[IET] Chapter 2 - 2 서버를 구성하는 부품들(2)

디스크의 종류

 

SATA 하드디스크

 

가격이 저렴하다 하루 8시간 정도의 가동 용도로 사용한다  단, SAS(Serial Attached SCSI 하드 디스크보다 가격이 저렴하므로 중요하지 않은 서버에서는 일부러 내장성을 희생하고 SATA(Serial ATA) 하드 디스크를 채용하기도 한다

 

SAS 하드디스크

 

고속으로 동작하고 신뢰성이 높다. 24시간 365일 가동할 용도로 사용한다

 

 

 

FC 하드디스크

 

FC(Fibre Channel) 하드디스크는 초고속으로 동작하고 신뢰성이 높다. SAN 스토리지등 엔터프라이즈 용도로 사용한다

 

 

 

Fibre Channel이란?

SAN(Storage Area Network)에 사용되는 표준화 채널로서 FWU(Fast Wide Ultra) SCSI의 뒤를 이을 차세대 고속 인터페이스다. 1992년에 휼렛패커드와 선마이크로시스템스·IBM 등 3개 업체가 FCSI(Fibre Channel Systems Initiative)를 구성했고, IP와 SCSI의 공조에 관심을 두고 표준화 작업을 진행하여 1998년에 표준안이 마련되었다. 2003년 현재 FCA(Fibre Channel Association)와 FCLC (FibreChannel Loop Community)에서 관리한다.

 

FWU SCSI보다 4∼5배 빠른 1Gbps의 속도로 데이터를 전송할 수가 있으며, 사용되는 프로토콜이 SCSI와 호환되어 기존의 장치를 그대로 사용할 수 있는 장점이 있다. 또 거리 제한도 거의 없어 서버나 JBOD(Just a Bunch Of Disks; RAID 기능이 없는 하드디스크드라이브 세트)를 데이터센터에서 최대 8.6㎞나 떨어진 곳에 설치할 수도 있다. 설치 거리는 점차 늘어날 것으로 보인다.
 
이 기술로 백본랜을 구축할 경우, 수백 테라바이트의 용량을 보유한 중앙집중식 저장장치 팜(Farm)을 구축할 수 있고, 재해 복구를 위한 외부의 미러링도 가능하다. 클라이언트/서버 컴퓨팅에서 요구되던 분산 아키텍처를 지원하고, 폴트톨러런스(Fault Tolerance)와 자체 복구 기능도 지녀 네트워크 연결을 유연하게 해 준다. 또, 네트워크 확장을 거의 무한대 수준으로 끌어올리는 등 네트워크의 성능 저하를 최소화시킨다. 이와 같은 장점을 지녀 2003년 후반부터는 SCSI 기반의 인터페이스와 저장장치를 대체할 것으로 예상되며, SCSI는 IDE(Integrated DriveElectronics)와 같이 저가의 데스크톱 컴퓨터용으로 자리잡을 것으로 전망된다.

 

그 밖의 디스크

 

니어라인 하드디스크

 

온라인과 오프라인의 중간 상태인 니어 온라인(near-online)이 정의되고, 그 상태에 적합한 하드디스크로 니어라인 하드디스크가 이용된다 주로 아카이브의 장기보존 용도를 전제로 하루에 몇 시간 정도의 이용을 목적으로 한 하드드시크다. 니어라인 하드디스크에는 NL-SATA와 NL-SAS가 있다

 

NL-SATA

 

 

 

NL-SAS

 

 

SSD

 

반도체 소자 메모리를 기억 장치에 이용한 디스크다 빠르고 저전력으로 동작하지만 하드디스크보다 용량 단가가 몇 배에서 몇십배나 되어 아주 비싸다 또한 SSD(Solid State Drive)에는 쓰기와 지우기를 반복하면 소자가 열화되어 성능이 떨어진다는 약점이 있다 쓰기 동작의 빈도가 높은 서버에서 저가의 가정용 SSD를 사용하면 이런 제약 떄문에 1년도 가지 못해 수명이 다하는 일도 있다 반면 업무용 SSD는 가정용 SSD보다 훨씬 많은 횟수를 기록할 수 있다.

 

서버 업체에서 서버를 구매할 때 일반적으로 하드디스크는 지원 대상에 포함되지만, SSD는 지원 대상이 아니거나 보증 사용량을 설정해 보증 기한 또는 보증 사용량에 도달하면 지원이 끝나는 업체도 있다

 

SSD에는 SLC(Single Level Cell)과 MLC(Multi Level Cell)이 있다. SLC는 기억 소자 하나에 1bit 데이터를 기록하지만 MLC는 기억 소자 하나에 2bit 데이터를 기록하므로 대용량으로 만들기 쉽다는 장점이 있따 이런 차이에 2bit 데이터를 기록하므로 대용량으로 만들기 쉽다는 장점이 있다 하지만 MCL는 쓰기 속도가 느리고 다시 쓰기 가능 횟수가 적다는 특징이 있다. 특징으로는 SLC가 뛰어나지만 가격이 비싸서 일반적으로 MLC가 많이 채용된다.

 

 

엔터프라이즈 플래시 메모리 스토리지

 

엔터프라이즈 용도로 뷔휘발성 메모리(NAND 플래쉬 메모리(Flash Memory) 가 사용된 초고속 저장 장치다. SSD는 SAT 인터페이스 등으로 연결하지만 엔터프라이즈 플래시 메모리 스토리즈는 PCI Express 인터페이스로 연결하는 것이 많다. 엔터프라이즈 플래시 메모리 스토리지로 특히 유명한 것은 퓨전아이오 사의 ioDrive시리즈이다

 

 

RAID

 

RAID는 성능과 내장애성을 높이기 위한 목적으로 이용된다

 

RAID 레벨

 

기본적으로 RAID 레벨은 0,1,2,3,4,5,6까지 일곱 가지가 있다 또한 RAID0과 다른 RAID 레벨을 조합한 RAID10(1+0), RAID50(5+0), RAID60(6+0)이라는 것도 있다

 

 

 

500GB 디스크를 12개 사용할 때 RAID 레벨에 따른 실제 용량

 

 

 

RAID의 성능

 

RAID를 구성하면 디스크 I/O 성능을 높일 수 있다 디스크 I/o 성능이란 서버와 스토리지 사이에 주고 받는 데이터의 읽기 쓰기 성능을 가리키고, 특히 1초당 처리할 수 있는 I/O 수치를 IOPS (Input/Ouput Per Second)라고 부른다.

 

디스크 하나를 사용할 때보다 두 개를 병렬로 연결해 사용할 때 이론상 두배 빠르게 디스크를 읽고 쓸 수 있게 된다 마찬가지로 8개의 디스크를 이용하면 이론상 여덟 배의 속도가 된다

 

이처럼 디스크를 병렬로 여러 개 사용할 때의 디스크 수를 '스트라이핑 개수'라고 부르고, 스트라이핑 개수를 늘릴수록 디스크 I/O 성능이 높아진다.

 

RAID5와 RAID10

 

디스크 용량이 대량으로 필요한 때는 RAID5나 RAID10 중 하나가 주로 검토된다 일반적으로 RAID5는 실제 용량을 많이 확보할 수 있는 대신 속도가 느리고, RAID10은 실제 용량이 줄어드는 대신 속도가 빠르다 단 몇 개의 디스크로 RAID를 구성하느냐에 따라서 상황은 달라지고 RAID 컨트롤러 설치에 따라서도 차이가 있으므로 일괄적으로 말할 수는 없다

 

1TB 하드디스크 여덟개를 사용하는 예

 

RAID5

 

- 실제 용량 : 7TB (8-1)

- 응답 속도 : 스트라이핑 수가 RAID10에서는 4개지만 RAID5에서는 7개가 된다 스트라이핑 수에 차이가 있으므로 읽기 속도는 RAID5쪽이 빠를 때가 많지만, 쓰기 속도는 패리티 처리 부담이 커서 RAID10보다 떨어질 때가 많다.

- 내장애성 : RAID10과 비교하면 크게 떨어진다.

- 비용 : RAID10과 비교하면 실제 용량에 비해 비교적 싸다

 

RAID10

 

- 실제 용량 : 4TB(8/2)

- 응답 속도 : 스트라이핑 수에 차이가 있으므로 읽기 속도는 RAID5보다 떨어지지만 쓰기 속도는 RAID5보다 뛰어날 때가 많다.

- 내장애성 : RAID5에 비교하면 크게 우수하다.

- 비용 : RAID5와 비교하면 실제 용량에 비해 비교적 비싸다.

 

RAID5와 RAID6

 

RAID5는 패리티 정보를 한 종류만 이용하지만, RAID6는 패리티 정보를 두 종류 이용하므로 보통은 RAID6가 우수하다고 한다. 하지만 RAID6 쪽이 반드시 RAID5보다 우수하다고 단언할 수 없는 부분이 있다.

 

RAID5

 

- 패리티 정보 : 1종류

- 응답 속도 : 패리티 정보가 적은 만큼 RAID6보다 빠르다.

- 내장애성 : 디스크가 동시에 두 개 이상 고장나면 데이터 영역이 망가지므로 RAID6보다 내장애성이 낮다. 단 RAID 구성이 깨져서 하드디스크 복구 업자에게 데이터 복구를 의뢰하면 복구에 성공할 가능성이 RAID6보다 높다.

- 

RAID6

 

- 패리티 정보 : 2종류

- 응답 속도 : 패리티 정보가 많은 만큼 RAID5보다 느리다.

- 내장애성 : 디스크가 동시에 세 개 이상 고장나기 전까지 데이터 영역이 망가지지 않으므로, RAID5보다 내장애성이 높다 단 RAID 구성이 깨져서 하드디스크 복구 업자에게 데이터 복구를 의뢰하면 복구의 패리티 정보를 해석하는 부담은 늘어나 복구에 성공할 가능성이 RAID5보다 낮다.