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때릴꺼야?(112.153) 2017.08.12 09:35:12
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NAS ?

NAS(Network Attached Storage)와 SAN(Storage Area Network)는 디스크 공간을 '네트워크'를 통하여 할당 받고 사용하자는 아이디어이다. 이러한 것을 '네트워크 스토리지(Networked Storage)'라고 부른다. 







"NAS VS SAN" 

한번 짚고 넘어가 보자. 

 NASSAN
네트워크 인프라이더넷파이버채널
전송 프로토콜IPeSCSI
전송 단위파일블록
파일시스템위치스토리지서버
데이터 공유가능불가능

표 1. NAS와 SAN의 비교 


NAS는 데이터 공유가 되고 SAN은 데이터 공유가 안된다는 이야기는 파일 시스템을 디스크가 관리하는가 서버가 관리하는가의 차이에서 비롯된다. 데이터의 전송 단위가 파일이냐 블록이냐 하는 것은 뭐가 되고 안되고의 문제가 아닌 애플리케이션의 특성에 따라 어느쪽이 유리한가의 문제이다. 대표적인 예가 데이터베이스의 경우인데 전통적으로 데이터베이스는 블록 단위의 액세스에 유리하도록 제작되어 있다. 대부분 대용량의 미션 크리티컬한 업무에 사용되는 데이터베이스의 스토리지로 SAN이 선택되는 이유도 이 때문이다.  표 1을 가만히 보면 NAS와 SAN은 완전히 다른 구조를 가지고 있음을 알 수 있다. 






"NAS  OR  SAN" 

문제는 이것이다. 둘 다 필요하다는 것. 'NAS에 데이터를 저장하는 것에 대해서는 데이터의 정합성을 보장할 수 없다'고 하는 몇몇 데이터베이스 애플리케이션의 경우에는 선택의 여지가 없이 SAN을 사용해야 한다. 


반대로 수십에서 수백, 수천대의 서버가 동일한 데이터를 공유해야 하는 경우에는 역시 선택의 여지가 없이 NAS를 사용해야 한다. 

둘 다 운용하기엔 몇 가지 문제가 따른다. 우선 투자 비용이 과다하다는 점이다. 전혀 다른 두 제품을 구매해야 한다는 이유에서다. 네트워크 스토리지의 특성상 스토리지만 구매한다고 모든 것이 해결되지는 않는다. 더군다나 SAN의 경우는 파이버 채널이라는 기존에 사용하던 이더넷 환경과 전혀 다른 종류의 네트워크를 구성해야 하기 때문에 그에 따른 파이버 채널 스위치라던가 서버의 HBA(Host Bus Adapter)등이 추가로 요구된다. 






"SAN + NAS = ?" 

그래서 눈을 돌린 것이 네트워크 프로토콜에 대한 접근법이다. 즉, 친숙하고 상대적으로 가격이 훨씬 저렴한데다가 라우팅이 가능하여 거리제한이 없는 IP 네트워크를 이용하여 NAS와 SAN을 모두 사용하고자 하는 시도가 행해진 것이다. 그래서 등장한 것이 바로 'iSCSI(Internet Small Computer System Interface)'라는 프로토콜이다. 






"iSCSI ?  iSCSI!" 

앞의 두 방법이 스토리지 장비 자체를 중심으로 한 접근법 내지는 해결책이었다면 iSCSI는 네트워크 프로토콜을 중심으로 한 해결책이라고 볼 수 있다. iSCSI는 넷앱과 인텔이 프로토콜의 프로토타입을 만들어 IETF(Internet Engineering Task Force)에 상정, 지난 2월에 HTTP, FTP등과 같은 인터넷 표준 프로토콜로 인정 받은 이후로 TCP/IP상에서 블록단위의 데이터를 전송할 수 있도록 하는 최적의 솔루션으로 각광 받고 있다. "TCP/IP상에서 블록단위의 데이터를 전송한다"라는 말은 어떻게 사용하라는 말인지 사실 크게 와 닿지 않는 것이 사실이다. 다음과 같은 상황을 한번 생각 해 보자. 

A라는 회사의 정보시스템 부서장인 나부장은 지난달까지 회사의 핵심 시스템들에 대한 대대적인 스토리지 통합 작업을 완료하고 그 성능이나 관리의 효율성에 대단히 만족하고 있다. 회사 내부의 ERP 및 외부 서비스 관련 대형 DB서버 4대는 SAN 스토리지를 도입하여 통합시켰고, 인터넷 서비스용의 중형 서버 80여대는 NAS 스토리지를 도입하여 역시 각 서비스 특성 별로 공간할당을 하여 완벽하게 로드 밸런싱 환경을 구현 해 놓았다. 그런데 문제는 2주전부터 다른 곳에서 발생하기 시작했다. SAN으로 통합한 것 이외에도 회사 여기저기에 흩어져 있는 20여대의 Windows 및 Linux를 사용하는 DB서버의 디스크 공간이 거의 80%에 이르고 있다는 보고가 올라 오기 시작 한 것이다. 물론 SAN을 도입 할 당시에 이 서버들을 고려하지 않은 것은 아니지만 그 서버에도 두개씩 HBA를 탑재하고 SAN 스위치까지 도입한다고 계산하니 도저히 예산 범위 내에서 해결 할 수 있는 문제가 아니었다. 사실 크리티컬한 업무가 아니라고 과소평가한 부분도 없지 않았다. 하지만 어제 발생한 제2부서의 Exchange서버가 노화되어 문제가 생겼을 때 공교롭게도 디스크 장애로 인하여 시스템을 완전히 새로 구성하였는데 꼬박 8시간 30분이 걸렸다. 결국 그 시간 동안 아무도 사내 이메일을 사용할 수 없었다. 이런 작은 서버들 까지도 모두 그 값비싼 파이버 채널로 연결하여야 한다는 말인가… 

고민중에 문득 "NAS서버에 DB를 돌려도 아무런 문제가 없다"는 말이 생각났다. "그래! 2대의 Exchange서버와 18대의 DB서버를 NAS로 통합하는 거야!" 스스로의 번뜩이는 아이디어에 감탄한 나부장이 좋아했던 것도 잠시. Exchange 서버와 SQL 서버는 NAS에서 운영하는 것에 대한 데이터 정합성을 보장할 수 없다는 자료를 부하 직원이 보고해 왔다. 

고민은 줄었다. 첫째, 그냥 하던 대로 디스크를 추가하면 된다. 하지만 언제까지 이렇게 할 것인가. 왜 값비싼 SAN을 도입하고 NAS를 도입하였는데. 둘째, 20대의 서버에 HBA를 꼽고, 모자라는 파이버 채널 포트 수를 충당하기 위하여 SAN스위치를 도입하여 기존의 SAN에 통합하는 것이다. 견적을 받아 보니 엄청나다. 애초에 예산을 잡아놓지 않았기 때문에 당장 집행할 수 있는 일도 아니다. 방법이 없을까?

이와 같은 상황에서 가장 적합한 솔루션이 바로 iSCSI를 이용한 SAN을 구성하는 방법이다. 다행히 나부장이 도입한 NAS장비는 완벽하게 iSCSI를 지원하고 있다. 그것도 프로토콜 라이센스를 무료로 사용할 수 있다니! 기존의 SAN 스토리지 및 파이버 채널 네트워크는 전혀 생각하지 않아도 된다. 20대의 서버에서 사용하지 않던 여분의 이더넷 포트와 전산실 구석에서 잠자고 있는 L2스위치 한대만 있으면 NAS 스토리지를 이용하여 간단하게 SAN을 구축할 수 있게 된 것이다. Exchange도 완벽하게 동작하고 MS SQL서버도 완벽하게 동작한다. iSCSI를 사용하는 서버에서 바라본 NAS의 볼륨은 로컬 하드디스크와 완전히 동일하게 보인다. 허…이거 완전히 SAN이네… 






"iSCSI 는 어떻게 작동하길래…" 

도대체 iSCSI라는 것이 어떻게 작동하길래 돈 한푼 안들이고 SAN 환경을 구축할 수 있다고 하는 것일까. 이더넷 네트워크상에서의 데이터는 IP 패킷 형태로 흘러다닌다. 마찬가지로 SCSI 케이블을 통해서는 SCSI 패킷의 형태로 흘러 다니게 된다. 당연히 이더넷 네트워크로 SCSI 패킷을 보내려고 하면 전송되지 않고 반대의 경우도 마찬가지이다. 


그림 1. SCSI패킷 


그림 2. iSCSI 패킷 

위의 그림 1은 전형적인 SCSI 패킷을 단순하게 그린 것이다. 여기에 그림 2에서와 같이 IP 헤더만 덧붙이면 그대로 IP 패킷이 되는데 이 형태로 전송하게 되면 이더넷 네트워크의 입장에서는 이것을 단지 IP 패킷이라고 생각하고 전송하게 되는 원리이다. 따라서 스토리지나 서버에서는 SCSI 패킷에 IP 헤더를 붙였다 떼었다하는 작업이 수반되게 되는데 이것이 iSCSI의 전부라 해도 과언이 아니다. 단순히 몇 바이트의 IP 헤더만 데이터에서 탈부착시키는 과정이 더해지는 것 뿐, 어떠한 데이터의 변환이나 암호화 등의 연산은 일어나지 않으므로 많은 시스템 오버헤드도 필요치 않게 된다. 

iSCSI를 이용한 스토리지 통합을 구현하기 위해서는 크게 세가지 구성 요소가 필요하다. 

1. iSCSI Target (=스토리지)
iSCSI가 완벽하게 지원되는 스토리지가 있어야 함은 물론이다. 즉 디스크통합의 최종 주체가 되는 스토리지에서 iSCSI 프로토콜을 지원해야 한다. 이럴 경우 해당 스토리지를 'iSCSI Target'이라고 부른다. 아직까지는 전 제품 모델에서 iSCSI를 완벽하게 지원하는 스토리지는 넷앱의 파일러 제품군밖에는 없다. 넷앱의 파일러 제품을 가지고 있다면 iSCSI 프로토콜 라이센스를 무료로 추가할 수 있다. 

2. iSCSI 네트워크 (=일반 TCP/IP 네트워크)
iSCSI 전용 네트워크가 있는 것은 아니다. 기존의 일반 TCP/IP의 이더넷 환경이라면 더 이상 필요한 것은 없다. iSCSI는 표준 TCP/IP상에서 작동하도록 설계되어 있기 때문이다. 

3. iSCSI Initiator (=서버)
iSCSI는 기본적으로 서버의 이더넷 랜 카드를 통하여 작동한다. 단, 여타의 드라이버들처럼 iSCSI 패킷을 이해할 수 있도록 iSCSI 드라이버가 있어야 하고 이러한 iSCSI 드라이버는 각 OS벤더에서 무료로 제공하고 있다. 이와 같이 기존의 랜카드에 iSCSI 드라이버만 설치해서 사용하는 경우를 소프트웨어 이니시에이터라고 하며, iSCSI와 관련된 연산은 서버의 CPU가 하게 된다. 반대로 iSCSI와 관련된 연산을 하는 전용 카드를 iSCSI HBA라고 하는데 이러한 전용 카드를 사용하는 경우를 하드웨어 이니시에이터라고 한다. 넷앱 파일러를 이미 사용하고 있으면서 소프트웨어 방식을 선택하였다면 정말로 돈 한 푼 안들이고 SAN을 구축하는 것이 가능해진다는 이야기가 된다. 

iSCSI는 2003년 2월에 표준으로 채택된 신기술이지만 대부분의 스토리지, 서버 벤더들은 iSCSI에 대한 적극적인 지원을 표명하고 있으며 지금도 끊임없이 제품 개발에 박차를 가하고 있다. 하지만 아직은 그리 오래 되지 않은 표준 프로토콜이기 때문에 스토리지에 있어서는 넷앱의 전 모델, 서버측은 Windows 2000 이상, Linux 계열 그리고 노벨 NetWare만 정식 지원되고 있다. 올 연말에서 내년 초,중반까지 IBM의 AIX, HP의 HP-UX, Sun Microsystems의 Solaris운영체제도 지원 될 전망이다. 아래 그림 3은 넷앱의 스토리지를 이용하여 iSCSI를 통한 스토리지 통합을 구현한 다이어그램을 보여준다. 


그림 3. iSCSI를 이용한 스토리지 통합 다이어그램 

iSCSI가 가져다 주는 혜택은 이처럼 저렴한 가격에 SAN을 구축할 수 있다는 점이다. 

[출처] What is iSCSI ?|작성자 세상밖으로
















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