인프라 기초지식 10. 스토리지

스토리지

데이터를 저장하는 장치를 스토리지 라고 부른다. 스토리지 에는 서버 내부의 저장 영역인 로컬 스토리지와 서버 외부의 저장 영역인 외부 스토리지가 있다. 외부 스토리지에는 서버에 직접 연결하는 것(DAS)과 네트워크를 통해 연결하는 것(NAS, SAN)이 있다.

로컬 스토리지

로컬 스토리지란 서버 내부에 디스크를 설치해서 이용하는 저장 영역을 말한다. 외부 스토리지를 사용하지 않으므로 설치 공간은 절약할 수 있다. 하지만, 외부 스토리지를 이용할 때외 비교하면 설치할 수 있는 디스크 개수와 확장성이 적어진다.

외부 스토리지

외부 스토리지란 서버 외부에 준비한 스토리지 장비, 혹은 스토리지 영역을 말한다. 외부 스토리지에는 세가지 형태가 있다.

DAS( Direct Attached Storage ) 

서버에 직접 연결하는 스토리지 장비다. DAS를 이용하면 로컬 스토리지만으로 용량이 부족할 때 필요한 만큼 디스크 용량을 늘릴 수 있다. 또한 DAS에는 많은 디스크를 설치할 수 있으므로 스트라이핑 수가 많은 RAID로 구성하여 디스크 I/O성능을 크게 높일 수 있다.

운영체제는 DAS에 생성된 논리 드라이브를 내장 디스크의 논리 드라이브로 인식한다.  다라서 운영체제는 DAS와 내장 디스크를 구분하지 않고 똑같은 방식으로 다룬다.

DAS에는 서버에 RAID컨트롤러 보드를 꽂아 연결하는 형태와 HBA( Host Bus Adaptor )보드를 꽂아 연결하는 형태가 있다.

전자는 RAID컨트롤러 보드가 RAID구성을 관리하지만, 후자는 스토리지에 내장된 RAID 컨트롤러가 RAID구성을 관리한다.

DAS를 선택할 때는 필요한 실제 용량, 성능, 내장애성 및 확장성을 고려한다.

특히 DAS에 디스크를 몇 개 설치할 수 있는지 매우 중요한 선택 조건 중 하나다.

2.5인치 디스크와 3.5인치 디스크 중 어느 한 쪽을 선택할 수 있는 인클로저에서 2.5인치 디스크를 사용하면 더 많이 설치할 수 있게 설계된 기종이 있다.

2.5인치 디스크는 3.5인치 디스크보다 소형이라는 장점이 있지만, 최대 용량이 3.5인치 디스크보다 작고 응답속도가 같은 용량의 3.5인치 디스크 보다 떨어지기도 한다. 이런 이유로 대용량 및 고성능이 요구되는 환경에서는 3.5인치 디스크의 인클로저를 선정한다.

또한 DAS 인클로저를 데이지체인으로 연결해 용량을 확장할 수 있는 형태의 제품도 있다. 앞으로 용량을 늘릴 가능성이 있다면 확장성도 고려하는 것이 좋다. 단, 매년 하드스크가 대용량화 되면서 랙 마운트형 서버에서도 탑재할 수 있는 디스크 개수가 증가하고 있다. 따라서 굳이 DAS를 사용히자 않고 로컬 스토리지를 선택하는 사례도 늘고 있다. DAS를 사용하지 않으면 장비 구매 비용을 절역할 수 있을 뿐만 아니라, 설치할 장비가 적어지기에 데이터 센터의 랙도 절약할 수 있어 운영 비용을 크게 줄일 수 있다.

NAS( Network Attached Storage ) 

네트워크를 통해 여러 대의 서버가 액세스할 수 있는 스토리지다. 서버와 NAS간에는 NFS, SMS/CIFS, AFP와 같은 프로토콜을 이용해서 통신한다. 예를 들어 윈도PC에서는 NAS를 네트워크상에 있는 공유 폴더처럼 다룰 소 있다.

NAS는 여러 대의 서버에서 데이터를 공유할 때나 여러대의 서버에서 발생하는 백업 및 로그 파일을 한 군데에 모으는 용도로 사용된다.

SAN ( Storage Area Network ) 

블록단위의 데이터 스토리지 전용 네트워크다. 고속, 고품질 환경을 요구하는 환경에서 이용된다.

FC-SAN( Fibre Channel SAN )

파이버 채널 기반으로 구축된 고속/고품질 스토리지 전용 네트워크다. FC-SAN 환경은 일반적으로 기간계 데이터베이스 등 중요ㅕ한 데이터를 다루는 환경에서 이용된다.  FC-SAN환경은 일반적으로 기간계 데이터베이스등 중요한 데이터를 다루는 환경에서 이용된다. FC-SAN을 이용하는 서버에서는 HBA보드를 설치하여 SAN스위치를 통하거나 SAN스토리지를 직접 연결한다.

IP-SAN( Internet Protocol SAN )

고속/고품질 통신을 가능하게 하지만 가격이 매우 비싸다. IP-SAN은 통신 부분에 이더넷을 이용해서 SAN보다 저렴하게 구축할 수 있다. 

IP-SAN에서는 iSCSI 스토리지가 주로 이용된다. iSCSI란 서버와 스토리지의 통신에 사용하는 SCSI 커맨드를 IP네트워크를 통해 송수신하는 프로토콜을 말한다.

서버와 iSCSI 스토리지는 모두 L2/L3 스위치를 통해 연결할 수 있다.

RAID와 핫 스페어

스토리지 장비에서는 인클로저 안에 디스크를 대량으로 탑재할 수 있게 설계되어 있다. 그리고 인클로저 안에 탑재된 여러 개의 디스크로 RAID를 구성해 큰 스토리지 영역으로 사용하는 것이 일반적이다. 이 스토리지 영역을 볼륨 이라고 부른다.

여러개의 디스크를 묶어 볼륨으로 사용하면 디스크 하나가 고장나도 RAID로 이중화한 덕에 금방은 서비스에 영향을 받지 않는다. 고장난 디스크를 즉시 새 디스크로 교환하면 RAID가 재구성(리빌드)되기 떄문에 스토리지는 아무 일도 없었던 것 처럼 고장나기전의 상태로 되돌아간다.

하지만 사정이 있어 고장난 디스크를 곧바로 교환할 수 없을 때는 다른 ㅅ디스크마저 고장나서 RIAD구성이 깨질지도 모르는 위험에 떨게 된다. 이런 경우 핫스페어를 이용하면 효과적이다. 핫스페어란 다른 디스크가 망가졌을 떄를 위해 대기하는 스탠바이 디스크를 말한다. 핫스페어가 있으면 스토리지 인클로저가 디스크 고장을 감지했을 때 자동으로 핫스페어가 활성화 되며, 고장난 디스크를 대신해 RAID그룹안에 들어간다.

핫스페어가 활성화되어 RAID그룹 안에 들어가면 망가진 디스크는 고장 상태로 처리되어 시스템에 분리된다. 이 상태에서 고장난 디스크를 새 디스크로 교체하면 이번에는 교체된 새 디스크가 핫스페어로 대기하게 된다.

핫스페어는 몇 개든 할당할 수 있다. 예를 들어 원격지에 스토리지가 설치되어 있어 하드 디스크가 고장나도 좀처럼 고장난 디스크를 교체할 갈 수 없을 때, 핫 스페어의 개수를 넉넉하게 할당해 두면 안심할 수 있다.

가정용 스토리지와 업무용 스토리지의 차이

이제 가정에서도 NAS등의 스토리지 장비를 부담없이 사용하는시대가 되었다. 가정용 스토리지는 리눅스 기반 인클로저에 가정용 SATA 하드디스크를 탑재하고 운영체제에 소프트웨어 RAID 기능을 이용해서 RAID를 구현한 제품이 많다. 저가의 부품을 이용하고 필요한 기능만 사용해서 개인도 부담없이 살 수 있는 가격이 실현되었다.

반면 업무용 스토리지는 속도가 빨라야하고 고장에 강해야 하기 때문에 고장이 나도 서비스를 멈추지 않고 조기에 복구할 수 있는 여러 장치가 업무용 스토리지에 적용된다. 가정용 스토리지와 업무용 스토리지의 가격은 한자리 수에서 두자리 수 정도 차이가 난다. 24시간, 365일 계속 서비스를 제공하려면 업무용 스토리지 사용을 강력히 권한다.