기본 원리: NetApp 씬 프로비저닝

이번 달에는 Tech OnTap에 기본 원리라는 새로운 기능이 도입되었습니다. 본 기사와 이후의 뉴스레터에서는 중복 제거, Snapshot®, FlexClone®, FlexCache® 및 Flash Cache 등과 같이 많이 사용되는 다양한 NetApp 기술의 기본 원리에 대해 알아보도록 하겠습니다. 이러한 내용은 기술을 이해하고 사용하는 데 도움이 될 것입니다.

대량의 스토리지를 할당하고 스토리지가 오랫동안 사용되지 않은 상태로 방치되는 여러 가지 상황이 있을 수 있습니다. 예를 들어 한 디자인 대학에서는 학생과 교직원용으로 27.5TB의 스토리지를 할당해야 한다고 예측했지만 대부분의 학생과 교직원은 스토리지를 조금만 사용하거나 전혀 사용하지 않았습니다.

하지만 이 학교는 NetApp 스토리지의 씬 프로비저닝을 사용하여 단 3.5TB의 물리적 스토리지(활용률 80%)를 통해 이러한 할당을 충족할 수 있었습니다(8:1 이상의 초과 할당률). 씬 프로비저닝을 사용하여 추가 스토리지 구입에 필요한 9만 달러 이상의 추가 비용이 절감된 것입니다.

NetApp 씬 프로비저닝은 물리적 스토리지 풀에 실제 존재하는 것보다 더 많은 논리적 스토리지를 호스트 또는 사용자에게 제공할 수 있도록 설계되었습니다. 공간을 미리 할당하는 대신 데이터가 기록될 때 각 볼륨 또는 LUN에 동적으로 스토리지 공간이 할당됩니다. 대부분의 구성에서는 볼륨 또는 LUN의 데이터가 삭제되고 Snapshot 복사본에서 이를 사용하지 않는 경우에도 공통 스토리지 풀에 여유 공간이 다시 생기게 됩니다.

스토리지 프로비저닝에 대한 이러한 접근 방식에는 다음과 같은 여러 가지 이점이 있습니다.

• 위의 예에서 제안한 것처럼 할당되었지만 사용되지 않는 많은 양의 스토리지를 절약할 수 있습니다.
• 높은 활용률로 인해 필요로 하는 스토리지 용량이 줄어들게 되므로 직접 자본 비용(capex)이 절감됩니다.
• 데이터 센터에서 스토리지가 차지하는 공간이 줄어들고 필요한 전력 및 냉각 수요가 감소되므로 운영 비용(opex)이 절감됩니다.
• 스토리지 가격은 지속적으로 하락하므로 추가 용량이 필요한 경우 해당 용량을 미리 구입하는 경우에 비해 더 저렴하게 구입할 수 있습니다.
• 단일 여유 스토리지 풀을 관리할 수 있기 때문에 용량 계획이 단순합니다. 여러 애플리케이션 또는 사용자가 동일한 여유 공간 풀에서 스토리지를 할당할 수 있으므로 일부 볼륨에서는 용량이 제한되고 다른 볼륨에서는 용량이 남는 상황이 발생하지 않습니다.
• 스토리지 환경이 더욱 민첩해지며 변화에 더 쉽게 대응할 수 있게 됩니다.

그림 1) 기존 프로비저닝과 NetApp 씬 프로비저닝 비교.

기본 원리 장에서는 NetApp 씬 프로비저닝 구현 방법, 가장 일반적인 사용 사례, SAN 및 NAS 환경 모두에서 씬 프로비저닝을 구현하는 사례 등에 대해 알아봅니다.

Data ONTAP에서의 씬 프로비저닝 구현 방법

NetApp Data ONTAP® 운영 환경은 데이터 디스크와 패리티 디스크로 구성된 RAID 그룹에 물리적 디스크를 결합합니다. RAID 그룹은 Aggregate라는 스토리지 풀에서 수집됩니다. Aggregate는 RAID 그룹의 모음입니다.

FlexVol® 볼륨은 Aggregate 내에서 생성됩니다. 데이터를 저장하는 논리적 컨테이너입니다. NAS 프로토콜을 사용하는 호스트는 FlexVol 볼륨에서 직접 데이터에 액세스하고 이를 저장합니다. SAN 환경의 경우 LUN이 FlexVol 볼륨 내부에 생성되고 호스트가 LUN에 액세스합니다. FlexVol 볼륨은 Aggregate의 특정 기본 디스크와 직접적인 관련이 없습니다. 이 볼륨은 기본 물리적 스토리지 컨테이너에서 논리적 데이터 스토리지 컨테이너를 추출하여 씬 프로비저닝과 기타 NetApp 스토리지 기능을 사용할 수 있는 유연성을 제공합니다.

그림 2) FlexVol 볼륨은 소프트 할당을 사용하여 물리적 Aggregate에서 사용 가능한 것보다 더 많은 공간을 씬 프로비저닝할 수 있도록 해 줍니다.

Data ONTAP은 FlexVol 볼륨 및 LUN 수준에서 씬 프로비저닝을 구현합니다. SAN 환경에서는 씬 프로비저닝된 FlexVol 볼륨 내에서 씬 프로비저닝된 LUN을 생성할 수 있습니다. 간단한 스토리지 옵션으로 디스크 Aggregate에서 특정 볼륨 또는 LUN의 물리적 공간의 보장 여부가 결정됩니다. 즉, 씬 프로비저닝을 현재 사용하고 있지 않은 경우 진행 중인 작업을 중단하지 않고 하나의 옵션만 변경하면 기존 볼륨과 LUN에서 이를 사용할 수 있습니다.

일반적인 씬 프로비저닝 사용 사례

씬 프로비저닝은 일반적으로 서버 및 애플리케이션의 수가 많은 설정에서 이점이 극대화됩니다. 많은 사용자에게 스토리지를 할당해야 하는 가상화 서버 환경과 서비스 공급자 환경을 예로 들 수 있습니다. 이 기술은 파일 공유 및 홈 디렉토리, D2D(Disk-to-Disk) 백업, 웹 호스팅과 인터넷 서비스 환경(포토 스토리지 및 이메일 계정 포함) 및 정보 서비스 등에 대한 스토리지 프로비저닝에도 적합합니다.

다음 예는 씬 프로비저닝이 특정 애플리케이션 환경에서 어떤 이점을 가져다 주는지 보여줍니다. 이 외에도 여러 가지가 있을 수 있습니다.

홈 디렉토리. 대부분의 조직에서는 사용자 커뮤니티에 따라 홈 디렉토리의 용량 요구 사항이 크게 달라집니다. 따라서 씬 프로비저닝을 사용하는 것이 좋습니다. 홈 디렉토리를 저장하는 FlexVol 볼륨을 씬 프로비저닝하면 일반적인 요구 사항을 가진 사용자에게 중요한 디스크 공간을 낭비하지 않으면서 많은 공간이 필요한 사용자를 쉽게 수용할 수 있습니다.

홈 디렉토리에 대한 씬 프로비저닝을 사용하는 한 회사에서 4,500명의 사용자에게 각각 최대 1GB의 네트워크 파일 스토리지를 할당합니다. 이 경우 기존 프로비저닝에서는 4.5TB의 물리적 스토리지가 필요하지만 씬 프로비저닝을 사용하면 600GB의 물리적 공간만으로 요구 사항이 충족됩니다.

D2D(Disk-to-Disk) 백업. D2D(Disk-to-Disk) 백업을 위한 프로비저닝은 기본 스토리지 요구 사항에 대해 공간을 할당하는 것보다 복잡할 수 있습니다. 기본 스토리지의 증가를 예측해야 할 뿐 아니라 각 볼륨의 변화율도 파악하고 있어야 합니다. 내부 고객에게 백업 서비스를 판매하는 한 회사에서는 D2D(Disk-to-Disk) 백업에 대한 보조 스토리지에 씬 프로비저닝을 적용하여 큰 성공을 거두었습니다. 1년여 동안 고객은 보조 스토리지를 추가할 필요 없이 기본 스토리지 용량을 500TB에서 900TB로 늘렸습니다.

회사 데이터 센터가 지속적으로 공간, 전원 및 냉각 수요 증가로 인한 어려움을 겪었으므로, 이러한 절약은 자본 절약 이상의 큰 이익이 됩니다. 씬 프로비저닝으로 인해 이 회사는 새로운 보조 스토리지의 구입을 1년 동안 연기할 수 있었습니다. 스토리지 활용률은 40% 미만(대부분 활용률이 떨어지는 볼륨으로 인함)에서 약 70%로 높아졌습니다.

가상 서버 및 데스크톱 환경. 씬 프로비저닝의 또 다른 대상은 가상화 환경입니다. 일반적으로 각 VM에 대해 10 ~ 20GB의 디스크 공간이 할당됩니다. 하지만 대부분의 VM 설치에서는 이 공간의 일부만 사용됩니다. 이러한 볼륨을 씬 프로비저닝하면 상당한 스토리지 공간을 절약할 수 있습니다.

NetApp 씬 프로비저닝 사용

볼륨 또는 LUN에서 적절한 옵션을 설정하여 NetApp 스토리지에서 씬 프로비저닝을 사용할 수 있습니다. "보증" 옵션을 "없음"으로 변경하여 볼륨을 씬 프로비저닝하고 LUN에서 예약을 변경하여 LUN을 씬 프로비저닝할 수 있습니다. NetApp 관리 툴(예: NetApp Operations Manager 및 NetApp Provisioning Manager)을 사용하거나 다음 명령을 입력하여 이러한 설정을 지정할 수 있습니다.

볼륨: vol options "targetvol" guarantee none

LUN: lun set reservation "/vol/targetvol/targetlun" disable

변경은 중단 없이 즉시 이루어집니다.

새로운 설치. 씬 프로비저닝된 새로운 볼륨을 생성하려면 보증을 "없음"으로 설정하고 커맨드 라인에서 볼륨을 생성합니다. Provisioning Manager를 사용하는 경우 씬 프로비저닝을 포함하는 프로비저닝 프로필을 선택하고 툴에서 스토리지 시스템을 프로비저닝하도록 할 수 있습니다.

그림 3은 Provisioning Manager의 NAS 볼륨에 대한 씬 프로비저닝 옵션을 보여줍니다. 그림과 같이 "데이터 및 Snapshot 복사본에 대한 공간 보증" 확인란을 선택 취소하여 씬 프로비저닝이 포함된 정책을 생성합니다. 이 프로필에 할당된 모든 데이터세트가 씬 프로비저닝됩니다.

그림 3) NAS 볼륨에 대한 Provisioning Manager 씬 프로비저닝 옵션을 보여주는 화면.

그림 4는 LUN 씬 프로비저닝에 대한 SAN 옵션을 보여줍니다. 그림과 같이 "LUN 또는 Snapshot 복사본에 대한 공간을 보증하지 않음" 옵션을 선택하여 SAN 씬 프로비저닝 정책을 생성합니다. 이 정책에 할당된 모든 SAN 데이터세트가 씬 프로비저닝됩니다.

그림 4) LUN에 대한 Provisioning Manager 씬 프로비저닝 옵션을 보여주는 화면.

기존 설치. 기존 볼륨을 씬 프로비저닝으로 전환하려면 볼륨에 대한 "보증" 옵션을 "없음"으로 설정하여 수정해야 합니다. 그러면 Aggregate 내에서 볼륨에 대해 예약된 여유 공간이 해제됩니다. NetApp 관리 툴을 사용하여 이 작업을 수행할 수도 있습니다.

씬 프로비저닝 관리. 공간 활용률의 적절한 모니터링은 씬 프로비저닝의 핵심 측면입니다. 씬 프로비저닝된 환경에서는 기본 물리적 스토리지보다 많은 논리적 공간을 할당할 수 있기 때문에 스토리지 시스템의 공간 활용률을 모니터링하고 적절한 메시지와 경고를 생성함으로써 시기적절한 대응을 통해 공간 부족 상황을 방지할 수 있도록 해 주는 툴이 필요합니다.

예를 들어 Operations Manager를 사용하면 여러 Aggregate 사용 및 활용 수준에 대한 알림을 설정할 수 있습니다. 이러한 알림으로 스토리지 사용 변화에 적절하게 대응할 수 있습니다. 씬 프로비저닝된 환경에서는 Aggregate가 특정 비율만큼 초과 프로비저닝되거나 특정 활용 수준에 도달할 경우 알림을 받을 수 있습니다.

씬 프로비저닝을 사용하지 않는 경우. 씬 프로비저닝이 적합하지 않는 경우도 있습니다. 씬 프로비저닝을 구현할지 여부와 이를 적용할 볼륨을 결정할 때 유의하십시오.

• 볼륨의 스토리지 사용을 예측할 수 없거나 사용량에 변화가 큰 경우
• 볼륨을 사용하는 애플리케이션이 업무상 중요하여 잠시라도 스토리지 부족이 발생해서는 안 되는 경우
• 스토리지 모니터링 프로세스가 중요 임계값에 도달한 시점을 감지하는 데 적합하지 않은 경우(모니터링 및 대응을 위한 구체적인 정책 필요)
• 새 스토리지 구입에 필요한 시간을 예측할 수 없는 경우(조달 과정이 너무 오래 걸리면 새 스토리지를 신속하게 온라인으로 연결하여 공간 부족을 방지하지 못할 수 있음)

SAN과 NAS의 씬 프로비저닝 비교

SAN 환경과 NAS 환경의 씬 프로비저닝에는 한 가지 중요한 차이점이 있습니다. 호스트에 LUN을 할당하면 호스트는 LUN에 자체 파일 시스템을 생성하고 자체적인 기록을 수행합니다. 따라서 LUN에서 현재 사용 중인 공간에 대한 호스트의 관점은 스토리지 시스템의 관점과 크게 다를 수 있습니다. 이는 NetApp뿐 아니라 모든 SAN 스토리지 벤더의 경우에도 동일합니다. 이 문제에 대해서는 그림 5를 참조하십시오.

그림 5) 공간 활용률에 대한 호스트와 스토리지의 관점 차이를 보여주는 그림. 호스트에서는 해제된 블록을 바로 재사용할 필요가 없으며 대신 새로운 공간을 할당할 수 있습니다.

NetApp은 LUN에 이미 할당된 디스크 공간을 절약하여 재사용할 수 있도록 하는 "용량 재사용" 기술을 제공합니다. 용량 재사용 기술 없이는 장기적으로 LUN을 씬 프로비저닝하는 것이 거의 불가능합니다. 이는 특정 애플리케이션에서 스토리지 공간을 사용하는 방법에 따라 다르지만, 일반적으로 스토리지 시스템은 LUN이 최대 크기(사용자가 일상적으로 LUN을 프로비저닝한 경우와 같은 지점)에 도달할 때까지 점점 더 많은 공간을 할당하는 경향이 있습니다.

NetApp 용량 재사용 기술은 NetApp SnapDrive®에 통합되었으며 추가 비용 없이 제공됩니다. SnapDrive는 서버 관리자가 마법사 기반 접근 방식을 사용하거나 커맨드 라인 인터페이스를 통해 NetApp SAN 스토리지를 쉽게 관리할 수 있도록 해 줍니다. NetApp은 NetApp 용량 재사용 기술을 Symantec™ 씬 재사용 API와 통합하기 위해 많은 노력을 기울여 왔습니다.

LUN에서 주기적으로 용량 재사용 프로세스를 시작할 수 있습니다. GUI 툴은 얼만큼의 공간이 재사용될 수 있는지 확인하고 계속할지를 묻습니다. 사용량이 많은 시간에는 실행되지 않도록 프로세스 수행 시간을 제한할 수 있습니다.

다음은 용량 재사용을 실행할 때 고려해야 할 몇 가지 사항입니다.

• Snapshot 복사본을 생성하기 전에 용량 재사용을 실행하는 것이 좋습니다. 그렇지 않으면 여유 공간으로 사용할 수 있어야 하는 블록이 Snapshot 복사본에서 잠기게 되어 여유 공간이 확보될 수 없습니다.
• 용량 재사용은 처음에 호스트에서 여러 사이클 동안 수행되므로 작업량이 적은 시간에 실행되어야 합니다.
• 프로세스가 실행되는 동안 LUN에 대한 일상적인 데이터 트래픽이 계속 처리될 수 있습니다. 하지만 용량 재사용 프로세스 중에는 다음과 같은 특정 작업을 수행할 수 없습니다.

— Snapshot 복사본을 생성하거나 복원하면 용량 재사용이 중지됩니다.

— LUN을 삭제, 분리 또는 확장할 수 없습니다.

— 마운트 포인트를 변경할 수 없습니다.

— Windows® 조각 모음을 실행하지 않는 것이 좋습니다.

결론

씬 프로비저닝은 중요한 스토리지 효율성 툴로서 단독으로 사용하거나 NetApp 중복제거 및 FlexClone 등과 같은 다른 스토리지 효율성 솔루션과 함께 사용할 수 있습니다. 씬 프로비저닝에 대한 자세한 내용은 다음 자료를 참조하십시오.

  NetApp 씬 프로비저닝: 비즈니스 향상
  Silverton Consulting: NetApp 씬 프로비저닝: 더 적은 용량으로 더 많은 작업 수행
  NetApp 씬 프로비저닝 및 Symantec 씬 재사용을 통해 스토리지 효율성 극대화

	Paul Feresten 선임 제품 마케팅 매니저 NetApp Paul은 2005년에 NetApp에 입사하여 Data ONTAP, MultiStore®, FlexClone 및 씬 프로비저닝 등을 비롯한 핵심 NetApp 소프트웨어를 담당하고 있습니다. 그는 30년 이상 업계에서 제품 관리, 영업, 마케팅 관련 활동을 해왔고 임원직을 역임했습니다. NetApp에 입사하기 전, Paul은 Data General, Digital Equipment Corporation, MSI Consulting 및 SEPATON에서 근무했습니다.
	Uday Boppana 제품 매니저 NetApp Uday는 현재 스토리지 효율성, 중단 없는 데이터 이동성 및 Snapshot 기능을 비롯한 Data ONTAP의 WAFL® 및 파일 시스템 기능을 담당하고 있습니다. 그는 2004년에 NetApp에 입사하여 SAN, FlexClone, WAFL 및 스토리지 효율성을 비롯한 Data ONTAP 기능과 관련된 엔지니어링, 기술 마케팅 및 제품 관리를 맡아 일하고 있습니다. Uday는 North Carolina State University에서 전산학 석사 학위를 받았습니다.