[5장] 스토리지

💡 스토리지란?
     - 데이터를 저장하는 장치

21 스토리지

로컬 스토리지

• 서버 내부에 디스크를 설치하여 이용하는 저장 영역
• 설치 공간 절약 가능
• 외부 스토리지와 비교하여 설치할 수 있는 디스크의 개수와 확장성이 적어짐

외부 스토리지

• 서버 외부에 준비한 스토리지 장비 혹은 영역
• DAS (Direct Attached Storage)
  • 서버에 직접 연결하는 스토리지 장비
  • 로컬 스토리지만으로 용량이 부족할 때 필요한 만큼 디스크 용량을 늘릴 수 있음
  • 스트라이핑 수가 많은 RAID로 구성하여 디스크 I/O 성능을 높일 수 있음
  • 운영체제는 DAS에 생성된 논리 드라이브를 내장 디스크의 논리 드라이브로 인식
    → OS단에서 DAS와 내장 디스크를 구분하지 않고 같은 방식으로 다룸
  • DAS의 구성 형태
    • 서버에 RAID 컨트롤러 보드를 꽂아 연결하는 형태
      • RAID 컨트롤러 보드가 RAID구성을 관리
    • HBA(Host Bus Adapter)보드를 꽂아 연결하는 형태
      • 스토리지에 내장된 RAID 컨트롤러가 RAID 구성을 관리
  • DAS 선택 기준
    • 필요한 용량
    • 성능
    • 내장애성
    • 확장성
    • 설치 가능한 디스크의 수
      • DAS 인클로저를 2.5인치 디스크용으로 설치할 것인가, 3.5인치 디스크용으로 설치할 것인가
  • 최근 하드디스크가 대용량화되면서 랙 마운트형 서버에서도 탑재할 수 있는 디스크 개수가 증가함
    → 굳이 DAS를 사용하지 않고 로컬 스토리지를 선택하는 사례가 늘고있음
• NAS (Network Attached Storage)
  • 네트워크를 통해 여러 대의 서버가 액세스할 수 있는 스토리지
  • 서버-NAS 통신 프로토콜의 종류
    • NFS
    • SMB/CIFS
    • AFP
  • NAS 사용 예시
    • 여러 대의 서버에서 데이터를 공유함
    • 여러 대의 서버에서 발생하는 백업 및 로그 파일을 한 군데 모음
• SAN (Storage Area Network)
  • 블록 단위의 데이터 스토리지 전용 네트워크
  • 고속, 고품질 환경을 요구할 때 채택
  • SAN의 종류
    • FC-SAN (Fibre Channel SAN)
      • 파이버 채널 기반으로 구축된 고속, 고품질 스토리지 전용 네트워크
      • 기간계 데이터베이스 등 중요한 데이터를 다루는 환경에서 주로 사용
      • HBA 보드를 설치하여 SAN 스위치를 통하거나 SAN 스토리지를 직접 서버에 연결하여 사용
    • IP-SAN (Internet Protocol SAN)
      • 고속, 고품질 통신을 가능하게 하지만 가격이 매우 비쌀 수 있음
        • 통신 부분에 이더넷을 이용하여 SAN보다 저렴하게 구축할 수 있음
      • iSCSI 스토리지가 주로 이용됨
        • iSCSI : 서버와 스토리지의 통신에 사용하는 SCSI 커맨드를 IP 네트워크를 통해 송수신하는 프로토콜
      • 서버와 iSCSI스토리지 모두 L2/L3 스위치 등을 통해 연결할 수 있음
• 외부 스토리지 비교 

  

RAID와 핫스페어

• 스토리지 장비는 인클로저 안에 디스크를 대량으로 탑재할 수 있도록 설계되어 있음
• 인클로저 안에 탑재된 여러 개의 디스크로 RAID를 구성하여 큰 스토리지 영역으로 사용하는 것이 일반적임
  • 이때, ‘스토리지 영역’을 ‘볼륨’이라고 부름
• 여러 개의 디스크를 묶어 볼륨으로 사용하면 디스크 하나가 고장나도 RAID로 이중화되어 있으므로 서비스에 영향이 적음
  • 고장난 디스크를 즉시 교채하여 RAID를 리빌드하면 스토리지를 아무 일도 없었던 것처럼 사용할 수 있기 때문
  • 만약, 디스크 교체가 곧바로 이루어지지 못하면 다른 디스크마저 고장나 RAID 구성이 깨질 수도 있음
    • 이때, 사용할 수 있는 것이 ‘핫스페어’임
• 핫스페어란?
  • 다른 디스크가 망가졌을 때를 위해 대기하는 ‘스텐바이 디스크’
  • 스토리지 인클로저가 디스크 고장을 감지했을 때, 자동으로 핫스페어가 활성화 되며 고장난 디스크를 대신해 RAID 그룹 안에 들어감
  • 핫스페어가 활성화되어 RAID 그룹 안에 들어가면, 망가진 디스크는 고장 상태로 처리되어 시스템에서 분리됨
    • 이때, 고장난 디스크를 다시 교체하면, 해당 디스크가 핫스페어로 대기하게 됨
  • 핫스페어의 개수는 정해져있지 않음

    

22 외부 스토리지 이용

• 대부분 아래 소주제들과 같은 이유로 외부 스토리지를 도입하게 됨.

저장 영역을 많이 확보하고 싶다

• 데이터 양이 많아 서버의 로컬 스토리지 용량으로는 충분하지 않음

디스크 I/O 성능 향상

• 로컬 스토리지의 디스크 I/O 성능이 충분하지 않음
  • 하나의 3TB 디스크보다, 스트라이밍 10세트로 3TB를 구성했을 때(RAID10) 이론상 디스크 I/O의 성능이 10배 향상됨.

스토리지 통합 및 집중 관리

• 통합 스토리지로 복수의 스토리지를 집약하여 저장 영역을 낭비하지 않고 유용하게 활용할 수 있어 운영 비용을 절감할 수 있음
• 통합 스토리지에서는 물리 스토리지를 증설하여 저장 영역을 쉽게 늘릴 수 있음

복수의 서버에서 데이터 공유

• 복수의 서버에서 같은 데이터와 소스 코드를 읽고 쓸 수 있게 함
• 데이터베이스 클러스터링 환경에서 어느 서버든지 같은 데이터에 액세스 할 수 있게 하기 위해 NAS를 도입하는 경우도 많음.

23 스토리지의 고급 기능

씬 프로비저닝

• Thin Provisioning
• 물리 스토리지 용량보다 더 많은 논리 볼륨을 할당할 수 있는 기능
• 가상 스토리지를 이용하면 임의의 용량으로 논리 본륨을 할당할 수 있음
• 논리 볼륨을 할당할 때는 용량 부족으로 장애가 일어나지 않도록 안전을 고려하여 실제 사용량보다 크게 할당하는 경우가 많음
  • but, 논리 볼륨을 많이 만들면 각 논리 볼륨에서 여분으로 확보한 용량으로 인해 낭비가 발생

   ⇒ 씬 프로비저닝을 이용해 실제 필요한 물리 스토리지만 준비하여 투자 비용을 최소한으로 억제할 수 있음

• 씬 프로비저닝은 가상 서버 환경과 같이 게스트 운영체제마다 논리 볼륨을 만드는 환경에서 특히 효과적으로 동작함

자동 계층화

• 서로 다른 성능의 디스크를 조합하여 이용 빈도가 높은 데이터는 고가의 빠른 장비에
  이용 빈도가 낮은 데이처터는 싸고 느린 장비에 자동으로 저장하는 기능
• 다양한 계층에 데이터를 자동 저장하는 방법
  • 미리 특정한 규칙을 설정
  • 각 파일의 이용 상황을 스토리지가 스스로 판단하여 자동으로 적절한 계층으로 이동시키는 방법
• 제품에 따라 다양한 구현 방식을 지님

디둡

• De-duplication (중복 제거 기능)
• 스토리지를 백업할 때, 먼저 저장된 데이터가 있으면 그 데이터는 복사하지 않는 방법
• 장점
  • 저장 영역을 절약할 수 있음
  • 백업 시간을 단축할 수 있음
• 디둡을 구현한 제품 대부분이 중복제거와 데이터 압축 기능을 동시에 활용하여
  모든 데이터를 그대로 복사하는 백업 방식보다 상당한 양의 저장 공간을 절약시켜줌

스냅샷

• 어떤 순간의 파일 시스템의 정지점을 순간적으로 보존해 두는 기능
• 파일이 갱신될 때마다 갱신 이력과 함께 갱신 전의 파일을 스냅샷용 스토리지 공간에 기록
• 갱신 이력 정보를 관리함으로서 그 시점에서의 파일 시스템의 상황을 복원할 수 있는 기술