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“IT 관리 지형도가 바뀌고 있다”
IP SAN 스토리지
2008년 04월 07일 00:00:00 데이터넷
“IT 관리 지형도가 바뀌고 있다”
x86 기반 통합· 가상화 효과 ‘기지개’ … 네트워크 스토리지 수요 증가


투명한 애플리케이션 데이터의 스토리지 관리를 위해, 서비스 환경에서 재설치, 복사, 재구성, 가용성 증대 및 저렴한 비용 등의 장점을 제공하는 가상화 환경에서의 iP-SAN의 활용은 이미 시장을 성공적인 입증 및 미래를 예상하고 있다.
가상화에 가장 효율적인 네트워크 스토리지 수요가 증가하면서 기존의 스토리지 공급업체인 EMC, 넷앱, 히다찌 등에서도 기존의 FC환경과 하이브리드 형태의 iSCSI 스토리지가 속속 출현하고 있다. 순수 iSCSI 선도업체였던 이퀄로직을 지난해 말 델이 인수합병을 통해 네트워크 스토리지에 대한 시장성과 밝은 전망을 가속화 하고 있다. 가상화 환경에서의 IP SAN 스토리지의 특징을 살펴본다. <편집자>


연재순서
1회 : IP SAN 스토리지 이해
2회 : 지능형 IP SAN 스토리지
3회 : 가상화 환경에서의 IP SAN (이번호)

김일동 // 이퀄로직코리아 지사장
idkim@equallogic.com

최근 몇 년간 가상화에 대한 고려를 위해 IT 관리자는 많은 분석과 투자를 수행하고 있다. 유닉스에서는 각각의 서버 벤더내에서만 제공되는 기술을 이용했으며, 윈도 및 리눅스 환경에서의 가상화 및 통합에 있어서는 대표적으로 VM웨어사의 ESX 서버나 MS의 가상화 서버를 비롯해 다양한 솔루션이 제공되고 있다. 가상서버에서는 각 서버의 이미지를 가장 최적화된 가상화 스토리지 공간을 활용해 효율을 높이는 부분도 중요한 요소로 검토돼야 한다.

가상화 스토리지 필요로 하는 가상화 서버
현재 IT환경에서 서버 가상화는 가장 주요한 기술요소의 하나다. 서버의 하드웨어와 소프트웨어를 인프라환경에서 분리해운영효과를 최대화하기 위해서는 서버 가상화는 ‘버츄얼 머신’을 기반으로 일반적으로 ‘게스트 OS’로 불리는 데이터 파일이 개별적으로 실행가능하고 관리가 가능케 한다.
제공되는 공유된 메모리, CPU, 네트워크 및 디스크 스토리지를 다수의 가상화된 게스트 OS가 실행되고, 애플리케이션과 데이터 처리의 과정이 물리적인 환경과 동일하게 제공된다. 차이점은 단지 가상화된 운영시스템이 가상화된 환경에서 운영된다는 것 뿐이다.
가상화된 운영체제는 투명하게 다른 서버로 마이그레이션과 애플리케이션의 부하에 따라 물리적인 서버의 다이나믹한 이동을 제공한다. 물론 대규모의 고가용성, 유연성을 보장해 최적의 자원 활용과 운영비용의 절감 효과를 기대할 수 있다.
최근에는 각 서버의 자원 사용량에 따라 불필요한 서비스를 다른 서버로 이양하고, 필요 없는 서버의 경우에는 전원을 끄고, 사용량의 증가에 따라 서버를 다시 부팅하는 기능까지 지원하면서 그린컴퓨팅 환경의 주요요소로 서버가상화가 선도하고 있다.

스토리지 가상화(Storage Virtualization)
개별 서버에 각각 할당 되거나, 각 프로젝트 단위로 별개로 도입된 분리된 스토리지에 대해 통합된 하나의 스토리지 자원으로 활용하는 스토리지 가상화는 필수불가결의 요소이다. 간단히 생각하면, 물리적인 다양한 스토리지에 대한 논리적인 데이터 볼륨을 생성해 제공하는 것이다.
물리적으로 다른 성격의 스토리지 어레이별, RAID별, 디스크 타입 및 상이한 컨트롤러 등의 다양한 환경에서 가상화 스토리지를 구성하기 위해 호환성이 뛰어난 iSCSI 프로토콜은 최적의 환경을 구성하게 된다.
여러가지 요건에 따라 고성능을 요구하지 않는 데이터의 서비스수준이 변경되는 경우 운영체제와 애플리케이션의 변경 없이 투명한 저가형 스토리지로의 이동이 가능하게 되므로, 스토리지의 가용성 및 활용성을 최소비용으로 처리 가능하다.

가상화 환경에서 스토리지의 요건
X86환경에서의 리눅스나 윈도 운영체제를 사용하는 기업에서 다수의 물리적인 서버와 네트워크에서 표준화된 복제된 게스트 OS를 배포해 추상화된 계층의 스토리지 환경을 구성한다. 복수의 가상화 서버는, VM웨어의 경우 가상센터라 불리는 통합 관리 도구에 의해 관리가 된다.
가상화 환경에서 스토리지는 동시 접속이 제공이 돼야 한다는 전제가 있다. 만일 동시에 여러 서버에서 접속이 이뤄지지 않는다면, 해당 서비스를 제공하는 게스트 OS가 다른 서버로 서비스를 이동할 경우에 이에 해당하는 모든 데이터를 복사(copy)하며, 시간과 스토리지 공간 낭비가 발생하게 된다.
해당 볼륨에 대해 경로만 변경하면 간단히 해결되는 문제이다. 경로변경이 아닌 또 하나의 게스트 OS가 필요한 경우에 스토리지에서 해당시점에 대한 스냅샷을 생성해 테스트서버, 추가 서비스 제공 서버, 백업용 서버 등으로 다양하게 사용할 수 있게 된다.

이러한 가상화 스토리지는 기존의 스냅샷 뿐만 아니라 원격지 재해 복구, 온라인 백업, 전체 데이터 빠른 복구, 일부 가상서버 부분적 복구 등의 다양한 활용과 백업에서는 디스크기반의 백업(Disk based backup)과 서버리스-테이프 백업 등의 활용으로 기존의 IT 환경에서의 항상 골치였던 문제를 해결하게 된다.
■ iSCSI, IP-SAN 스토리지란?
서버와 스토리지간에 IP기반의 접속을 지원하며, IETF(Internet Engineering Task Force)에 의해 표준화된 스토리지 접속 프로토콜로서, TCP/IP에 SCSI 계층을 통합한 것이다.
iSCSI는 단순한 접속 방식, 저렴한 비용으로 이미 숙련된 네트워크 기술 활용을 통한 설치배포의 유연성을 제공하면서도 고성능 블록레벨의 입출력을 제공한다. 기존 네트워크 인프라의 성능 향상으로 통합 SAN의 구성시 이기종 서버 플랫폼간에 추가 비용이 최소화된 네트워크 카드를 통한 적정한 투자비용의 구성이 가능케 한다. 파이버 채널의 SAN 방식에 비해 전문가적인 관리 요소가 감소하며 차세대 스토리지로써 iSCSI가 가상화 환경의 가장 적절한 솔루션으로 자리매김했다.

왜? iP-SAN 스토리인가?
값 비싸고 복잡한 기존의 파이버채널 SAN의 위협을 피하고자하는 많은 기업들에서는, iP-SAN이 가진 손쉬운 설치, 관리, 저비용의 장점이 서버 가상에 가장 적합한 경제적인 방안으로 입증이 되고 있는 이유는 다음과 같다.
iP-SAN기반의 스토리지는, 다양하게 변하는 기업 고객의 기대에 따라 엔터프라이즈급의 여러가지 가상화 기능을 제공하는 것은 물론, 스토리지 구성을 위한 복잡한 디자인 과정의 생략과 손쉬운 관리는 물론 RAID 구조의 변경, 애플리케이션의 부하 분석, 데이터 마이그레이션 등이 복잡한 환경에서 간단히 이뤄진다.
스토리지 가상화는 단순한 재배치, 효율적인 사용량, 용량과 성능에 제한이 없는 대규모성 제공과 스토리지 계층에 상관없이 온라인 중에 데이터 마이그레이션이 필요하며, IP-SAN 스토리지는 단순성, 중앙집중된 가상화 스토리지 풀을 통해 예측 할 수 없는 데이터 용량 및 성능의 변화에 따른 대응이 자유롭기 위하여, ‘스케일-아웃’ 아키텍처로 구성돼 있다.
기존의 파이버 채널 SAN에서는 WWN(World Wide Name)과 물리적인 포트주소가 하드웨어 및 펌웨어에 정의된 것을 기반으로 일대일로 정의돼야 한다. 다수의 스토리지 장치에 대한 WWN과 포트는 가상화 환경에서 상호연결을 변경하기 힘든 고정적 구조(static binding)에 변경은 결국 분야의 전문가에 의해서만 이뤄졌다. 결국 이러한 본질적인 구조는 부담스럽기만한 인프라, 구성 변경 시간의 낭비 등의 문제에서 가상화를 구현하기 위해서는 가상화는 구현 가능하지만 어려운 프로세스를 필요로 한다.

이와 대조해 TCP/IP 네트워크에서는 가상 주소와 다이나믹 라우팅이 지원됨으로 인해 고정된 경로로부터 해방된다. 예를 들면 이미 보편화된 DHCP는 주소 프록시 기능을 통해 물리적인 네트워크 카드에 가상화된 투명한 IP주소를 부여함으로써 동적으로 네트워크를 사용하게 된다. iSCSI환경을 살펴보면, 새로운 스토리지에 대한 접속을 위해 네트워크에 들어오게 되면 이니셔터는 자원에 대해 동적으로 자원을 할당 받지만, 물리적인 복잡한 과정에 대해 아무런 지식을 필요로 하지 않는다.
대용량/고속의 성능을 필요로하는 환경을 하나 더 예를 들면, 3개의 기가비트 포트를 가진 IP-SAN 스토리지를 4대를 하나의 가상화 풀로 구성하는 경우, 12개의 기가비트포트를 사용하게 되므로, 12Gb/초의 최대 성능을 구성할 수 있다.
각각의 포트는 각각의 IP 주소를 가짐으로서 12개의 복수 IP 주소에 대해 가상화된 하나의 그룹 IP주소로 모든 볼륨에 대한 입출력이 가능하다. 가상화 고객의 입장에서는 어레이가 증가돼 포트가 증가하더라도 계속 사용하던, 대표 가상화 IP주소를 통해 계속 사용을 하게 된다.

스토리지 경로 변경 고민 해결
다이나믹하게 변하는 가상화 환경에서 IP-SAN을 사용하는 경우, 스토리지 환경에 대한 구성에 대한 변경이 전혀 필요가 없다. 스토리지 접속과 관련된 많은 구성 요소들에 대한 변경이 필요가 없는 것은 서비스의 품질을 향상시킨다.
예를 들어 국내의 한 음악 포털 서비스의 경우에 IP SAN 스토리지를 도입한 사례를 살펴보면, 초기 서비스에서 사용자와 데이터의 증가에 대한 예측이 불가능했다. 인터넷 세상의 특징상 고객의 증가에 따라 서버 및 스토리지의 증설이 필요하게 되는 경우, 서비스의 다운 타임을 오래 가지고 갈 경우 고객은 클릭한 순간 응답이 없는 경우에 다른 유사 사이트를 찾게 된다.
이 업체의 경우에 과거의 경험상 가장 큰 다운타임의 요소가 스토리지 증설시 필요한 기존 데이터의 마이그래이션 시간으로 인한 어려움을 알고 있었으므로, IP 스토리지가 제공하는 가상화 기능을 이해하고 초기 도입했다. 사용자가 증가하면서, 엄청난 추가의 스토리지가 요청됐으나, IT 관리자는 단순하게 추가의 용량을 주문한 뒤, 우리가 항상 사용하던 TCP/IP 네트워크 스위치에 UTP 케이블을 추가로 꼽아주었다.
물론 스토리지 운영자는 기존의 운영에서 사용하던 스토리지 그룹 풀에 어레이를 추가하기 위해 IP 주소를 할당해 주는 간단한 작업은 진행됐다. 어레이 추가시에 단 1초의 다운타임도 발생하지 않은 것은 물론 기존 애플리케이션에 대한 스토리지 경로에 대한 변경을 고민 할 필요가 전혀 없었다.
마치 우리가 일반적으로 사용하는 인터넷 URL만 알면, 실제 서비스를 제공하기 위해 필요한 복잡한 여러가지 구성(데이터 베이스, 에플리케이션, 네트워크, 보안) 대한 요소를 모르더라도 일반인도 인터넷 익스플러서에서 편리하게 사용 할 수 있는 것과 유사하다. IP 스토리지는 가상화 환경을 지원하며 관리자의 이러한 복잡한 문제를 스스로 처리해 준다.

가상화 스토리지 풀 용량/성능 가상화
폭발하고 있는 UCC는 생활의 패턴을 바꾸고 있을 정도로 데이터가 늘어나고 있다. 이 서비스의 경우에 IT 관리자는 고민을 가지고 있었다. 인기있는 콘텐츠와 한번 쌓이고 나면 한 번도 검색이 되지 않는 무수한 내용의 자료가 동급의 스토리지와 서버에서 서비스를 제공하기에는 투자대비 효과가 떨어진다.
IP 스토리지를 사용해 손쉽게 구성되는 가상화 스토리지 풀을 이용하면 이런 문제를 간단하게 해결할 수 있다. 예를 들어, 동일한 스토리지라고 하더라도 스토리지의 레이드 타입(RAID 10, 50, 5 등)만을 변경함으로써 데이터의 성격에 맞는 계층화된 스토리지에 적절한 데이터 영역을 지정 할 수 있다. 이 경우에 가상화 서버와 서버와 연동까지 구성을 하는 경우에, 해당 가상화 서버의 변경에 따라 동적으로 스토리지의 변경을 가능하게 한다. IP 스토리지는 복잡한 마이그래션에서 단순하게 IP 주소의 변경이나 이동 만으로 대부분의 작업이 완료하게 된다.

동적인 자원의 분배는 자동화된 I/O 패턴 분석에 의한 적정한 RAID 구성으로 분배는 물론이고, 서비스레벨(SLA)에 의한 최적의 볼륨으로 할당 및 가상화된 볼륨의 데이터 증감에 따른 물리적 할당 등의 작업이 간단하게 이뤄짐으로써 ROI를 고려한 서비스를 제공한다.

최소 자동 할당 - Thin Provisioning
사용하던 서버의 100대를 통합해 가상화 서버를 구성하려는 계획을 세운 경우에 많은 컨설턴트 고민사항중의 하나는 스토리지 용량에 대한 예측하는 것이다. 단순하게 현재 사용 중인 서버의 용량이 50GB라고, 50GB×100대 하는 식의 공식으로 계산해 작업을 하는 경우라면 통합을 할 필요가 없이 그냥 기존의 환경을 사용하여도 별 무리가 없을 것이다.
복잡한 여러가지 인수를 차변 대변으로 분리해 스프레드 쉬트와 그래프로 보여주는 컨설턴트에게 존경과 분석 결과에 공감하고 산정한 용량으로 실제 서비스를 시작한 경우에 딱 맞아 떨지는 경우가 많지는 않은 경험들을 가지고 있을 것이다. 이런 경우에 IP 스토지는 가상화를 통한 최소자동할당 기능을 제공한다.
<그림 4>와 같이 실제 서버에서 보이는 가상화 된 공간은 100GB의 볼륨을 보여주고 사용을 하게 한다. 하지만 실제로 어레이 하드에서는 40.0GB의 공간만을 할당해 주고, 사용자의 데이터가 증가하여 지정된 임계치에 도달한 경우에만 실 용량을 늘려주는 방식이다.
가상화 통합 컨설팅을 하는 모 업체의 경우에 초기에 고객과 스토리지 용량을 얼마로 할지에 대한 분석과 레포팅을 통한 합의를 위한 많은 시간을 배제하고, 일반적인 윈도 서버의 경우에는 1TB의 가상 공간과 실제 할당 100GB의 할당을 권고하고 프로젝트를 진행해 좋은 결과를 만들고 있다. 경쟁사 대비 빠른 기간 가상화 통합 프로젝트를 완료하게 됨으로써 경쟁력을 가지게 되는 고객들의 반응이 입에서 입으로 전달됐기 때문이다.
이런 자원의 배치는 경쟁력의 강화는 물론, 지구를 살리고 후손에게 물려주기 위한 그린 컴퓨팅에서 괄목할 만한 효과를 나타내고 있다. 간단한 계산으로는 위의 경우라면 스토리지에 공급되는 전원이 90% 절감되는 효과를 보게 된다. 전기뿐 아니라, 부동산이 비싼 우리나라의 경우에 실제적인 상면 공간은 물론 제반 항온항습 시설등 의 다양한 부가 효과를 통한 이점을 가상화 환경에서 제공받게 된다.

가상화 환경의 서버와 스토리지
가상화 서버와 가상화 스토리지가 만났을때 단순성, 유연성, TCO, 복잡성 제거 등은 몇가지 일반적인 장점을 얻게 된다.

1. 하드웨어에 대한 콘솔리데이션 및 가상화를 통한 통합
물리적으로나 가상화 된 상태의 서버/스토리지나 자원에 대한 재배치가 단순하게 진행됨으로써 최상의 탄력적인 운영은 물론, 자원의 효율적 사용, SLA에 따른 서비스 고급화 및 데이터 관리의 투명성 및 데이터 보호성의 증대가 제공된다.

2. 통합 관리의 단순성
통합 관리의 중요성은 누구나 알고 있는 기본적인 요건이지만, 가상화 환경에서는 자원의 효율적인 관리를 위해 가상화 OS 업체와 스토리지 업체는 단순한 GUI를 기반으로 하는 모니터 및 관리 도구를 제공한다.

3. 빠른 재배치 및 유연성
IP 스토리지는 앞에서도 언급했지만, 초기 설치는 물론 재 배치시에도 이더넷이 가지고 있는 이식성을 그대로 사용할 수 있어 가상화 환경과 궁합이 가장 잘 맞는 스토리지로 시장이 인정하고 있다. 온라인 중에 기가비트 스위치 포트에 연결을 하고, 사용 중인 스토리지의 용량은 온라인 확장이 이뤄지게 된다. 파이버 채널 환경에서는 이러한 데이터 증가를 대비하기 위해 예측되지 않는 데이터 용량을 위해 전체 서버에 고가 볼륨 관리 소프트웨어를 전부 설치 해 놓고 데이터 증가를 기다리다 지쳐 버리는 경우가 IP 스토리지에서는 고민의 대상이 아니다.

4.확장 및 엔터프라이즈 급 지원
이제는 IP 스토리지가 시장을 활발하게 확장하고 있지만 너무나 친숙하게 사용하던 네트워크 케이블에 대한 통념으로 인해 초기에는 IP 스토리지는 싼 어레이고, 파이버 채널은 비싼 어레이라는 식의 선입관 들을 가지고 있었다. 오히려 IP 스토리지는 전체의 하드웨어의 이중화는 물론, 엔터프라이즈 FC스토리지에서는 아주 고가의 값을 지불하고도 사용하기 힘든 스토리지 솔루션이 기본으로 제공되어 작고 싼 스토리지라는 편견은 사라졌다. 이미 국내에서도 수십 테라의 서비스를 IP 스토리지를 통해 제공하는 업체가 급증하고 있다.

가상화된 IP 스토리지 SAN은 IT관리에 대한 고전적인 지식을 바꿔주고 있다. 가상화의 효과를 수확하기 위해 진행되고 있는 x86 기반의 통합 또는 가상화 등의 프로젝트가 국내에서도 기지개를 켜고 있으며, 단순성, ROI는 물론 엔터프라이즈 IT 환경을 지원하는 IP-SAN 스토리지와 가상화 서버에 대해 살펴봤다.
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