: 출처 - 동국시스템
데이터 스토리지의 종류는 기술의 발전에 따라 변화해 왔고 사용하는 방식 또한 바뀌어 왔습니다. 초창기 서버에는 저희가 아는 RAM과 하드디스크, 즉 주 기억장치(primary storage)와 보조 기억장치(secondary storage)가 구분되어 있지 않았습니다.
하지만 늘어나는 용량에 맞추다 보니 공간적인 한계에 봉착했고, 그 결과 구분된 스토리지 시스템을 가진 보조 기억장치가 탄생했습니다. 이는 저희가 아는 직접 연결 스토리지(Direct-attached Storage, 이하 DAS) 개념의 첫 사례가 됩니다. 이와 같이 서버와 스토리지를 구분함으로써 업무 효율을 위해 보다 정교하고 복잡한 아키텍처를 구성할 수 있게 되었습니다.
SAN: Storage Area Network
하드디스크의 용량 증가와 소형화가 진행되면서 공간 효율적인 서버를 구성할 수 있게 되었지만 서버의 용량 효율이 문제였습니다. 서버의 스토리지 용량을 추가해야 할 경우, 부족분을 채우기 위해 새 디스크를 추가하거나 여유 공간이 있는 다른 서버에서 디스크를 물리적으로 빼서 추가해야 했습니다. 이러한 불편함을 해소하기 위해 스토리지 영역 네트워크(Storage Area Network, 이하 SAN)가 고안되었습니다.
개요
SAN 방식은 여러 스토리지를 하나의 네트워크에 연결시키고, 이 네트워크에 서버를 연결해 스토리지에 접속한다는 개념입니다. 네트워크에 묶인 스토리지들은 가상으로 중앙화된 논리 볼륨(logical volume)을 형성하고, 필요에 따라 각 서버에 공간을 논리적으로 할당할 수 있습니다. 사용자는 LUN(Logical Unit Number)이라는 고유 번호를 통해 가상으로 할당된 디스크 드라이브에 연결됩니다.
<SAN 환경 기본 개념도>
구성
SAN 환경을 구성하기 위해서는 SAN 스위치라는 기기를 필요로 하게 됩니다. SAN 스위치는 위에서 설명 드렸던 개념을 구현하기 위해 스토리지와 서버를 중계하는 역할을 합니다. SAN 방식에서는 위 그림과 같이 각 서버와 스토리지를 광 케이블로 SAN 스위치와 연결해 데이터를 주고 받습니다.
SAN의 주요 스토리지 프로토콜1은 다음과 같습니다:
- iSCSI (Internet Small Computer Systems Interface)
- 파이버 채널 (Fibre Channel)
- iSER (iSCSI Extensions for RDMA)
블록 스토리지
SAN 환경에서는 파일을 저장하는 방식으로 블록 스토리지(block storage)라는 개념을 사용합니다. 블록 스토리지는 데이터를 블록이라는 일정한 크기의 조각으로 나누어 저장하는 것을 말합니다. 각 블록들은 저장된 위치(특정 스토리지 시스템의 특정 디스크)에 대한 주소를 가지고 있어 서버의 요청에 따라 블록들을 재구성해 하나의 데이터로 서버에 전달됩니다.
SAN의 장단점
장점단점
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NAS: Network Attached Storage
사무실의 업무 환경이 종이에서 전자문서로 넘어가기 시작하면서 업무 문서나 자료들을 동시에 공유하고 수정하는 일이 많아졌습니다. 이처럼 스토리지에 접속하는 사용자가 증가하고 공유가 필요한 자료가 많아지면서 보다 쉽고 편리하게 데이터를 공유할 방법이 필요했습니다. 이러한 배경 속에서 SAN과 함께 등장한 것이 바로 네트워크 결합 스토리지(Network-attached Storage, 이하 NAS)입니다.
개요
NAS도 마찬가지로 네트워크를 통해 서버나 클라이언트가 스토리지와 연결하지만 SAN과는 다르게 이더넷을 통해 연결하는 방식을 취합니다. 또한 스토리지를 SAN 스위치와 연결하지 않고 이더넷 케이블을 사용해 네트워크에 연결합니다. 단적인 예로, 인터넷 공유기에 NAS를 연결하면 같은 이더넷 네트워크에 연결된 PC로 NAS에 접근할 수 있습니다. 이처럼 범용적인 네트워크를 사용하는 관계로 설치나 유지 관리가 쉽지만, 같은 이더넷에 연결된 장비들과 네트워크 자원을 공유하기 때문에 대역폭에 한계가 있을 수 있습니다.
<NAS 기본 개념도>
구성
NAS는 자체적으로 파일4 서비스를 제공하며, 대표적으로 NFS나 CIFS와 같은 스토리지 프로토콜을 사용합니다. NAS의 주요 스토리지 프로토콜은 다음과 같습니다:
- NFS (Network File System)
- SMB/CIFS (Server Message Block/Common Internet File System)
- FTP (File Transfer Protocol)
- HTTP (Hypertext Transfer Protocol)
- AFP (Apple Filing Protocol)
파일 시스템
NAS의 경우 블록보다 상위 개념인 파일(file)을 저장 단위로 하고 있습니다. 파일은 폴더에 저장되며 하나의 폴더에 여러 하위 폴더가 겹겹이 존재하는 계층적(hierarchical) 구조를 가지고 있습니다. 쉽게 생각해서 윈도우의 파일 탐색기를 떠올리면 됩니다. 각 파일은 이름과 파일에 대한 정보를 나타내는 메타데이터를 가지며, 이 메타데이터를 활용해 어느 폴더의 하위 디렉토리에 파일이 있는지 알 수 있습니다.
NAS는 스토리지 시스템이 포함된 어플라이언스 형태와 스토리지 시스템이 포함 안 된 ‘게이트웨이’ 형태 두 가지 방식으로 구성될 수 있습니다. 게이트웨이의 경우, 스토리지 부분을 SAN과 연결해서 블록 서비스와 함께 CIFS나 NFS와 같은 파일 서비스를 제공할 수 있습니다.
NAS의 장단점
장점단점
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SAN과 NAS의 용도
이와 같이 SAN과 NAS는 각각의 장단점이 있으며 그 쓰임새 또한 다양합니다. 아래와 같이 각각의 용도를 소개해 보고자 합니다.
SAN
- 데이터베이스8: 온라인 금융 거래와 같이 빠른 속도를 요구하고 지연에 민감하며 대규모 데이터베이스를 다루는 환경에 적합합니다.
- 가상화 환경: 가상 머신과 호스트간 빠른 입출력 속도를 제공해야 하는 대규모 가상화 구축 환경에 적합합니다.
- 영상 편집: 후반 작업과 같은 영상 편집 작업에 있어서 빠른 전송 속도와 낮은 지연은 필수 불가결입니다. 이 때문에 워크스테이션을 DAS로 직접 연결해 사용하는 경우도 있지만 효율성을 위해 고성능 SAN을 사용합니다.
NAS
- 파일 공유: NAS의 주 용도이며, 데이터를 중앙화하고 스토리지 공간을 효율적으로 활용하는데 적합합니다. 개인용부터 중소기업, 대기업 사무실까지 광범위하게 활용됩니다.
- 가상화 환경: 고성능 NAS의 경우 소규모 가상화 환경을 운영하거나 가상 데스크톱 환경9을 구축하는데 적합한 성능과 기능을 가지고 있습니다.
- 아카이브10: 스토리지 공간을 필요에 따라 확장할 수 있는 스케일 아웃 NAS의 경우 단순히 데이터를 묵혀 두는 방식의 아카이브가 아닌, 필요에 따라 종종 접근이 가능한 아카이브로서 적합합니다.
유니파이드 스토리지?
유니파이드 스토리지(멀티 프로토콜 스토리지라고도 한다)는 블록과 파일 프로토콜을 모두 지원해 말 그대로 SAN과 NAS를 합한 스토리지를 말합니다. 하나의 유니파이드 스토리지 시스템은 파일 프로토콜인 CIFS와 NFS를 지원함과 동시에 iSCSI와 파이버 채널을 포함한 블록 수준의 프로토콜도 지원합니다.
유니파이드 스토리지의 장점은 스토리지 시스템을 도입할 때 비용과 수고를 아낄 수 있다는 점입니다. SAN이나 NAS를 따로 구매해 구축하는 것보다 멀티 프로토콜 환경을 지원하는 유니파이드 스토리지로 스토리지 시스템을 구축하는 편이 비용 효율적이기 때문에 두 방식의 스토리지 인프라를 필요로 하는 중견급 기업으로부터 수요가 많습니다. 다만 파일 입출력이 블록 입출력 성능에 영향을 끼치는 경우가 있기 때문에 고속 데이터 처리가 주 용도인 블록 스토리지로서의 성능을 제대로 발휘하기에는 한계가 있습니다.
마치며
이번 포스트에서는 DAS, SAN, NAS에 대한 기본적인 개념들을 다루어 보았습니다. 앞으로 계속 기업용 스토리지에 사용되는 기술의 소개와 동향을 조금씩 소개해 보고자 합니다. 다음 시간에는 이번 포스트에서 미흡하게 설명했던 스토리지 프로토콜들을 자세히 알아보고자 합니다.
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각주
- 캡슐화(encapsulation): 이더넷 상에서 데이터를 전송하기 위해 TCP/IP의 각 계층에 알맞게 데이터를 포장하는 것을 말함. ↩
- 스케일 아웃 방식: NAS 장비를 여려개 연결해 성능과 스토리지를 함께 증가시키는 방식. ↩
- 스케일 업 방식: 하나의 NAS 장비에 스토리지만 추가해서 용량만 증가시키는 방식. ↩
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1. NAS 와 SAN의 정의 및 비교
* NAS (Network Attached Storage)
-> 네트워크로 통신하여 저장장치에 연결!
NAS는 TCP/IP와 같은 표준 네트워크로 Network Switch와 연결하여 사용합니다.
(TCP/IP : 서로 다른 시스템을 가진 컴퓨터들을 서로 연결하고, 데이터를 전송하는 데 사용하는 통신 프로토콜)
* SAN (Storage Area Networking)
-> 스토리지 전용 네트워킹!
대규모 네트워크 사용자를 위해 저장장치를 데이터 서버와 연결하여 별도의 네트워크로 관리하는 고속 네트워크 시스템입니다.이해하기 쉽게 SAN을 Network과 비교하자면 우리가 일반적으로 사용하는 LAN선 대신에 광케이블 (FC Cable)을 사용하는 것이고, 광케이블 (FC Cable) 을 위한 각 서버용 모듈 (FC HBA Card)과 네트워크 스위치 (FC Switch=SAN Switch) 를 사용한다고 보시면 됩니다. 일반적으로 광을 이용한 네트워크를 SAN의 표준으로 보고 있습니다.
2. NAS 와 SAN의 장/단점
* NAS (Network Attached Storage)
- 장점 : 파일 공유
여러 매체에서 네트워크를 통해 접속하여 파일을 공유 하고 저장된 파일의 정보들을 여러 서버에 공유할 수 있습니다.
장소에 구애 받지 않고 내부, 외부에서도 쉽게 접근할 수 있습니다.
- 단점 : 성능 저하
네트워크 환경이 불안정 하면 트래픽 문제가 발생할 수 있고, Latency 증가로 인한 대규모 처리에서 성능 문제가 발생할 수 있습니다.
(Latency : 네트워크에서 하나의 데이터 패킷이 한 지점에서 다른 지점으로 보내지는 데 소요되는 시간)
* SAN (Storage Area Networking)
- 장점 : 빠른 속도와 안정적인 시스템
대용량의 데이터를 연결된 서버에 상관없이 원거리에 분산 된 저장장치 사이에서 데이터를 주고받을 수 있습니다.
빠른 속도와 확장성 및 유연성, 편리성이 뛰어나다는 큰 장점이 있습니다.
- 단점 : 비싼 비용과 복잡한 구성
SAN은 초기 구축 시 많은 비용을 투자 해야 합니다.
3. NAS와 SAN의 용도
* NAS (Network Attached Storage)
파일공유, 동시 접속이 필요한 업무 (웹하드 등), 비정형 데이터 사용에 적합 (동영상 파일, 오디오 파일, 사진, 문서, 메일 본문 등 ), 다수 클라이언트의 데이터 공유를 위하여 사용
* SAN (Storage Area Networking)
볼륨을 공유하는 목적으로 블록 형태의 I/O가 필요한 업무, DB같은 구조화된 워크로드, 고용량 및 고성능이 요구되는 업무에 사용
4. 정리
5. HPE NAS, SAN 제품 소개
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HCI의 작동 방식
HCI("하이퍼컨버지드 인프라")라는 용어는 스토리지, 컴퓨팅, 네트워킹, 가상화를 단일 시스템으로 통합하는 소프트웨어 정의 플랫폼을 의미합니다. 가상화를 지원하는 소프트웨어 계층인 하이퍼바이저를 통해 HCI 시스템에서 여러 서버의 하드웨어 리소스가 클러스터링되어 단일 엔티티로 작동합니다.
HPE SimpliVity와 같은 HCI 솔루션은 일반적으로 여러 개의 서버로 구성되고, 각 서버는 자체 로컬 스토리지와 처리 능력을 보유하며 함께 클러스터링되어 단일 시스템으로 관리됩니다. HPE SimpliVity는 엣지 투 코어의 운영을 간소화함으로써 복잡성과 오버헤드를 줄여주는 효율적인 올인원 HCI(하이퍼컨버지드 인프라) 솔루션입니다. 소프트웨어 계층이 중복 제거, 압축, 최적화와 같이 데이터 점유 면적을 최대 90% 줄여주는 고급 데이터 최적화 기능을 제공합니다. 또한 소프트웨어가 백업, 복제, 자동 장애 조치를 포함한 강력한 데이터 보호 및 재난 복구 기능을 제공하여 데이터의 가용성과 보호를 유지하도록 보장합니다. 인프라와 정교한 데이터 서비스가 확장 가능한 단일 빌딩 블록에 효율적으로 포함되어, 고객이 소규모로 시작하여 확장할 수 있습니다. 범용 엣지 및 VDI(가상 데스크탑 인프라) 애플리케이션에 적합합니다.
따라서 HCI 시스템에서는 소프트웨어 계층이 기본 하드웨어 리소스를 가상화 및 추상화하고 공유 리소스 풀을 생성하여 필요에 따라 다양한 워크로드에 동적으로 할당할 수 있습니다. 이를 통해 기업은 기본적인 하드웨어 구성요소를 처리할 필요 없이 워크로드를 간편하게 구축, 확장, 재배치하여 IT 인프라를 더욱 효과적이고 효율적으로 관리할 수 있습니다.
HCI는 IT 관리 간소화, 비용 절감 효과와 함께 개선된 데이터 보안 및 재난 복구 기능을 제공하는 전반적으로 효율성, 확장성이 우수한 적응형 플랫폼을 제공합니다.
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* NAS (Network Attached Storage)
▶ Qumulo : HPE Qumulo Storage는 온프라미스와 클라우드 환경에서 수 백 Petabyte & 백억 단위의 파일을 효과적으로 운영 가능한 스케일아웃 파일 스토리지 입니다. 폭증하는 데이터를 효율적으로 관리 하기에는 한계가 있는 기존 파일 스토리지 아키텍처와 달리 기존의 파일 시스템의 문제를 해결하며 진정한 스케일 아웃 아키텍처를 가진 NAS 솔루션으로 용량과 성능의 무제한 선형 확장을 제공하며, 확장할수록 그 진가를 발휘 합니다.
▶ StoreEasy Storage : HPE StoreEasy 관리 콘솔이 포함된 HPE StoreEasy 1000 스토리지는 문서, 이미지, 오디오 및 비디오 파일을 안전하게 보관하기 위해 중앙 집중식 네트워크 결합 스토리지를 제공합니다. HPE StoreEasy 1000 스토리지는 품질 또는 기능의 저하 없이 조직의 요구와 예산에 적합한 규모의 유연성 있고, 효율적이고, 신뢰할 수 있는 파일 스토리지를 제공합니다. 또한 다양한 폼 팩터, 용량 및 성능 옵션이 제공되며 진화하는 위협 환경에서 없어서는 안 될 중요한 디지털 자산을 보호하면서 투자를 최대한 활용할 수 있도록 도와줍니다. 이에 따라 HPE StoreEasy 관리 콘솔은 HPE에서 개발한 간소화된 관리 환경을 제공하여 여러 인터페이스를 통합하고 스토리지 작업을 자동화하며 모니터링을 중앙 집중화합니다. 이제 파일 스토리지에 소요되는 시간은 줄이고 비즈니스에 더 많은 시간을 할애할 수 있습니다.
* SAN (Storage Area Networking)
▶ Primera Storage : HPE Primera는 3PAR와 Nimble Storage의 기술과 장점을 모두 채택하고,
최신 기술을 접목하여 탄생한 미션 크리티컬 스토리지 입니다.
업계 최초로 데이터 가용성 100% 보장하는 지능형 스토리지로 그 어떤 스토리지와 비교 불가능한, 새로운 경험을 제공합니다.
▶ Nimble Storage : Nimble Storage는 업계 최초의 인공지능 플래시 스토리지입니다. AI 기반의 장애 모니터링 툴인 InfoSight를 기본으로 제공하여 IT 인프라의 복잡함으로 인해 발생하는 장애 요인을 미리 예측하고 사전에 방지합니다. 독자적인 데이터 처리 기술로 강력한 스피드와 TCO 절감에 탁월한 경제성을 동시에 구현합니다. 올플래시 AF시리즈, 하이브리드 플래시 모델인 HF시리즈로 구성되어 있으며 Unified Flash Fabric 기능을 통해 무중단으로 연동하여 사용할 수 있습니다. 전 세계 50개국 13,000개 이상의 고객들이 Nimble Storage의 탁월한 성능과 높은 안정성, 독보적인 장애 분석 및 관리 기능을 활용하여 미션 크리티컬한 업무에 Nimble Storage를 사용하고 있습니다.
▶ MSA Storage : HPE MSA 2060은 소규모 및 원격 사무실 배포를 위해 핸즈프리의 경제적인 응용 프로그램 가속화를 제공하도록 설계된 플래시 지원 하이브리드 스토리지 시스템입니다. 가격이 싸다고 얕보지 마세요. 이 제품은 보급형 어레이에서 기대할 수 없는 단순성, 유연성 및 고급 기능의 조합을 제공합니다. SSD(솔리드 스테이트 드라이브), 고성능 엔터프라이즈 SAS HDD 또는 저가형 Midline SAS HDD를 조합하여 필요에 따라 소규모로 시작하여 점차 확장할 수 있습니다. 325,000 IOPS를 제공할 수 있는 기능을 갖춘 새로운 MSA 2060은 가장 까다로운 워크로드를 위한 충분한 역량을 갖춰 이전 세대보다 최대 45% 더 빠릅니다.