[IT 인프라] 스토리지(Storage)

스토리지

스토리지(Storage)는 저장 장치를 다수 장착한 대용량 고속 저장 장비로, 서버 및 클라이언트와 네트워크로 연결해서 사용한다. 여기서 저장장치는 컴퓨터의 데이터를 저장하기 위한 비 휘발성의 기억 장치를 말한다. 

스토리지는 데이터 저장 뿐만 아니라 데이터 공유 목적으로 주로 사용된다. 서버에 장착된 디스트 용량이 부족할 경우, 다수의 사람들과 데이터를 공유할 필요가 있을 경우 스토리지를 활용한다. 스토리지는 데이터 관리 및 보호를 위한 별도의 소프트웨어가 탑재된다. 

스토리지 데이터 저장 방식

RAID

RAID(Redundant Array of Independent Disk)는 여러 개의 디스크 중 일부에 데이터를 중복 저장하는 기술이다. 여러 개의 디스크를 하나의 디스크 모듈로 사용하여 디스크 읽기/쓰기 성능을 향상시키며, 장애 발생 시 원활한 복구를 위해 사용한다. 이제 RAID 방식에 대해 알아보자. 

 

RAID 0은 데이터를 여러 디스크에 분산 저장하여 하나의 디스크처럼 사용한다. 이는 성능이 좋지만 장애 시 데이터는 모두 손실된다.

RAID 0

 

RAID 1은 데이터를 다른 디스크에 동일하게 중복 저장하여 안정성이 높지만 비용이 많이 든다. 

RAID 1

 

RAID 5는 디스크에 패러티 정보를 저장해 장애 시 패러티를 토대로 복구할 수 있다. 일정 수준의 성능과 안정성이 확보된다.

RAID 5

 

RAID 6은 RAID 5 방식에 패러티를 하나 더 추가하여 안정성을 더욱 향상시킨 방법이다. 

RAID 6

 

RAID 0+1은 RAID 0의 높은 성능과 RAID 1의 뛰어난 안정성을 합친 형태이다.

RAID 0+1

 

JBOD

JBOD(Just a Brunch of Disks(Dries))는 2개 이상의 디스크를 하나의 디스크처럼 만들어 주는 것(Non-RAID)을 말한다. 여러 디스크의 용량을 단순히 이어 붙인 것으로, RAID 0과 같이 다수의 디스크를 사용한다고 성능이 향상되지 않는다. 과거 디스크 용량이 작았을 때 개별 디스크 용량보다 더 큰 용량의 데이터를 저장하기 위해 사용했다. 구성된 디스크의 데이터가 가득차면 다음 디스크에 데이터를 기록하는 형태이다. 기존에 사용하던 스토리지의 용량을 늘리기 위해 디스크를 더 꽂을 수 없을 경우, 스토리지 하드웨어를 추가해 기존의 스토리지와 연결하는 용도로 주로 사용된다.

JBOD

 

스토리지 종류

DAS

DAS(Direct Attached Storage)는 직접 연결한 스토리지로, 서버와 클라이언트가 전용 케이블로 연결한 스토리지이다. 전송 속도가 빠르고, 스토리지와 연결된 서버에 개별적인 파일 시스템을 사용해 관리한다는 특징이 있다. 

DAS

 

NAS

NAS(Network Attached Storage)는 데이터 공유를 위한 파일 서버 용도로 주로 사용되며 파일 스토리지라고도 불린다. 이는 스토리지 전용 OS로 데이터를 관리하는 독립적 다기능 스토리지이다. NAS는 그 자체가 메인보드, CPU, RAM, 스토리지를 갖춘 하나의 서버 역할을 수행하기에 파일 공유 뿐만아니라 다양한 서버 용도로 사용할 수 있다. 또한 스토리지가 하나의 네트워크 공유 드라이브로 독립적으로 동작한다. 

NAS

클라이언트가 데이터에 접근하기 위해서는 반드시 네트워크 스위치를 거쳐 NAS에 접근해야 하기에 DAS보다 데이터 전송 속도가 느리다는 특징이 있다. 클라이언트가 서버에서 구동되는 애플리케이션의 데이터에 접근할 경우, 서버는 네트워크 스위치를 통해 NAS에 접근해서 데이터를 찾아 클라이언트에게 전달한다. 

 

SAN

SAN(Storage Area Network)는 대용량의 데이터를 네트워크를 통해 빠른 속도로 전송할 수 있는 고성능 스토리지다. 일반적인 이더넷 네트워크(UTP 케이블, LAN)가 아닌 FC(Fiber Channel 광케이블)을 사용해  SAN으로 연결하며, 고성능을 요구하는 시스템의 전용 스토리지로 사용한다. 

SAN

스토리지 단독으로는 데이터 저장만 가능하며 읽기/쓰기 작업을 할 수 없다. 반드시 서버와 연결해야 읽기/쓰기 작업이 가능한 서버 종속성 스토리지라고도 불린다. 마치 PC에 디스크를 하나 더 꽂은 것처럼, 블록 스토리지가 서버의 자체 디스크처럼 동작한다. 클라이언트에서 스토리지에 데이터를 읽거나 쓰기 위해서는 반드시 서버가 필요하다. 이것을 서버 종속성 스토리지라고 한다. FC 네트워크는 이더넷 네트워크보다 성능이 뛰어나다. 이는 NAS보다 데이터 전송 속도가 빠름을 의미한다. 

 

스토리지 유형

스토리지 유형에는 파일 스토리지, 블록 스토리지, 오브젝트 스토리지가 있다. 파일 스토리지는 데이터를 파일과 폴더로 이루어진 계층 구조에 저장하는 것을 말한다. 블록 스토리지는 데이터를 일정한 크기의 블록으로 나눠서 저장하고, 오브젝트 스토리지는 오브젝트라는 개별 데이터 단위(객체)로 분산 저장한다. 

스토리지 유형

 

데이터 유형

데이터 유형에는 정형 데이터와 비정형 데이터가 있다. 정형 데이터(Structured Data)는 미리 정해놓은 형식과 구조에 따라 고정된 필드에 저장된 텍스트 형태의 데이터를 말한다. 비정형 데이터(Unstructured Data)는 식별 가능한, 미리 정의된 구조가 없는 사진, 음성, 동영상, PDF파일 등의 데이터를 말한다.

데이터 유형

백업

백업(Backup)은 데이터를 임시로 다른 장치에 저장하여 문제가 있을 때 복구(Recovery)할 수 있도록 준비해 두는 것을 말한다. 백업을 하는 유형에 두 가지가 있다. Full Backup은 백업 주기마다 데이터 전체를 백업하는 것이다. Incremental Backup은 첫째 날에 데이터 전체를 백업하고, 그 다음부터는 증가된 데이터만 백업하는 것을 말한다.

스냅샷

스냅샷(Snapshot)은 마치 사진을 찍듯이 특정 시점에 스토리지의 파일 시스템을 포착해 보관하는 기술이다. 스냅샷에도 여러 가지 방법이 있다. 

COW(Copy-on-write) 스냅샷

Copy-on-write 스냅샷은 쓰기(Write) 작업 발생 시 복제(Copy) 후 해당 복제본을 새로운 공간에 덮어쓰는 방법이다. 즉, 데이터를 변경하려는 작업이 발생하면, 변경되기 전 데이터를 별도의 스토리지 위치에 저장하고 난 후에 원본데이터를 업데이트한다. 모든 데이터를 복사하는 대신 변경이 발생하는 부분만 복사하여 저장하는 이 방식은 스토리지 공간을 효율적으로 사용할 수 있으며, 스냅샷 생성 시점에서는 추가적인 공간을 거의 사용하지 않는다. 

Copy-on-write

ROW(Redirect-on-write) 스냅샷

Redirect-on-write 스냅샷은 쓰기(Write)작업 발생 시 새로운 공간으로 쓰기 위치를 재지정(Redirect)하는 방법이다. 즉, 데이터가 변경될 때, 변경되는 데이터를 새로운 위치에 쓰고, 원본 데이터는 그대로 유지하는 것이다. 이 경우, 원본 데이터는 스냅샷의 일부로 보존되며, 변경된 데이터만 새로운 위치에 저장된다. 이 방법 역시 원본 데이터의 복사본을 즉시 만들지 않기 때문에 스토리지를 효율적으로 사용할 수 있다.

Redirect-on-write