스토리지 시스템 기초

DAS(Directed-attached Storage)

DAS(직접 연결 스토리지) 서버와 스토리지를 분리하고 둘을 연결하여 사용하는 구조

• 초기에는 주 기억장치(RAM)와 보조 기억장치(하드 디스크)가 분리되지 않고 같이 쓰임
• 계산의 성능을 높이고 데이터 보관의 용량과 효율을 높이기 위해 스토리지 시스템인 보조 기억 장치가 탄생하였고, 서버에 이를 연결해 사용함

장단점

• DAS 구조에서는 추가적인 디스크 용량이 필요하다면 디스크를 물리적으로 교체해야 하는 불편함이 있음

SAN(Storage Area Network)

SAN(스토리지 전용 네트워크) 스토리지를 여러 대 준비한 뒤 스토리지들을 연결하는 네트워크 전용선을 구축하여 사용하는 구조

SAN 스위치

• SAN 네트워크에 서버를 연결하기 위해 SAN 스위치를 배치하여 스토리지와 서버를 중계하도록 함
• ‘서버 - SAN 스위치 - 스토리지’는 광 케이블로 연결됨

스토리지 프로토콜

• iSCSI (Internet Small Computer Systems Interface)
• 파이버 채널 (Fibre Channel)
• iSER (iSCSI Extensions for RDMA)

논리 볼륨(Logical Volume)

• 네트워크에 묶인 스토리지들은 가상으로 중앙화된 논리 볼륨을 형성함
• 각 서버들은 이를 활용해 논리적인 공간을 할당받을 수 있음
• 가상으로 할당받은 디스크 드라이브에 연결하기 위해서는 LUN(Logical Unit Number)를 이용해 접근함

블록 스토리지(Block Storage)

• SAN에서는 파일의 저장 방식으로 블록 스토리지 개념(데이터를 블록이라는 단위로 나누어 저장)을 사용함
• 각 블록들이 저장된 위치(특정 스토리지의 특정 디스크)를 주소로 저장하고, 서버의 요청이 발생하면 이를 참조하여 데이터를 재구성하여 전달함.

장단점

1. 광케이블을 사용하므로 데이터 I/O가 빠르고, 그만큼 비쌈
2. LAN을 사용하지 않아 서버 네트워크 부하를 최소화할 수 있음
3. 가상화 환경을 구축하기 용이함
4. 블록 백업을 위해 추가적인 스토리지 공간이 사용됨

NAS(Network Attached Storage)

NAS(네트워크 결합 스토리지) 여러 대의 스토리지를 서버 간 통신에 사용하는 이더넷 네트워크에 함께 연결하여 사용하는 구조 즉, 서버 간 이더넷 통신을 하듯이, 서버와 스토리지도 이더넷 통신(동일한 이더넷 네트워크)을 통해 데이터 읽기/쓰기를 함.

이더넷 통신

• SAN과 NAS의 가장 큰 차이점 : SAN은 스토리지 전용 광 케이블 네트워크를 구축하여 고속으로 통신하지만, NAS는 서버 간 통신에 사용하던 LAN이나 WAN과 같은 이더넷 네트워크에 스토리지를 포함시켜 함께 통신할 수 있도록 함
• 따라서 NAS는 SAN 스위치 대신 이더넷 케이블을 사용해 네트워크에 연결
• 같은 이더넷 네트워크에 연결된 서버나 클라이언트에서 쉽게 접근할 수 있다는 장점이 있지만, 같은 이더넷에 연결된 장비들과 네트워크 자원을 공유하기때문에 네트워크 부하에 악영향을 미친다는 단점이 있음

스토리지 프로토콜

• NFS (Network File System)
• SMB/CIFS (Server Message Block/Common Internet File System)
• FTP (File Transfer Protocol)
• HTTP (Hypertext Transfer Protocol)
• AFP (Apple Filing Protocol)

파일 시스템

• 블록보다 상위 개념인 파일 형태(폴더 단위의 계층 구조)로 데이터를 저장
• 파일에 대한 메타 데이터를 통해 데이터를 저장한 폴더와 디렉토리 탐색 가능

장단점

1. 기존에 구축한 이더넷 네트워크에 연결하면 되므로 구축이 쉽고 비용이 저렴함
2. 네트워크를 공유하여 사용하므로 대역폭 제한이 발생할 수 있고, 데이터를 IP 패킷으로 캡슐화 하는 과정 때문에 네트워크 병목 발생할 수 있음
3. 광케이블에 비해 전송 속도가 느림

References

스토리지 기초 지식 1편: DAS, SAN 그리고 NAS