스토리지 가상화의 이해 : 4가지 아키텍처

블록 가상화(Block Virtualization)라고도 알려진 스토리지 가상화는 불과 수년 만에 대형 엔터프라이즈에서 자신의 가치를 입증했으며, 다른 기술과 마찬가지로 고가의 부티크(Boutique) 솔루션에서 적절한 가격의 상품으로 변천해 왔다.

가장 저렴한 중급 스토리지 시스템을 제외한 모든 시스템의 표준 기능으로 자리잡은 스토리지 가상화는 중소 조직의 폭넓은 스토리지 관리 문제를 없애준다. 동시에, 선두 공급업체의 전문 솔루션은 극심한 데이터 가용성 요구조건을 가지고 있는 대형 SAN을 관리하고 있는 대형 IT 조직에 최대의 ROI를 제공한다.

스토리지 가상화는 호스트와 물리적인 스토리지 사이에 개개 스토리지 기기의 특성을 가려주는 가상 계층을 생성한다. SAN에서 구현되면, 이는 모든 블록 레벨 스토리지에 대해 유일한 관리 포인트를 제공한다. 간단히 말하면, 스토리지 가상화는 여러 대의 이기종 네트워크 스토리지 기기를 풀링(Pooling)해 호스트가 사용할 수 있는 가상 스토리지 볼륨 세트로 보여준다.

스토리지 가상화는 여러 대의 상이한 어레이(Array)의 물리적인 디스크로 구성된 스토리지 풀 생성뿐 아니라, 일관된 방식으로 전달되는, 폭넓은 서비스도 제공한다. 이런 서비스는 LUN(Logical Unit Number: 논리 단위 번호) 마스킹(Masking), 연쇄(Concatenation) 그리고 볼륨 그룹핑(Grouping)과 스트라이핑(Striping)을 포함하는 기본적인 볼륨 관리부터 씬 프로비저닝(Thin Provisioning), 볼륨 자동 확장, 자동 데이터 이전(Migration), 스냅샷과 미러링을 포함한 재해 복구 기능까지 폭넓게 전개되어 있다.

한마디로, 가상화 솔루션은 스토리지 관리 정책을 집행하고 더 높은 SLA를 달성하기 위한 중앙 제어점으로 사용할 수 있다.

블록 레벨 가상화로 활성화되는 가장 중요한 서비스는 아마도 비파괴적 데이터 이전일 것이다. 대형 조직에서 데이터 이동은 거의 끊임없이 반복되는 피할 수 없는 현실이다. 구형 장비가 새 장비로 교체되어도, 스토리지 가상화는 정지 없이 한 기기에서 다른 기기로의 블록 레벨 데이터 이전을 가능케 해준다. 스토리지 관리자는 애플리케이션과 사용자를 방해하지 않고, 성능을 저해하지 않으면서 자유롭게 일상적인 유지보수 업무나 노후된 어레이 교체 작업을 수행할 수 있다.

가상화는 사용자가 스토리지 활용도를 더 높이고 더 빠른 프로비저닝을 할 수 있게 해준다. LUN 프로비저닝과 용량 증설을 위한 힘든 프로세스는 가상화를 통해서 엄청나게 간편해지며, 심지어는 자동화된다.

프로비저닝이 6시간 대신 30분 만에 끝나고 용량을 거의 눈 깜빡할 사이에 재할당할 수 있다면, 스토리지 하드웨어를 훨씬 더 효율적으로 사용할 수 있을 것이다. 어떤 조직은 스토리지 가상화 기술을 활용해서 25%~50%였던 스토리지 활용도를 75% 이상으로 개선하기도 했다.

아키텍처상의 4가지 접근방식

가상 SAN 패브릭(Fabric)에서는, 스토리지 가상화 서비스를 다음의 4가지 방법으로 전달할 수 있다.

- 인밴드 어플라이언스(In-band Appliance)

- OOB(Out-of-Band) 어플라이언스

- 분할 경로(Split Path) 가상화 아키텍처라 부르는 복합적인 접근방식

- 컨트롤러 기반 가상화

그리고 아키텍처와는 무관하게, 모든 스토리지 가상화 솔루션은 반드시 다음 3가지 기본 사항을 수행해야만 한다.

- 구성 메타데이터뿐 아니라 가상 디스크와 물리 스토리지에 대한 맵(Map) 유지

- 구성 변경 사항과 스토리지 관리 작업에 대한 명령 실행

- 호스트와 스토리지 간의 데이터 전송

4가지 아키텍처는 이런 3가지 별개 경로나 스트림(Stream), 즉 메타데이터, 제어, 그리고 데이터 경로를 입출력 패브릭에서 처리하는 방식이 서로 다르며, 이런 차이가 성능이나 확장성에 영향을 준다.

아키텍처별 장점과 단점

인밴드 어플라이언스는 메타데이터, 제어, 그리고 데이터 경로 정보를 하나의 기기에서 모두 처리한다. 다른 말로 하면, 메타데이터 관리 기능과 제어 기능이 데이터 경로를 공유한다. 이는 바쁜 SAN에서는 병목현상이 발생할 가능성이 있음을 의미한다. 왜냐하면, 호스트의 모든 요청이 한 개의 제어점을 통해서만 흘러야 하기 때문이다.

인밴드 어플라이언스 공급업체는 제품에 고급 클러스터링 기능과 캐시 기능을 추가하여 이런 잠재적인 확장성 문제를 해결하고 있다. 이런 공급업체 중 많은 수가 자사 솔루션의 확장성과 성능을 입증할 수 있는 대형 엔터프라이즈 SAN 설치 사례를 예로 제시한다. 인밴드 접근방식 업체로는 데이터코어(DataCore) SANSymphony, 팰콘스토(FalconStor) IPStor, 그리고 IBM SAN Volume Controller를 들 수 있다.

OOB 어플라이언스는 메타데이터 관리와 제어 작업을 데이터 경로에서 분리시켜서, 이런 작업을 별도의 컴퓨팅 엔진으로 떠넘긴다. 문제는 개개 호스트에 소프트웨어 에이전트를 설치해야만 한다는 점이다. 에이전트의 역할은 데이터 스트림에서 메타데이터와 제어 요청을 뽑아내서 OOB 어플라이언스로 보내서 처리하도록 해서, 호스트가 스트리지와의 데이터 교환에 전념할 수 있게 만들어주는 것이다. OOB 어플라이언스는 유일하게 LSI 로직만이 공급하고 있는데, LSI 로직의 StorageAge 제품은 OOB나 분할 경로 양쪽 모두에 맞춰 조정할 수 있다.

분할 경로 시스템은 데이터 경로에서 메타데이터와 제어 정보를 분리시켜 처리하기 위해 지능형 스위치의 포트 레벨 처리 기능을 활용한다. 경로가 호스트에서 분리되는 OOB 어플라이언스와 달리, 분할 경로 시스템은 데이터와 제어 경로를 네트워크의 지능형 기기에서 분할한다.

분할 경로 시스템은 메타데이터와 제어 정보를 OOB 컴퓨팅 엔진으로 보내서 처리하고 데이터 경로 정보를 스토리지 기기로 전달한다. 그렇게 해서, 분할 경로 시스템은 호스트 레벨 에이전트의 필요성을 없애준다. 일반적으로, 분할 경로 가상화 소프트웨어는 지능형 스위치나 전용 어플라이언스에서 구동한다. 분할 경로 가상화 컨트롤러 공급업체로는 EMC (Invista), 인시피언트(Incipient), 그리고 LSI 로직(StorageAge SVM)이 있다.

지금까지 가상화 서비스가 설치되는 가장 일반적인 계층은 어레이 컨트롤러였다. 하지만, 컨트롤러는 일반적으로 스토리지 시스템 내부의 물리적인 디스크뿐이었다. 하지만, 이제 이런 상황이 변하고 있다. 기존 접근방식에 대한 변형은 내부와 외부 스토리지 모두를 가상화할 수 있는 컨트롤러에 가상화 기능을 설치하는 것이다.

인밴드 어플라이언스 접근방식처럼, 컨트롤러가 세 가지 모든 경로, 즉 데이터, 제어, 그리고 메타데이터를 처리하는 것이다. 이런 새로운 스타일의 컨트롤러 기반 가상화에 대한 첫 번째 사례로 히타치의 Universal Storage Platform을 들 수 있다.