SAN (Storage Area Network)
- 저장 지역 통신망
- 디스크 어레이, 테이프 라이브러리, 옵티컬 주크박스와 같은 원격 컴퓨터 기억 장치를 서버에 부착하는 구조
- 블록 수준 스토리지에 접속할 수 있도록 지원하는 특정 시스템 전용의 고속 네트워크
- 스토리지 트래픽을 LAN의 다른 부분과 분리해 애플리케이션의 가용성과 성능을 향상
- 스토리지 리소스를 더 쉽게 할당하고 관리할 수 있고 더 효율적으로 아카이빙할 수 있다.
- 서로 연결된 호스트와 스위치, 스토리지 기기로 구성
- 프로토콜
- AoE(ATA over Ethernet):
- ATA(Advanced Technology Attachment), 개인용 컴퓨터 안에서 하드 디스크, CD-ROM 드라이브와 같은 기억 장치를 연결하는 표준 인터페이스
- FCP(Fibre Channel Protocol): 스토리지 네트워킹에 쓰이는 기가비트 속도의 네트워크 기술
- FCoE(Fibre Channel over Ethernet): 스토리지와 IP 프로토콜을 단일 인프라로 변환해 기업이 기존 고속 이더넷을 통해 파이버 채널 트래픽을 이동시킬 수 있음
- FICON(ESCON over Fiber Channel): 메인프레임 컴퓨터에 쓰임
- HiperSCSI
- FCIP(Fibre Channel over IP)
- iFCP(Internal FCP), SANoIP
- iSCSI(Internet Small Computin System Interface): 중소중견기업이 주로 사용
- InfiniBand: 고성능 컴퓨팅 환경에서 사용
- AoE(ATA over Ethernet):
NAS (Network-attached Storage)
- 컴퓨터 네트워크에 연결된 파일 수준의 컴퓨터 기억 장치이며 서로 다른 네트워크 클라이언트에 데이터 접근 권한 제공
- 파일 단위로 데이터에 접속
- 모두 네트워크 기반 스토리지 솔루션이라는 점에서는 공통점이 있으나
- SAN은 일반적으로 파이버 채널 연결을 이용하고 NAS는 표준 이더넷 연결을 통해 네트워크에 연결
- OS 입장에서 SAN는 디스크로 나타나며 별도로 구성된 스토리지용 네트워크로 존재, NAS는 파일 서버로 표시
- SAN는 데이터베이스 같은 구조화된 워크로드와 관련 NAS는 일반적으로 비디오와 이미지 등 비정형 데이터에 사용
- 프로토콜
- SMB(Server Message Block): 윈도우 운영체제 간에 통신할 때 주로 이용하는 프로토콜
- AFP(Apple Filling Protocol): SMB 프로토콜의 MAC OS 버전
- NFS(Network File System): 리눅스에서 파일의 입출력을 담당하는 프로토콜
- FTP(File Transfer Protocol): 파일 업로드/다운로드만을 위해 존재하는 프로토콜
- HTTP(Hyper Text Transfer Protocol): 웹 브라우저에서 보통 웹페이지를 표시할 때 사용하는 프로토콜
- WebDAV(Web-based Distributed Authoring and Versioning): http 프로토콜을 통하여 파일 입출력을 해줄 수 있게 만든 프로토콜
- SSH(Secure Shell): 암호화 터미널 콘솔 프로토콜, 명령어만을 이용하여 NAS의 점검 등을 실행할 때 이용하는 프로토콜
- 장점
- DAS와 달리 Port 수 제한 없어 확장성과 유연성이 뛰어나다.
- 경제적이며 설치와 유지보수가 용이하다.
- 단점
- 접속 증가시 성능이 저하된다.
- 파일 전송 속도는 DAS보다 느리다.
- 파일시스템을 공유하기 때문에 높은 수준의 보안을 요하는 곳에서는 문제가 될 수 있다.
DAS (Direct-attacted Storage)
- 서버 또는 컴퓨터에 네트워크를 거치지 않고 직접 연결되는 저장장치
- SAN 또는 NAS와 상반되는 네트워크에 연결되지 않은 저장장치
- 프로토콜
- ATA
- SATA
- eSATA
- SCSI
- SAS
- 파이버 채널
Unified Storage
- 멀티프로토콜 스토리지로도 알려져 있음
- SAN과 NAS 2개의 별도 스토리지 플랫폼을 운영해야 하는 번거로움을 없애기 위해 유니파이드 블록과 단일 스토리지를 단일 시스템으로 통합
- 파이버 채널과 iSCSI 블록 스토리지는 물론 NFS, SMB 같은 파일 프로토콜도 지원
| 항목 | DAS | NAS | SAN |
| 구성요소 | 서버 저장 장치 |
서버 전용 파일 서버 저장 장치 |
서버 FC 스위치 저장 장치 |
| 접속장치 | 없음 | 이더넷 스위치 | 광채널 스위치 |
| 파일 시스템 공유 | 불가능 | 가능 | 불가능 |
| 적용 규모 | 소규모 | 중규모 | 대규모 |
| 속도 | 채널 속도 | LAN + 채널 속도 | 채널 속도 |
SAN Storage disk 의 성능이 임계치에 다다랐을 경우, 개선하기 위한 방안
SAN 성능 저하 원인
- 생성되거나 수신되는 트래픽에 비해 SAN 스토리지 장치의 데이터 경로가 부족한 경우, 데이터 양이 데이터 경로의 개수를 초과하면 정체 발생
- 데이터 경로에 장애가 있거나 오래된 장비로 인한 경우, 사용 가능한 대역폭이 줄어들고 SAN에 정체가 야기됨
- SAN의 지속적인 환경 변화로 성능이 저하될 수 있음. 새로운 애플리케이션이나 새로운 장비가 SAN에 추가될 때마다 트래픽 흐름이 변경
→ 최적화된 운영을 보장하기 위해, SAN을 최적화하고 변경 사항이나 문제에 대비해 SAN을 모니터링할 수 있어야 한다.
SAN 성능 최적화하기
- FC 프로토콜을 위해 데이터를 압축하여 효과적인 처리량을 향상, 다른 압축 알고리즘을 사용하여 전반적인 처리량을 최적화하거나 압축율을 최적화
- 상대적으로 작은 대역폭을 가진 WAN(Wide Area Network, LAN과 LAN 사이를 광범위한 지역 단위로 구성하는 네트워크)은 압축율 최적화에 집중
- 큰 대역폭을 가진 WAN의 경우에는 전반적인 처리량의 최적화가 더 중요
- 수동으로 TCP 파라미더를 조정, TCP 최대 및 최소 대역폭, 예상되는 라운드트립 시간 및 TCP 정체 윈도우 모니터 버스트 크기 등
- EX) IP 패킷의 크기는 일반적으로 1500 바이트입니다. 이 길이를 2300 바이트까지 확장해 전체 FC 프레임 컨텐츠 (2112 바이트 길이 ) 가 하나의 IP 패킷에 맞도록 설정할 수 있으므로 FC(Fibre Channel) 프레임의 분해가 불필요하고 시간 절약
- 구조상 미미한 장애가 발생되더라도 전체 성능 저하 발생되지 않도록 견고한 설계
- FC ISLs(Inter-Switch Links)를 하나의 논리 ISL로 결합
- FC ISLs(Inter-Switch Links)를 하나의 논리 ISL로 결합
신속한 데이터 복제
- SAN의 주요 기능으로, 주요 데이터 센터에서 멀리 떨어진 원격에서도 백업이 수행되는 비즈니스 연속성을 제공
- 거리 제약으로 복제는 느리지만 속도 향상 시킬 필요 있음
- 하드웨어 또는 ASIC 기반의 압축 및 압축 해제를 통해 원격으로 데이터 패킷을 전송하는데 필요한 대역폭을 최소화함으로써 데이터 전송의 효과적 처리량 최적화
- 디스크 쓰기 명령을 로컬로 버퍼링하고, SCSI 프로토콜 교섭 중에 쓰기 데이터가 지속적으로 WAN을 통해 원격 SAN에 보내지도록 지원하여 디스크 쓰기 명령을 가속화
- 특정 거리에서 달성 가능 성능
- 확장된 거리상에서는 디스크 쓰기 명령어 문제점 중 하나인 라운드트립 시간(대기시간)이 발생
- 쓰기 명령을 로컬로 확인하여(스푸핑), 디스크 쓰기가 확장된 SAN 연결을 통해 지속적으로 유지될 수 있도록 함
원격 테이프 백업 속도 향상하기
- 원격 테이프 백업도 소스와 원격 대상 테이프 드라이브간의 거리로 인해 본질적으로 그 속도가 느림
- 호스트에서 테이프로의 데이터 스트리밍 속도를 개선해 보다 많은 데이터가 한번에 전송되도록 함으로써 이 프로세스의 속도를 향상시킬 수 있음
- FCIP 터널의 소스와 대상 모두에서 버퍼링을 실행하여, 데이터가 테이프 장치에 연속적으로 작성되는 동안 데이터 트래픽이 지속적으로 목적지에 전달될 수 있도록 하는 것
모니터링
- 멀티 프로토콜 패브릭 관리를 위한 통합된 액세스 방식을 지원하는 우수한 SAN 관리 툴을 사용하여 SAN 을 지속적으로 모니터링하면서 잠재적인 문제점을 찾아내야 함
- 멀티 프로토콜 탐색 , HBA(Host-bus-adapter) 및 스토리지 탐색, 네트워크 트래픽 핫스팟 분석을 위한 여러 스위치 구성 및 실시간 네트워크 모니터링과 같은 다양한 관리 기능을 제공 필요
- 핫스팟에 대한 실시간 네트워크 모니터링
- 즉시 복구가 필요한 문제 영역을 식별하는 데 있어 중요
- 지속적으로 대기 시간을 확인하여 네트워크가 예정된 범위 내에 있고, 폭주에 대비하여 데이터 경로에 항상 리던던시가 확보되어 있도록 보장
- ping 기능
- 특정 VSAN( 가상 SAN) 에서 스위치와 최종 장치 ( 호스트 버스 어댑터 및 스토리지 장치 ) 간의 상호 연결을 확인
- 경로 추적 기능
- 두 장치간의 구조적 연결 라우트와 데이터 트래픽을 추적하고 스위치간 (hop-by-hop) 대기 시간을 계산할 수 있도록 지원
References
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