스토리지 가상화
스토리지 가상화란 무엇이며 어떻게 사용될까요?
엔터프라이즈 스토리지 세계에서 스토리지 가상화는 IT가 단일 ‘가상’ 스토리지 장치를 처리할 수 있도록 물리적 스토리지 장치를 풀링하는 기술입니다. 지금은 클라우드 모델로 인해 많이 주목받지 못하지만 스토리지 가상화는 ‘베어 메탈’ 스토리지(직접 물리적 스토리지 장치를 처리함) 대비 상당한 운영 및 비용 효율을 제공했습니다. 가상 스토리지를 활용하여 조직은 호환성 우려를 줄이고 스토리지 환경의 성능 및 보안을 강화할 수 있었습니다.
가상 스토리지를 사용할 때 관리자는 다음과 같은 몇 가지 사안을 고려해야 합니다.
- 호환성 및 상호 운용성: 스토리지 가상화 환경은 기반이 되는 하드웨어 인프라, 네트워킹 구성 요소, 서버, 운영 체제, 관리 툴, 하이퍼바이저와 호환되어야 합니다. NFS 및 파이버 채널 같은 프로토콜과 호환되어 원활한 통합을 지원해야 하며, API를 통해 자동화 툴의 통합으로 오케스트레이션 및 통합을 제공해야 합니다.
- 성능 및 대기 시간: 크리티컬 애플리케이션에는 가상 스토리지 환경에서 충족해야 하는 성능 요건이 있습니다. 관리자는 스토리지 컨트롤러 역량, 네트워크 대역폭, 디스크 I/O 용량, 캐싱 메커니즘을 평가하여 성능 및 대기 시간에 어떤 영향을 미치는지 파악해야 합니다.
- 데이터 보안 및 무결성: 가상 스토리지 환경은 데이터 암호화를 지원하여 전송 또는 저장 상태일 때 데이터 안전을 보장하고 세밀한 수준에서 액세스 및 인증 제어를 제공하여 무단 액세스를 차단해야 합니다. 가상 스토리지를 위한 강력한 데이터 보호를 위해서는 굳건한 백업 및 재난 복구 솔루션이 필요합니다.
스토리지 가상화와 클라우드 스토리지 모델의 조화
스토리지 가상화는 수십 년 동안 사용된 기술이며 클라우드 기반 스토리지(많은 수의 개별 스토리지 장치가 방대한 가상 스토리지 풀로 가상화되는 장소)의 토대를 마련했습니다. 최근 스토리지 가상화는 클라우드 스토리지 모델에 상당 부분 밀려났습니다. 기업 IT 팀이 앞서 언급한 과제인 가상 스토리지를 클라우드 벤더로 구축하고 관리하는 일에서 벗어나는 것이 유익함을 알았기 때문입니다.
클라우드 컴퓨팅 모델에서 VM 및 애플리케이션 관리자는 필요한 스토리지를 몇 가지 매개 변수, 즉 스토리지 유형(예: 블록, 파일, 개체), 용량, 성능, 대역폭 등으로 정의입니다. 그러면 클라우드 벤더가 즉시 자체 가상 스토리지 풀로부터 원하는 스토리지를 제공합니다. 백그라운드에서 클라우드 아키텍처가 한때 스토리지 관리자에 의해 데이터 센터에서 처리되었던 모든 프로비저닝, 구성, 보호 작업을 처리합니다.
클라우드 모델의 운영 이점은 명확합니다. 기업 IT는 이제 복잡한 가상 스토리지 환경 관리 문제로 우려할 필요가 없으며 사업부에서는 훨씬 짧은 프로비저닝 시간을 누릴 수 있습니다. 클라우드 스토리지는 스토리지 리소스에 대한 온디맨드 액세스를 지원하며 데이터 관리 워크플로를 대폭 간소화합니다. 이는 가치 변환 시간을 더 빠르게 하며 디지털 트랜스포메이션을 가속화합니다.
재무적인 관점에서 클라우드 모델은 기업에 스토리지 리소스 소비와 관련하여 훨씬 많은 선택지와 유연성을 제공합니다. 일반적으로 클라우드 벤더는 클라우드 스토리지 소비에 대한 OpEx, 종량제 청구를 제공하지만 최근 가장 발전된 클라우드 솔루션은 CapEx 옵션도 제공하여 기업이 온프레미스 스토리지의 데이터 주권 및 보안 이점과 클라우드 운영 경험을 모두 이용할 수 있도록 지원합니다.
스토리지 가상화 작동 방식
스토리지 가상화에서는물리적 스토리지 하드웨어가 가상 볼륨에서 미러링됩니다. 단순 가상 스토리지 환경을 구성하려면 다수의 물리적 디스크가 단일 서버를 사용하는 그룹으로 결합되어야 합니다. 가상 스토리지 또는 논리적 스토리지 블록은 같은 서버에 할당되어 입력/출력(I/O) 트래픽 리디렉션을 지원합니다.
물리적 디스크는 운영 체제 및 애플리케이션이 스토리지를 액세스 및 사용하도록 지원하는 가상화 레이어에 의해 가상 볼륨으로부터 분리됩니다. 가상 스토리지 소프트웨어는 I/O 요청을 받아서 스토리지 풀 전체를 거쳐 적절한 스토리지 장치로 전송합니다.
물리적 디스크 자체는 작은 데이터 블록으로 분할되거나 논리 장치 번호(LUN), 논리 볼륨(LV) 또는 RAID 그룹으로 알려진 개체로 분할됩니다. 이러한 블록은 원격 서버에 가상 디스크로 제시됩니다. 이는 가상화된 환경에서 전체 스토리지 풀을 구성하는 스토리지 장치 모음이 아니라 서버에 있는 물리적 디스크처럼 보입니다.
보다 복잡한 환경에서 RAID 어레이는 가상 스토리지 역할을 할 수 있습니다. 여기서 다수의 물리적 드라이브는 데이터를 백그라운드에서 다수의 디스크로 스트라이핑 및 복제하는 단일 스토리지 장치를 흉내냅니다. 이 절차는 I/O 성능을 개선하고 단일 드라이브의 장애로 인한 데이터 피해를 차단합니다.
물리적 드라이브에서 데이터에 액세스하는 방식에는 가상화 소프트웨어를 위한 추가 단계가 필요합니다. 물리적 장치와 가상 스토리지 장치 사이의 장벽을 만드는 동시에 가상화 소프트웨어는 저장된 데이터를 빠르게 찾을 수 있도록 메타데이터로 맵을 생성합니다. 경우에 따라 소프트웨어는 데이터를 더 빠르게 찾는 알고리즘을 만듭니다.
가상 스토리지 생성은 블록 수준 및 파일 수준 스토리지 환경에서 완료될 수 있습니다. 스토리지 영역 네트워크(SAN)를 가상화할 때는 호스트와 스토리지 어레이 사이에 변환 레이어를 추가합니다. 이러한 스토리지 가상화 유형에서 서버는 개별 스토리지 어레이의 LUN 대신 가상화된 LUN으로 리디렉션됩니다. 가상화된 LUN은 가상화된 장치에 남습니다. NAS 가상화는 파일 수준에서 액세스된 데이터와 파일이 물리적으로 저장된 위치 사이의 종속성을 제거합니다.
스토리지 가상화의 여러 종류
스토리지가 가상 환경에 적용되는 방법으로는 호스트 기반, 어레이 기반, 네트워크 기반이 있습니다.
호스트 기반
HCI 시스템 및 클라우드 스토리지에서 가장 많이 사용되는 호스트 기반 가상화는 트래픽 연결을 위해 소프트웨어에 의존합니다. 이 방법에서 거의 모든 장치 또는 어레이가 물리적 스토리지에 기여할 수 있습니다. 호스트 또는 다수의 호스트로 구성된 하이퍼 컨버지드 시스템은 모든 구성의 게스트 시스템에 가상 드라이브를 표시합니다. 게스트 시스템의 예로는 기업의 가상 시스템(VM) , 파일 공유에 액세스하는 PC, 클라우드를 통해 데이터에 액세스하는 서버 등이 있습니다.
어레이 기반
어레이 기반 스토리지 가상화에서는 서버가 물리적으로 위치하며 어떤 어레이에 액세스하고 있는지는 스토리지에 액세스하는 서버나 사용자에게 표시되지 않습니다. 여기서 스토리지 어레이는 주 기억 장치 컨트롤러 역할을 하며 가상화 소프트웨어를 사용하여 스토리지 리소스를 다른 어레이로부터 풀링합니다. 어레이는 여러 물리적 스토리지 유형을 별개의 장치 모음이 아니라 계층으로 나타낼 수 있습니다. 그러한 계층은 다양한 어레이의 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 또는 하드 드라이브로 구성될 수 있습니다.
네트워크 기반
가장 일반적인 스토리지 가상화 형식은 네트워크 기반입니다. 여기서 모든 스토리지 장치는 네트워크 장치를 통해 FC 또는 ISCSI SAN에 연결됩니다. 이렇게 상호 연결된 장치는 스토리지 네트워크 내에서 단일 가상 풀로 표시됩니다.
서버 가상화와 스토리지 가상화의 차이
조직은 몇 가지 가상화 기술 중에 하나를 선택할 수 있으며, 비즈니스 요구에 따라 어떤 기술이 가장 적합한지 달라집니다. 원격 근무가 계속될 것으로 여겨지는 가운데 대부분의 회사는 업무 환경에 가상 데스크탑을 마련해 두고 있습니다. 원격 근무 환경에는 애플리케이션 가상화가 포함됩니다. 애플리케이션의 운영 체제가 물리적으로 데스크탑에 없어도 데스크탑이 더 적은 리소스를 사용하여 필요한 업무를 수행할 수 있기 때문입니다.
그러나 가상화 이야기는 여기서 끝이 아닙니다. 서버가 가상화되면 기업은 고가용성과 더 효율적인 재난 복구를 달성할 수 있습니다. 운영 체제가 하드웨어로부터 분리되며 여기에 액세스하는 시스템은 파일로 취급될 수 있기 때문입니다. 이러한 서버는 파일로서 SAN에 저장될 수 있으며, 이는 데이터 액세스에 상당한 수준의 모빌리티를 허용합니다. 한 서버가 실패하면 모든 가상 서버가 SAN에 저장되어 있으므로 다른 서버가 호출되어 활동을 대신 호스팅할 수 있습니다.
또한 서버 가상화는 하드웨어가 온디맨드로 조정되도록 지원하여 시스템을 보다 탄력적으로 만듭니다. 워크로드가 줄어들면 서버가 중단되고 역으로 워크로드가 증가하면 같은 서버가 다시 가동됩니다. 따라서 항상 켜져 있는 서버 숫자가 줄어들면, 많은 시간 동안 사용되지 않으면서 자리만 차지하는 중복 하드웨어, 전력 및 냉각 등의 비용을 절감할 수 있습니다.
또한 스토리지 가상화는 특히 서버 가상화와 함께 사용되면 가용성을 높이는 데 도움이 됩니다. 스토리지가 가상화될 때는 특정 서버와 쌍으로 연결되지 않습니다. 그러므로 스토리지가 여러 소스로부터 관리되고 단일 리포지토리로 사용될 수 있습니다. 또한 많은 서버가 SAN에 저장된 데이터에 액세스할 수 있어 SAN 활용을 더 간단하게 만듭니다.
스토리지 가상화의 이점
- 비용 절감: 가상 스토리지는 재난 복구를 위해 기존 엔터프라이즈 스토리지 아키텍처에 필요했던 전형적인 하드웨어 중복이 필요하지 않기 때문에 어플라이언스 및/또는 소프트웨어 라이선스를 더 적게 구매해도 됩니다. 이로 인해 기업은 사전 금융 투자 비용을 상당히 절약할 수 있습니다.
- 시간 절약: 가상 스토리지는 중단 시간(계획 또는 비계획)을 줄일 뿐 아니라 업그레이드에 소모되는 시간과 와해를 크게 줄입니다.
- 확장성: 가상 스토리지를 사용하면 장기적인 미래 스토리지 요구 사항을 예측하거나 그 모든 용량에 대한 비용을 미리 지불할 필요가 없습니다. 그 대신 IT 팀이 동적 프로비저닝을 활용하여 수요 변화에 온디맨드로 대응할 수 있습니다.
- 더 쉬운 관리: 가상 스토리지는 리소스 사용을 간소화 및 개선하여 애플리케이션 중단 없이 더 쉽게 스토리지를 추가/삭제할 수 있습니다. 또한 원활한 데이터 마이그레이션을 지원하고 스토리지 풀 전반에서 고급 기능 애플리케이션을 간소화합니다.
- 위험 감소: 디스크 드라이브, 스토리지 컨트롤러, 전원 공급이 실패하는 경우 각각이 이미 가상 어레이에 미러링되어 있으므로 와해의 위험이 크게 줄어듭니다. 이 가상의 중복은 성능 저하를 제한하고 스토리지 효율 및 유연성을 높입니다.
- 생산성 증가: 가상 스토리지는 100% 가용성을 제공할 뿐 아니라 애플리케이션 및 서비스 구축을 가속화하여 가치를 더 빠르게 실현하게 만들 잠재력이 있습니다.
- 효율 향상: 무엇보다도 빠르고 용량 활용이 우수한 스토리지의 사용이 가장 큰 이점입니다. 이를 통해 더 안정적으로 데이터에 액세스하고 처리할 수도 있습니다. 뿐만 아니라 가상 스토리지는 100% 활용을 보장하며 용량 소진의 가능성이 매우 낮습니다.
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