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Part 4 iSCSI iSCSI·FC SAN,“나란히 비교 심판대에 오르다”
IP스페셜
2006년 10월 17일 00:00:00
10기가비트 이더넷이 전세계 데이터 센터에 영향을 미치면서 어떤 대역폭에 목마른 애플리케이션이 처음으로 그 혜택을 입게 될까? 네트워크 스토리지가 될까, 아니면 새로운 표준으로서 기가비트 이더넷에게 도전을 안겨 주는 서버 레벨에 포함된 기가비트 이더넷 스위치들간 고속 링크가 될까? 오늘날에는 크고 빠른 엔터프라이즈 스토리지가 FC SAN 네트워크의 독보적인 영역인 경우가 많으며, 파이버 채널 플랫폼은 투쟁없이 쉽게 그 땅을 내놓으려 하지 않을 것이다.


데이터 센터에는 엄청나게 많은 수의 회사들이 올 IP의 꿈을 꾸며 살고 있다. 대부분의 중소 기업들은 재정적인 이유로 계속해서 DAS와 NAS를 주 스토리지 모델로 이용하고 있다. 하지만 기업이 성장함에 따라 그 IT지원 팀은 결국 수십 개의 서버를 다루고, 수백 테라바이트의 기간 데이터를 24×7×365 기반으로 관리해야 하게 될 것이다. 어떤 시점에서는 스토리지 통합을 심각하게 고려하게 된다. 그리고 나면 데이터를 서버로 가져가는 방안을 선택하는 일이 과제가 된다.

파이버 채널 SAN, ‘인기 지속(?)’
기가비트 이더넷은 서버를 기업의 나머지로 연결시켜 주는 공통의 표준이지만, 대규모 기간 엔터프라이즈 스토리지에 요구되는 대형 업그레이드의 상당 부분은 별도로 관리되는 FC 네트워크에서 SAN을 통해 이뤄진다.
1990년대 중반에 개발된 스토리지 전용 FC 네트워크는 1, 2 및 4 기가비트 버전으로 나와 있으며, 언제나 유사한 이더넷 기술보다 몇 단계 더 앞서 왔다. 이제 10기가비트 이더넷이 인기를 얻어가면서 이더넷은 대역폭 부문에서 강력한 경쟁자로 부상했다. 하지만 스토리지를 고려하는 한 네트워크 속도가 전부는 아니다.
기업 사용자 입장에서 보면 FC는 고 가용성과 막대한 성장 잠재력, 수많은 일류 업체들, 그리고 IP 스토리지보다 훨씬 더 큰 설치 기반을 제공하는 성숙한 스토리지 기술이다. 이 모든 것은 늦은 밤 스토리지 관리자에게 큰 안도감을 주며, IP기반 iSCSI SAN은 이 정도의 대접을 받을 만큼 오래 되지 못했다.
하지만 그 엄청난 인기에도 불구하고 FC SAN은 또한 전문 기술을 보유한 지원 인력을 필요로 하는 복잡하고 노동 집약적인 기술로도 명성이 높으며 충분히 그럴 만하다. FC 네트워킹 하드웨어가 이더넷쪽보다 충분히 더 비싸며, 서로 다른 업체 장비간 상호운용성 문제도 심각하다는 점은 차치하더라도 FC 경력자는 이더넷 쪽보다도 훨씬 더 구하기 힘들며, 연봉도 더 높게 부른다.
FC를 채택하는 회사들에게 가장 큰 도전은 아마도 이미 부담이 큰 데이터 센터 환경에 두 번째 네트워크 아키텍처를 추가하는 복잡성 정도가 될 것이다. 이것은 아마도 수천 테라바이트의 통합 스토리지를 필요로 하는 하이엔드 시스템으로 비즈니스를 하는 비용을 조금은 더 오래 유지해 줄 것이다. 하지만 네트워크드 스토리지 니즈가 IP기술을 이용해 처리가 가능한 환경이 수없이 많다.


NAS와 iSCSI
IP기반 스토리지 플랫폼에서는 두 가지 선택, 즉 NAS와 iSCSI SAN이 있다. 아마도 가장 일반적인 IP 스토리지 대안인 NAS는 SAN 기술보다 나온 지 오래 됐으며, NAS 시스템은 파일 레벨의 공유 액세스를 필요로 하는 수많은 주요 스토리지 애플리케이션들 용으로 점점 그 인기를 더해가고 있다. NAS는 대다수 기업에서 일반적으로 사용되고 있으며, 스탠드얼론 시스템으로서 이행되거나, 혹은 SAN 스토리지 풀을 이용해 CIFS 및 NFS 네트워크 공유를 제공하기 위해 기존의 FC SAN과 직접 인터페이싱을 하는 전담 NAS 게이트웨이를 이용해 이행되고 있다.
하지만 NAS가 유용한 만큼, 일부 대형 비즈니스 애플리케이션과 트랜잭션 데이터베이스는 여전히 성능 때문에, 혹은 특수한 데이터 액세스 필요조건을 지원하기 위해 블록 레벨 스토리지를 원하고 있다.
올 IP 엔터프라이즈에서는 iSCSI SAN이 FC SAN과 같은 능력을 제공할 수 있지만, 대신 전통적인 이더넷 하드웨어를 이용해 클라이언트로 접속한다. 2003년에 표준화가 된 iSCSI 프로토콜은 일반 SCSI 명령어와 데이터 전송기를 이더넷 패킷으로 봉입하도록(encapsulate) 만들어졌다. 더 중요한 것은 클라이언트가 가장 인기있는 운영 시스템에서 iSCSI 네트워크드 스토리지로 액세스하는 데 필요한 모든 것은 보안과 프로토콜을 처리하는 프리웨어 iSCSI 이니시에이터(initator)와 이더넷 어댑터뿐이라는 사실이다.
IDC에 따르면 iSCSI는 전체 스토리지 시장의 2~3%밖에 차지하지 않지만 iSCSI SAN 시장은 연간 105%의 매출 성장을 기록하고 있다. 이에 비해 전세계 총 디스크 스토리지 시스템 성장률은 연간 13.3%, NAS 시장 성장률은 같은 시간 대에 7.5%에 불과하다.
iSCSI SAN 기술에 있어서 도전은 언제나 FC SAN과 나란히 비교 심판대에 오르는 일이다. 많은 기업 스토리지 관리자들이 아직도 iSCSI를 대형 주 스토리지로 충분히 대접하지 않고 있는데, 그 주된 이유는 능력보다도 용량과 성능 때문이다.


성장의 여지
FC와 마찬가지로 iSCSI SAN의 최대 용량에도 이론적인 한계는 없지만, 대부분의 시스템이 100~150GB 범위까지만 확장되도록 만들어진다. 이것은 기술적인 한계 때문이 아니라 더 큰 수요를 만들고 있지 않는 젊은 iSCSI 시장에 대한 응답에 더 가깝다.
FC의 주요 참여업체들이 IP 스토리지 인기의 높아지는 인기를 무시하고 있다고 생각해서는 안 된다. FC 거장인 EMC 조차도 IP 친화적인 태도를 보이고 있기 때문이다. EMC는 자사에서 가장 큰 FC SAN 제품에까지도 NAS 및 iSCSI 접속성을 제공하는 고성능 IP 게이트웨이 라인을 내놓고 있다. 게다가 EMC 대부분의 중간급 SAN 라인은 FC나 iSCSI로 사용 가능하며, 최근 이 회사는 두 가지의 완전 IP 기반 시스템을 발표했다.
NS-350과 NS-740 스케일러블 인티그레이티드 플랫폼(Scalable Integrated Platforms)은 iSCSI SAN과 NAS 사양을 통합했으며, 통합된 다층적 IP 스토리지를 제공하는 EMC의 센터라(Centera) CAS 아카이빙 시스템 모듈을 포함하도록 확장 가능하다.
이퀄로직이나 레프트핸드네트웍스와 같은 보다 젊은 iSCSI 전문 SAN 회사들은 확장 가능한 SAN 스토리지라는 일괄적인 태도를 피하고 모듈식에 가까운 개념으로 iSCSI 제품을 만들고 있다. 이러한 방식에서는 각각의 멀티디스크 랙 인클로저가 보다 저렴한 SATA 드라이브를 기반으로 하며, 그 자체의 스토리지 컨트롤러, 다중 10기가 포트, 그리고 필요에 맞게 SAN을 확장시킬 때 단일 페인 오브 글래스(single-pane-of-glass) 관리를 제공하는 통합 SAN 소프트웨어를 담고 있다.
이러한 모듈식 SAN ‘빌딩 블록’은 회사에서 스토리지를 필요에 따라 1~7TB씩 구입할 수 있게 해주며, 볼륨 확장을 단순화하고, 자동 프로비저닝을 지원하며, 통합 페일오버, 복제 및 스냅샷 능력을 주는 고도로 진보된 가상화 사양들을 제공한다. 이런 시스템의 차세대 이용 편의는 선형으로 확장되는 성능에 의해 더욱 빛을 발한다.
현대의 iSCSI SAN에서 발견되는 하이레벨 관리 능력은 또한 많은 FC 환경에서 흔히 사용되는 써드파티 관리 툴에 대한 필요를 없애준다. 이러한 SAN 관리 제품 시장은 대형 FC 환경에 있는 모든 요소를 관리하는 데 필요한 복잡성에 응해 성장해 왔다. 다행히도 iSCSI 업체들은 이러한 교훈을 놓치지 않고 자신들의 SAN 제품에 이러한 하이레벨 관리 툴을 상당수 직접 통합시키고 있다. 게다가 IP 스토리지에는 FC의 고질적인 로레벨 포트, 스위치 및 장비 관리 문제가 없으며, 스토리지용 IP 네트워크 관리는 이제 더이상 여느 이더넷 인프라보다 많이 포함돼 있지 않다.
그리고 iSCSI 가상화가 있다. 통합 스토리지 풀, 자동 볼륨 확장, 그리고 매끈한 데이터 마이그레이션 등은 새로운 모듈러 iSCSI SAN에서 흔히 볼 수 있는 특성들이다. 하지만 불행히도 이러한 가상화 능력의 상당 부분은 업체 중심적이며, iSCSI 업체 수가 늘어나면서 혼합 iSCSI 환경의 다중 업체들간에 통합 관리를 제공하고 가상화를 지원하는 시스템에 대한 수요가 높아질 것이다.

어떤 속도에서든 안전하게
대부분의 모듈러 iSCSI SAN은 다중 부하조절 기가비트 이더넷 포트를 제공하며, 사용 가능한 포트의 수는 새 모듈이 추가되는 데 따라 늘어나기 때문에 대역폭의 선형 성장이 가능하다. 업체들은 대부분의 iSCSI 애플리케이션이 다중 기가비트 이더넷 포트에 의해 제공되는 대역폭을 채우기 힘들 것이라고 주장하지만, 10기가비트 이더넷의 도입으로 이러한 능력은 네트워크가 더 이상 병목이 없는 수준까지 향상될 전망이다.
10기가비트 이더넷 iSCSI 시스템의 도입을 통해 이더넷의 단일 포트 대역폭 또한 FC를 능가하게 될 것이다. FC의 경우 같은 시간대에서 4Gb로 보통 사용 가능할 것이기 때문이다.
물론 로우(raw) 대역폭이 전부가 아니다. IT 관리자를 계속해서 괴롭히는 한 가지 문제는 TCP/IP를 처리하는 서버에 의해 요구되는 FC 스토리지에 비해 높은 프로세서 오버헤드다. 이것은 OS와 작동해 IP 스택의 부하를 덜어주는 iSCSI 전용 HBA와 TOC(TCP Off-load Engine) NIC를 제공하는 수많은 업체들에 의해 해결되고 있다. 이러한 iSCSI 지원 가속화 카드는 프로세서 이용량을 낮추고 클라이언트 레벨에서의 iSCSI 이니시에이터나, 호스트 스토리지 시스템 상의 iSCSI 타깃으로서 작업처리량을 향상시켜 준다.
iSCSI 가속기는 작은 전송기 크기나 IPSec 암호화로 서버의 프로세싱 능력에 추가 부담이 주어지는 전통적인 환경에서 인기를 얻고 있다. iSCSI 가속화를 지원하는 장비 드라이버는 대부분의 일반 서버 OS용으로 나와 있다.
윈도 환경용은 마이크로소프트가 알라크리테크(Alacritech) 및 브로드콤(Broadcom)과 협력해 서버 2003을 위한 ‘스케일러블 네트워킹 인핸스먼트(Scalable Net- working Enhancements)’를 진행하고 있을 뿐만 아니라 롱혼(Longhorn) 및 비스타(Vista) 플랫폼을 위해 완전히 재구성된 네트워킹 전략을 작업 중이다. 마이크로소프트는 ‘차세대 TCP/IP 스택’이라 일컫는 이러한 인핸스먼트들이 윈도 네트워킹 환경에 수많은 진보를 가져다 줄 것이며, OS 레벨에서의 TCP/IP 오프로딩을 지원할 것이라고 말했다.

보안 관점, iSCSI 얼마간 혼란
또 한 가지 제품 개발 단계에 있는 것으로, IP 오프로딩과 다중 프로토콜에 대한 지원을 제공하고, RDMA(Remote Direct Memory Address) 프로토콜에 IP 전용 기능이 추가된 혜택을 누리는 단일 칩 리프로그래머블 10기가비트 이더넷 익스텐션, 즉 TCP/IP용 iWarp와 iSCSI용 iSER(iSCSI Extensions for RDMA)이 있다. 이러한 익스텐션들은 또한 IP전송 프로세싱을 완전히 오프로딩하고, 중간 버퍼 복사를 피하고, 애플리케이션 레벨의 컨텍스트 스위칭에 대한 필요를 없앰으로써 IP통신을 원활히 할 수 있게 설계됐다.
iSCSI에게 있어 이것은 RDMA 지원 NIC와 iSER을 사용하는 시스템이 10기가비트 이더넷 속도에서조차 IP 프로세싱의 오버헤드를 최소화하기 위해 시간 소모적인 버퍼 쓰기를 피함으로써 진정한 제로 카피(zero-copy)를 달성할 수 있다는 것을 의미한다. 몇몇 기가비트 이더넷 iSCSI 가속기 업체들은 이미 RDMA를 지원하고 있지만, 놀랍게도 대부분은 아직 10기가비트에 대해서는 어떤 발표도 하지 않았다.
iSCSI는 전통적인 기가비트 이더넷 NIC를 이용해 작업부하에 따라 단일 프로세서 용량의 10~20%를 소모할 수 있다. 이는 곧 10기가비트 이더넷 속도에 10배가 늘어나면 단지 네트워크 트래픽을 처리하는 데만 다중프로세서 시스템에서 하나의 전체 프로세서 이상을 쉽게 쓸 수 있다는 얘기다. 애플리케이션에 따라 이로 인해 TCP/IP와 iSCSI 오프로딩이 필요하게 될 수 있으며, 이더넷 가속화는 옵션이라기보다는 하나의 필수품이 될 것이다.
보안 관점에서 보면 iSCSI에는 여전히 얼마간의 혼란이 있다. 보통은 다른 이더넷 애플리케이션과 마찬가지로 같은 네트워크를, 따라서 같은 취약성을 공유하기 때문에 FC보다 보안성이 떨어진다는 게 일반적인 인식이다.

실제로 iSCSI 트래픽은 언제나 완전히 서로 다른 네트워크에서 연결되거나, 혹은 최소한 일반 네트워크 트래픽과 쉽게 격리되는 전용 스토리지 서브네트에서 연결이 된다. 게다가 iSCSI는 CHAP(Challenge-Handshake Authentication Protocol)를 제공하는데, 이것은 클라이언트와 서버 레벨 모두에서 보안 패스코드를 요구하며, IPSec뿐만 아니라 다른 IP 암호화 알고리즘에 대한 전면적인 지원을 제공한다.
FC의 보안은 이것이 완전히 다른 네트워크 패브릭에 존재한다는 사실을 기반으로 하지만, iSCSI만이 보안 사양으로 인증과 암호화를 모두 제공한다. 어떤 스토리지 패브릭을 사용하든 관계없이 클라이언트-서버에서의 보안은 앞으로도 중요한 문제가 될 것이며, 궁극적으로 회사 네트워크의 보안은 인프라에서 가장 취약한 지점만큼만 강력하다는 사실을 언제나 명심해야 한다.

어디로 가야 하나
스토리지 상호접속자로서 파이버 채널을 없애는 것이 비용과 복잡성을 줄여줄 것이라는 데는 의심할 나위가 없지만, 변화를 앞당길 수 있는 강력한 힘, 즉 공통의 저렴한 10기가비트 이더넷은 아직 1년 이상을 더 기다려야 할 것 같다.
하지만 이것은 초대기업들에게나 우선적인 관심사들이며, 중소기업의 경우 FC 스토리지를 정당화하기 힘들어지는 곳들이 점점 더 늘어나고 있다.
이때가 올 때까지 통합 스토리지에의 업그레이드나 투자가 필요한 조직은 실질적인 성장 필요조건, 하드웨어 및 네트워크 중복성, 네트워크 유지보수비, 그리고 그 무엇보다도 관리 및 지원 인력 비용 등을 고려해야 한다.
회사가 성장하고 큰 이동, 즉 2~4GB의 파이버 채널이나 아마도 보다 큰 스토리지 시스템으로 전면 이동을 할 것인지를 결정해야 할 때는 애플리케이션에 가장 잘 맞는 IP로 FC 시스템을 점진적으로 교체하기 시작하는 게 도움이 될 것이다.
10기가비트 이더넷이 저렴하고 쉽게 사용 가능하다면, 아마도 이 기사는 완전히 다른 내용이 됐을 것이다. 하지만 향후 12~18개월 동안은 선호도의 무게중심은 여전히 FC쪽에 더 실릴 것이다. 하지만 10기가비트 이더넷의 도래, 네트워크 어댑터의 진보, 그리고 iSCSI SAN의 보급 확산은 또 다른 경쟁자를 분명 등장하게 만들 것이다.


FYI 123p
SAN을 완전히 무시하고 DAS나 NAS에 의존함으로써 iSCSI나 FC SAN의 파이버 채널로 인한 비용과 복잡성을 피할 수 있다. 최근 설문 조사에 따르면 본지 독자들 가운데 50%는 관심이 없다고 답했다. 하지만 서버 수와 데이터 테라바이트가 증가하면서, 대부분의 조직들은 스토리지를 집중화하기를 원할 것이며, 이는 곧 SAN을 의미한다.

FYI 124p
가트너의 전망에 따르면 iSCSI 투 파이버 채널 SAN 게이트웨이 매출은 5천900만 달러에 달할 것이다.

FYI 124p_1
10Gbps iSCSI는 2007년 판매된 iSCSI 이니시에이터의 25%를 차지할 것이며, 2009년에는 63%에 달할 것이라고 가트너는 전망했다.
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