4. 클라우드 핵심 기술 1강. 네트워크 연결 기술
학습내용 - 데이터센터
학습목표
- 클라우드 컴퓨팅의 데이터센터 기술을 설명할 수 있다.
1. 데이터센터 기술 1) 개념
- 한 장소에 고성능 IT자원들을 고속 네트워크로 연결하여 가상화, 클러스터링 등 다양한 기술들을 적용하여 클라우드 서비스를 제공하는 기반 시설
- 서버, 데이터베이스 네트워킹이나 통신 장치, 소프트웨어 시스템과 같은 집중화된 IT 자 원을 보관하는 특화된 IT 인프라의 형태로 존재
2) 데이터 선테 구성 기술 요소
가. 가상화
- 물리적 IT 자원을 가상의 IT 자원으로 전환시키는 과정
- 물리적 IT 자원:
하드웨어 시스템, 운영체제, 네트워킹 시스템, 장비 등의 시설 인프라 - 물리적 IT 자원과 가상화된 IT 자원 모두를 포함
- 가상화 플랫폼
: 물리적 컴퓨팅 및 네트워킹 자원을 가상화된 컴포넌트로 추상화 해 자원을 좀 더 손쉽 게 할당, 운영, 해제, 모니터링, 통제할 수 있음
- 가상화 플랫폼에 기반을 둔 운영 및 관리 도구를 이용하여 가상화 계층의 통제와 자원 을 추상화 함
나. 표준화와 모듈화
- 표준화된 하드웨어상에 구축함
- 확장성, 성장, 빠른 하드웨어 교체를 지원하는 장비와 시설 인프라의 여러 독립적인 구 성 요소를 모은 모듈화된 아키텍처를 이용해 설계함
- 공통적인 가상화 전략과 지속적인 물리적 장치의 성능 및 용량을 향상시킬 필요가 있음 - 모듈화와 표준화는 조달, 획득, 운영, 유지 보수에 대한 규모의 경제를 가능하게 하기
때문에 투자 및 운영 비용을 절약하는 핵심적인 요건임 다. 자동화
- 감독 없이 프로비저닝, 설정, 패치, 모니터링과 같은 작업을 자동화하는 특화된 플랫폼 을 보유하고 있음
- 데이터 센터 관리와 플랫폼이 진화하면서 자체 설정과 자체 복구같은 자동화된 컴퓨팅 기술이 가능해짐
라. 원격 운영과 관리
- 데이터 센터내 IT 자원의 운영 및 관리 작업 대부분은 네트워크를 통해 원격 콘솔과 관 리 시스템 상에서 수행
- 기술 인력들을 장비 관리나 배선 연결, 하드웨어 수준의 설치 및 유지 보수와 같은 아주 특별한 경우를 제외하고는 서버를 보유하고 있는 공간에 방문할 필요가 없음
마. 높은 가용성
- 데이터 센터의 정전은 데이터 센터의 서비스를 이용하는 조직의 비즈니스 연속성에 막 대한 영향을 끼침 → 가용성에 문제 발생
- 가용성을 유지하기 위한 높은 수준의 중복성(redundancy)을 가지고 설계되고 운영 : 통신 링크와 클러스터링된 하드웨어의 로드 밸런싱, 중복되고 방해 받지 않는 전원 공
급, 배선, 환경적 제어 서브 시스템을 갖추고 있음 바. 보안 인식 설계와 운영 관리
- 비즈니스 데이터를 저장하고 처리하는 중앙집중구조
- 물리적 및 논리적 접근 통제, 데이터 복구 전략 등의 보안과 관련된 요구사항을 엄격하 고 포괄적으로 적용
사. 시설
- 특화된 컴퓨팅, 스토리지, 네트워크 장비에 맞춰 설계된 장소
: 다양한 전원 공급, 배선 연결, 열, 통풍, 공기 조절/냉난방, 화재 보호 등과 같은 서브 시스템을 조절하는 환경 제어 장치 구성
아. 컴퓨팅 하드웨어
- 데이터 센터에서 일어나는 대용량 프로세싱은 표준화된 서버에 의해 수행 : 뛰어난 컴퓨팅 능력, 대용량 스토리지
- 일부 컴퓨팅 하드웨어 기술은 모듈화된 서버로 통합
: 전원, 네트워크 내부 냉각을 위해 상호 연결된 표준 랙을 구성된 랙 마운트 폼 팩터 서버 디자인
: X86-32bit, x86-64, RISC와 같은 여러 하드웨어 프로세싱 아키텍처 지원
: 표준화된 랙 만큼 작은 공간에 수백 개의 프로세싱 코어를 가지고 있는 전원 효율적인 멀티코어 CPU 아키텍처
: 하드디스크, 전원 공급 장치, 네트워크 인터페이스, 스토리지 컨트롤러 카드 같이 전원 차단 없이 추가/제거 가능
- 컴퓨팅 하드웨어 플랫폼은 일반적으로 원격 관리 콘솔에서 운영 및 관리할 수 있는 소 프트웨어 시스템을 지원
: 하드웨어 IT 자원을 설정, 모니터링, 통제 등을 지원함
: 운영자 한 사람이 수백에서 수천에 달하는 물리적 서버, 가상 서버, 기타 IT 자원을 관리할 수 있음
자. 스토리지 하드웨어
- 대용량 스토리지 필요를 충족시킬 수 있는 방대한 양의 디지털 정보를 유지하는 특화된 스토리지 시스템 보유
: 스토리지 시스템은 배열로 구조화된 수많은 하드디스크를 저장하는 컨테이너로 이뤄짐 : 디스크 배열과 스토리지 가상화를 포함
- 스토리지 시스템 관련 기술
① 하드디스크 배열 : 스토리지의 배열 구조는 태생적으로 여러 물리적 드라이버 사이 에 데이터를 나누고 복제하며 여분의 디스크를 포함해 성능과 중복성을 향상, RAID 스키마(중복된 데이터를 나눠서 저장)를 사용해 구현
② 입출력 캐싱 : 주로 데이터 캐싱을 이용해 디스크 접근 시간과 성능을 향상시키는 하드 디스크 배열 컨트롤러를 이용해 수행
③ 전원 차단 없이 교체 가능한 하드디스크 : 전원 차단 없이 배열에서 안전하게 제거 될 수 있음
④ 스토리지 가상화 : 가상 하드디스크와 스토리지 공유로 이루어짐
⑤ 빠른 데이터 복제 매커니즘 :차후 리로딩이나 가상 또는 물리 하드디스크 용량 및 파티션을 복사하는 용량 복제를 위해 가상 머신의 메모리에서 하이퍼바이저가 읽을 수 있는 파일 형태로 저장하는 스냅샷 기능을 포함
- 스토리지 시스템 형태
① 스토리지 시스템이 컴퓨팅 IT자원에 직접 연결되는 DAS(Direct-Attached Storage)
② 네트워크 연결된 IT 자원 : SAN, NAS - SAN(Storage Area Network)
: 물리적 데이터 스토리지 미디어는 전용 네트워크를 통해 연결
: SCSI(Small Computer system Interface)와 같은 업계 표준 프로토콜을 이용해 블록 수준의 데이터 스토리지 접근을 제공
- NAS(Network Attached Storage)
: 하드 드라이브 배열은 네트워크를 통해 연결
: NFS(Network File System)이나 SMB(Server Message Block)과 같은 파일 중 심의 데이터 접근 프로토콜을 이용
차. 네트워크 하드웨어
- 여러 수준의 연결성을 가능하게 하기 위해 대규모의 네트워크 하드웨어가 필요 - 5개의 네트워크 서브 시스템 사용
- 외부네트워크 상호접속
- 인터네트워킹 인프라와 관련된 서브시스템
- 외부 WAN과 데이터 센터 LAN 사이의 라우팅을 제공하는 백본 라우터와 방화벽, VPN 게이트와 같은 주변 네트워크 보안 장치로 구성
- 웹 계층 로드 밸런싱과 가속화
: XML 전처리기, 암복호화 기기, 내용 인식 라우팅을 수행하는 7계층 스위칭 장치와 같은 웹 가속화 장치로 구성
- LAN 스위치
: LAN을 구성하며 데이터 센터의 네트워크에 연결 가능한 IT 자원에 대한 높은 성능 과 중복 연결성을 제공
: 네트워크 통신을 용이하게 하고 초당 10Gbps까지 속도를 내도록 운영하는 여러 네 트워크 스위치로 구현
: LAN을 VLAN으로 분리, 링크 통합, 네트워크 간 라우팅 제어, 로드 밸런싱, 장애 조치와 같은 여러 가상화 기술을 수행
- SAN 스위치
: 서버와 스토리지 시스템 간의 연결을 제공하는 스토리지 영역 네트워크(SAN)의 구 현과 관련
- NAS 게이트웨이
: NAS 기반 스토리지 장치에 부착점을 제공
: SAN과 NAS 장치 사이의 데이터 전송을 돕는 프로토콜 전환 하드웨어를 구현 카. 기타 고려사항
- 장비 노후화와 교체
: IT 하드웨어는 생명주기(5~7년) 단위로 급격한 노후화가 이뤄짐
: 지속적인 장비교체는 하드웨어의 혼합으로 인한 이질성이 전체 데이터 센터의 운영과 관리를 복잡하게 만듦
- 보안
: 매우 중요한 문제
: 수많은 보안 주의사항이 있지만 한 데이터 센터 시설에서 배타적으로 데이터를 저장하 는 것이 데이터가 개별적으로 연결되지 않은 컴포넌트에 분산돼 있는 것보다 훨씬 더 강력한 보안 공격에 위협을 받을 수 있음
평가하기
1.
프라이빗 클라우드에 대한 설명이 아닌 것은?
① 가상화
② 자동화
③ 높은 가용성
④ 토폴로지 - 정답 : ④
해설 : 토폴로지는 네트워크의 요소들을 물리적으로 연결해 놓은 배치 형태를 의미합니 다.
2. 스토리지를 증가시키는 스토리지 시스템 기술로 맞지 않는 것은?
① DAS
② SAS
③ NAS
④ SAN
- 정답 : ②
해설 : 스토리지를 증가시키는 스토리지 시스템 기술에는 DAS, SAN, NAS가 있다.
학습정리
1. 데이터 센터 기술
- 서버, 데이터베이스, 소프트웨어 시스템과 같은 중앙 집중화된 IT 자원을 저장하는 특 화된 IT 인프라 데이터 센터 기술과 요소
- 데이터 센터 기술과 요소
▷ 가상화
▷ 표준화와 모듈화
▷ 자동화
▷ 원격 운영과 관리
▷ 높은 가용성
▷ 보안 인식 설계와 운영, 관리
▷ 시설
▷ 컴퓨팅 하드웨어
▷ 스토리지 하드웨어
▷ 네트워크 하드웨어
▷ 기타 고려사항
(장비 노후화, 보안위협)
