 SIM(Single IP Management)를 통해 최대 32개의 장비를 하나의 IP로 원격 관리가 가능하고, NMS를 이용한 깔끔하고 쉬운 사용자 인터페이스를 제공한다. 현재 서울시립대 SPCC에는 마스터 스위치 1대와 슬레이브 스위치 6대가 조합된 2세트의 디링크 기가비트 스위치가 구축돼 운용되고 있다.
서울시립대 SPCC의 이번 병렬 컴퓨터 시스템은 64비트 컴퓨팅을 겨냥해 인텔의 600대 CPU를 채택, 국내에서는 32비트와 64비트 혼용을 처음 시도하는 한편 지속적인 투자를 통해 시스템을 확장해 나갈 계획이다. 또한 현재의 교내 기가비트 이더넷 백본이 내년에는 10기가비트 이더넷으로 업그레이드될 예정으로 있어 현재 설치돼 있는 디링크 스위칭 허브와 교내 백본망을 이용해 다른 연구실들의 병렬 컴퓨터와 10기가비트 이더넷을 구축하는 한편 장기적으로는 국내 그리드 컴퓨터망과 연동시켜 나갈 계획이다.
박 연구원은 “이번에 구축된 병렬 컴퓨터 시스템은 현재 국내에서 작동되고 있는 대규모 병렬 컴퓨터 시스템과는 다른 구성과 부속품을 사용하고 있다”며 “이 시스템을 바탕으로 국내 다른 연구소에서 차기 병렬 컴퓨터 시스템을 구축하는데 있어 성공모델이 될 수 있도록 만들어 나갈 것이다. 특히 성공적인 시스템 구축에서도 볼 수 있듯이 꼭 대형 네트워크 장비만 고집할 필요는 없을 것”이라고 강조했다.


INTERVIEW
박진우 | 서울시립대 SPCC 연구원
“국내 그리드 컴퓨터망과 연동시켜 나갈 것”


병렬 컴퓨터 시스템 구축 배경은.

SPCC는 네트워크 및 컴퓨터의 성능을 테스트해 병렬 컴퓨터에 적용하기 위한 연구 및 병렬 컴퓨터 제작을 병행하고 있는 가운데 최근 광 결정 시뮬레이터를 위해 80노드 규모의 중대형 병렬 컴퓨터 시스템을 새롭게 구축하게 됐다. 특히 이번 시스템 구성에서는 네트워크가 차지하는 비중이 상당히 높다. 네트워크 장비가 병렬 컴퓨터들의 마더보드의 역할을 하기 때문으로 네트워크 장애에 신속히 대처가 가능한 안정성, 유연성, 확장성 등을 확보하고 있는 기가비트 스위치를 찾는 것이 중요했다.

디링크 스위치 선택 이유는.
여러 벤더들의 동급 장비들과 비교했을 때 성능 대비 가격적인 측면에서 디링크 장비가 우수했을 뿐 아니라 장기적인 측면에서 확장성이나 장애 대처를 위한 유연성 등에서도 뛰어 났기 때문에 6개월간의 엄격한 테스트를 통해 디링크 DGS-3324SR/3324SRi 기가비트 스위치 조합을 선택하게 됐다. 특히 스위칭 허브간 전이중으로 20기가비트를 지원하며 스타형이나 체인형 조합으로 사용자의 목적과 환경에 적합하도록 조합을 할 수 있다는 장점이 있다.

디링크 스위치 구축 효과는.
DGS-3324SRi가 마스터 스위치로, DGS-3324SR이 슬레이브 스위치로 동작하는 스타형 스태킹을 통해 현재 고가의 섀시형 스위치에 버금가는 안정적인 성능을 구현하고 있다. 더불어 스위칭 허브간 통신이 20기가비트를 지원해 병목현상을 현저히 줄이면서 멀리 떨어져 있는 노드간의 통신상태를 최상으로 유지시켜 주고 있다. 현재 마스터 스위치 1대와 슬레이브 스위치 6대가 조합된 2세트의 디링크 기가비트 스위치가 도입돼 광 결정 시뮬레이터를 위한 안정적인 네트워크 기반을 마련했다.

향후 시스템 활용 계획은.
이번 병렬 컴퓨터 시스템은 국내에서는 32비트와 64비트 혼용을 처음 시도하고 있는 가운데 계속적으로 시스템을 확장해 나갈 계획이다. 더불어 교내 백본이 업그레이드되면 현재 설치돼 있는 디링크 스위칭 허브와 교내 백본망을 이용해 다른 연구실들의 병렬 컴퓨터와 10기가비트 이더넷을 구축할 예정이다. 특히 장기적으로는 국내 그리드 컴퓨터망과 연동시켜 나갈 방침으로 국내 다른 연구소들의 병렬 컴퓨터 시스템 구축 성공모델로 만들어 나갈 계획이다.

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