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1. 스토리지 가상화

 

  ○ 스토리지 가상화
    ▷ 스토리지 사용의 엄청난 증가 추세는 매일 매일의 스토리지 운영 및 데이터 관리에 많은 부담을 증가시켜왔다.
    ▷ 결과적으로 가용성과 프로비져닝에 대한 서비스 레벨을 만족시키는 것이 커다란 과제로 다가오고 있다.
    ▷ 이러한 부담을 없애기 위해서 기업들은 디스크와 테이프 스토리지 가상화 기술에 눈을 돌리기 시작했다.
    ▷ 스토리지 가상화는 온 디맨드 전략의 필수적 일부분으로써 애플리케이션에 거의 또는 전혀 영향을 미치지 않으면서도 하드웨어 인프라스트럭쳐에 변경을 가할 수 있게 해준다.
    ▷ 그럼으로써 관리를 용이하게 하고, 애플리케이션의 가용성을 증가시키고, 총 소유 비용을 낮출 수 있게 해준다.
    ▷ 스토리지 가상화의 4가지 주요한 형태로 분류 할 수 있다.
     1) 디스크 컨트롤러 가상화
     2) SAN 상의 스토리지 블럭가상화
     3) 파일 가상화
     4) 테이프 가상화

 

   1) 디스크 컨트롤러 가상화 (Disk Controller Virtualization) :
    ▷ 디스크 컨트롤러 가상화는 스토리지 서브시스템 또는 컨트롤러를 파티션으로 나누어 마치 여러 개의 스토리지 컨트롤러가 있는 것처럼 보이게 해준다.
      - 예를 들어, IBM의 System Storage DS8000 계열이 이런 기능을 제공한다.
    ▷ 예를 들어 아래 그림 처럼 디스크 컨트롤러 1개가 3개의 가상 스토리지 컨트롤러로 파티션 되어서 하나는 OLTP 워크로드를 수행하고, 하나는 BI(Business Intelligence) 워크로드를 수행하고 마지막 나머지 하나는 e-메일 서비스를 수행할 수 있다.
    ▷내부적으로는 논리적 파티셔닝(LPAR) 기술을 사용해서, 어떤 가상 디스크 컨트롤러의 성능이 다른 어떤 가상 디스크 컨트롤러가 수행하는 워크로드로부터도 영향을 전혀 받지 않게 해준다. 표준 애플리케이션을 하나 또는 그 이상의 파티션 자체에서 수행할 수 있게 된다.

 

   2) SAN 상의 스토리지 블럭 가상화
    ▷ 대부분의 사람들이 스토리지 가상화를 이야기할 때, 주로 SAN 상의 스토리지 블록 가상화를 가리킨다고 보면 된다.
      - 이러한 형태의 가상화는 사용자로 하여금 제각기 물리적으로 다른 스토리지 컨트롤러에 들어있는 유휴 디스크 조각을 모아서 가상 디스크를 생성할 수 있게 해준다.
      - 예를 들어 어떤 관리자가 디스크 컨트롤러 A로부터 300GB의 유휴디스크를, 컨트롤러 B로부터는 500GB를, 컨트롤러 C로부터는 200GB의 유휴 디스크를 모아서 1TB의 가상 디스크를 생성할 수 있다.
      - 결국 스토리지 블록 가상화는 제각기 다른 스토리지 컨트롤러들로부터 작은 용량의 유휴 디스크 공간을 모아서 하나의 큰 디스크 풀을 만들어서 어떤 서버도 사용할 수 있게 만들고, 디스크 스토리지의 활용률을 획기적으로 향상시킨다.
    ▷ 블록 가상화는 3가지 방법이 있다.
      - 어플라이언스 형태(예, IBM SAN Volume Contoller 또는 IBM SVC)
      - 지능적인 SAN 스위치(예, EMC의 Invista)
      - 스토리지 컨트롤러 자체에 임베디드된 형태(예, 히타치의 TagmaStore)
    ▷ 어플라이언스 또는 스위치는 서버와 스토리지 컨트롤러 사이에 위치한다.
    ▷ 임베디드된 가상화는 서버들과 다른 스토리지 컨트롤러 사이에 존재한다.
    아래 그림은 스토리지 블럭 가상화의 구조도 이다.


    ▷ 구조
      - 스토리지 가상화 솔루션들은 모두 가상 디스크에서 실제 디스크로의 위치에 대한 맵핑을 유지한다.
    ▷ 가상화 방법
      - 맵핑을 통해 하나의 물리적 위치에 대응하고 있는 가상 디스크를 다른 물리적 위치로 이동하여 대응 시킬 수 있다.
      - 이 때 서버 및 애플리케이션은 서로에게 아무런 영향을 끼치거나 받지도 않으면서 정상적으로 작동된다.
    ▷ 장점
      - 이러한 기능으로 인해 스토리지 관리자는 애플리케이션의 가용성에 아무런 영향을 미치지 않고서도 서버에서 스토리지의 데이터 맵핑을 자유롭게 재구성할 수 있게 해준다.
      - 블럭 가상화은 전체 기업 내에 걸쳐서 일관된 방법으로 서버들이 필요로 하는 고급 기능을 제공할 수 있다.
       ·예를 들어, 모든 서버들에 대하여 동일한 방법으로 스냅샷 카피 또는 리모트 카피와 같은 카피 서비스 기능을 제공할 수 있다.
      - 서버들은 수많은 스토리지 컨트롤러들 대신에 하나의 SAN 상의스토리지 가상화 솔루션하고만 인터페이스를 유지하면 된다.
      - 또한 사용자들은 각 스토리지 컨트롤러마다 하나씩 제공되는 디바이스를 모두 올릴 필요도 없이 단지 하나의 디바이스 드라이버만 로딩하면 된다(실제로 각 디바이스 드라이버 간에 충돌 여부가 발생하기도 한다).

 

   3) 파일 가상화
      - 파일 가상화는 이기종 서버간에 진정한 의미의 파일 공유를 가능하게 한다.(아래 그림 참조)
      - 즉 파일 가상화 기술을 이용함으로써 기업 내의 어떤 컴퓨터 또는 어떤 서버로부터라도 동일한 파일 네임을 사용하여 공통된 파일 그룹에 대한 접근이 가능하다.
       · 예를 들어, 파일은 리눅스가 돌아가는 컴퓨터에서 생성되었지만 윈도우가 돌아가는 다른 서버에서 동일한 파일 네임을 가지고 접근이 가능하다.
       · 이렇게 되면 서로 다른 서버들간에도 HA(Hardware Address)를 위한 클러스터가 가능할 수 있게 된다. 


   4) 테이프 가상화
    ▷ 테이프 가상화는 아래 그림 처럼 디스크를 이용하여 테이프 드라이브 자원인 것처럼 에뮬레이션 함으로써, 서버입장에서는 테이프 드라이브로 데이터를 백업 받는다고 간주하지만 실제로 디스크로 데이터를 백업 받게 되는 것이다.
    ▷ 또한 데이터의 일부분이 테이프에 비해 좀 더 빠른 하드디스크스토리지 캐쉬에 저장되기만 해도 마치 전체 데이터가 테이프 카트리지에 전부 저장된 것처럼 보이게 해주는 방식을 통해 데이터를 고속으로 백업 받을 수 있게도 해준다.

  ○ 네트워크 가상화
    ▷ 애플리케이션이나 서버를 네트워크 또는 다른 가상 자원들에게 물리적으로 연결하는데 사용되는 IT 자원들을 가상화하는 능력들의 집합체로 볼 수 있다.
    ▷ 여기서 가상화 가능한 네트워크 자원들에는
      - IP 어드레스,
      - 네트워크 어댑터,
      - LAN,
      - 대역폭 관리 등이 포함된다.

 

  ○ 장점
    ▷ 네트워크를 가상화함으로써 사용자는 IT 인프라스트럭쳐에 걸쳐서 좀 더 효율적이고, 비용 효과적이며, 안정적이며 가용성 있는 통신체계를 만들기 위해 네트워크 요소를 풀링하고 공유할 수 있다.
    ▷ 또한 가상화된 네트워크는 좀 더 유연해짐으로써 사용자들이 최소한의 다운 타임 또는 실시간으로 비즈니스의 니즈에 대처하는데 필요하도록 인프라스트럭쳐를 변경할 수 있게 해준다.

 

  1) 공유를 가능하게 하는 기술

    ▷ 가상 LAN (VLAN) 기술
      - 소프트웨어적으로 구현되며, 컴퓨터의 네트워크를 구성할 때 실제 연결되지 않았으나 마치 물리적으로 연결된 것처럼 행동하게끔 설정한다. VLAN은 사용자 A의 데이터가 공유 네트워크 상에서 사용자 B의 데이터와 서로 섞이지 않도록 보장하기 위해 가상화의 절연 기능을 이용한다.
      - IP-SEC 프로토콜
       · IP 네트워크를 단절되고 독립된 많은 가상 네트워크(VPNs)처럼 보이게 함으로써 IP 네트워크를 좀 더 효율적이고 안전하게 공유될 수 있도록 사용된다.
       · 네트워크의 2개의 논리적 끝단 사이에서 암호화된 데이터의 일치성을 보장해준다.
      - 터널링 기술
       · 다중 프로토콜 스위칭(MPLS)은 단절 기능을 제공해주는 터널링 기술이며 주로 성능 개선 목적으로 사용된다.

    ▷ 다중 호스팅을 지원하는 HTTP 서버
      - 활용률을 증대시키고 자동 복구를 지원하기 위해서, 고객들은 하나의 물리적 애플리케이션 서버가 다수의 가상 어플리케이션 서버인 것처럼 보이게 하기 위해 다수의 가상 로컬 IP 어드레스를 사용할 수 있다.

    ▷ 어댑터 가상화 기술
      - 서버에 붙은 물리적 네트워크 어댑터가 여러 개인 것처럼 보이게 하여 네트워크의 연결을 단순화 시켜서 서버들간의 네트워크 연결의 효율성을 향상시킬 수 있다. 대표적인 예로 System z의 OSA-express L2-L3 공유기술 또는 System p의 가상 이더넷 기술을 들 수 있다.

 

   2) 자원 풀링을 가능하게 하는 기술
    ▷ 아래의 기술들은 가상화의 단일화 기능을 이용하여 사용자로 하여금 네트워크 요소들을 하나로 묶어서 사용하게끔 해준다.
      - 다양한 형태의 IP 워크로드 밸런싱 기술
       · 여러 대의 애플리케이션 서버들을 마치 하나의 단일 애플리케이션 서버 또는 인스턴스 처럼 보이게 해준다.
       · 워크로드 밸런서는 내부적으로 다수의 애플리케이션 서버 풀에서 각 서버의 용량과 가용성 정도에 대한 정보를 실시간으로 수집하면서 애플리케이션 인스턴스들에 걸쳐서 워크로드를 밸런싱 하면서도 외부적으로는 하나의 단일화된 애플리케이션 앤터티를 네트워크에 보여준다.
       · 대표적인 사례로는 z/OS의 Sysplex Distributor, Cisco사의 콘텐츠스위칭모듈(CSM), 노텔/알테온사의 Load Balancer 등이 있다.
      - 네트워크어댑터 가상화 기술
       · 다수의 애플리케이션 네트워크 연결을 연관된IP 어드레스로 이동시킴으로써 동일한 인스턴스로 보이게 해준다.
       · 그렇게 함으로써 네트워크 양 끝단에서 동적 라우팅의 구성이나 라우터 디스커버리 프로토콜을 수행 할 필요 없이도 네트워크상에서 더 높은 가용성을 얻을 수 있게 한다. VIPA takeover, IP address takeover 및VRRP 등이 그러한 기술들의 좋은 사례들이다

 

   3) 에뮬레이션과 추상화
    에뮬레이션 또는 추상화(Abstraction) 기능을 통해 사용자들은 애플리케이션 서비스 영역에서 엔드-투-엔드 연결을 프로비져닝하고 관리하는 기능을 제공해 줄 수 있다.
    ▷ 사용자들은 에뮬레이션 기술을 사용하여 애플리케이션 프로그래머들로 하여금 각 애플리케이션이 SSL 기반 하에 돌아가도록 일일이 코딩하는 노력을 덜어줄 수 있다. 그러한 기술들은 애플리케이션 서버가 연결 지향의 보안 체계를 갖는 것처럼 보이게 해준다(예를 들어 SSL 또는 TLS 지원). 그러한 에뮬레이션은 소켓 프로그래밍 인터페이스 레이어의 아래에 위치한 TCP 레이어에서 수행되어진다.
    ▷ 대역폭 관리 소프트웨어는 특히 WAN 구간 및 TCP를 사용하지 않는 인터넷 링크(예를 들어 스트리밍 오디오 및 비디오 애플리케이션)에서 네트워크 성능을 관리할 수 있는 수단을 제공해준다. 해당 소프트웨어는 TCP/IP 스택에 상주하면서 대역폭의 할당을 제어하기 위해 정책 기반의 관리 기법을 사용한다. 대표적인 예로 z/OS의 하나의 구성요소인 IBM Service Policy Agent를 들 수 있다.
    ▷ 사용자들은 하나의 서버 내에서 서로 다른 논리적 파티션들이 하나 이상의 LAN으로 연결되어 있는 것처럼 행동하게끔 만드는데 가상화를 사용할 수도 있다. 이러한 형태의 가상화를 지원하는 기술들에는 HiperSockets과 가상 이더넷 LAN이 있다.
    ▷ 가상 네트워크 어플라이언스는 여러 가지 형태의 네트워크에 특화된 기능들을 하나로 엮어주는 네트워크 애플리케이션의 일종으로서 외관상 하나의 박스 안에 또는 가상서버상의 전속된 하나의 인스턴스 안에 상주할 수도 있다.

 

   4) 네트워크 자원들의 관리
    ▷ 가상화는 네트워크에 대하여 또 다른 차원의 관리와 제어를 요구한다.
      - 예를 들어 열개의 가상 서버들이 하나의 10GB 네트워크 어댑터를 공유하고 있다고 가정하면
       · 열대의 가상 서버들 중 어떤 하나가 소비할 대역폭을 제한할 수 있는 어떤 제어 메커니즘이 필요하게 된다.
       · 그러한 제어는 대역폭 사용 정책을 정의하거나 가상 네트워크 인프라 스트럭쳐 내에서 네트워크 정책을 강제할 수 있는 에이전트를 제공함으로써 강제로 이행될 수 있다.
    ▷ 네트워크 가상화를 위해 요구되는 관리와 제어 기능들은 온 디맨드 운영 환경(ODOE)의 일부로서 정의되고 있다.
       · 네트워크 자원 매니저(NRM, Network Resource Manager) 요소는 기본적으로 통합된 토폴로지 정보, 비즈니스 연속성(네트워크 자원의 자동 복구) 그리고 그러한 환경에서 가능한 프로비져닝 체제를 제공할 것이다.
       · 그리고 이러한 지원은 WSDM 기반의 인터페이스의 집합 형태로 결합될 것이다.

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