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1 NetApp clustered Data ONTAP 8.2: 개요


NetApp은 Clustered Data ONTAP (Clustered ONTAP) 출시와 함께 업계 최초로 엔터프라이즈용 유니파이드 스케일아웃 스토리지를 선보이게 되었습니다. 이미 시장에서 검증된 Data ONTAP 기술력 및 혁신적인 기능들과 같은 확고한 기반위에서 개발된 clustered ONTAP은 시스템을 운영하는 기간 동안 무중단 운영성을 제공하기 위해 설계된 가상 Shared 스토리지를 위한 기반이 됩니다.

이 문서에서는 clustered Data ONTAP 아키텍처와 핵심 기능, 그리고 오늘날 신속히 변화하는 데이터 센터에서 clustered Data ONTAP을 확고히 구현할 수 있는 방법에 대해 설명하고 있습니다. Clustered Data ONTAP 8.2는 이전 버젼에 비해 확장성, 지원 프로토콜, 그리고 데이터 보호 기능이 강화되었습니다. 또한 대규모 NAS 컨텐츠 레포지토리, 일반 범용 파일 서비스, 그리고 엔터프라이즈 애플리케이션 등 다양한 환경들을 위한 다중 가상 스토리지 머신(SVM, Storage Virtual Machine)의 구성도 가능합니다.

1.1 인텔리전트 스케일아웃 스토리지vs. 스케일업

스케일아웃 스토리지는 오늘날 IT 환경에서 피할 수 없는 데이터 증가 및 데이터 관리 문제에 대응할 수 있는 가장 강력하고 유연한 방법입니다. 모든 스토리지 컨트롤러는 CPU수, 메모리 슬롯 및 디스크 쉘프를 위한 공간과 같이 컨트롤러가 최대 용량 및 성능으로 확장하는 부분에 있어 영향을 주는 물리적인 제한이 있다는 점을 명심하십시오. 더 많은 스토리지나 성능 용량이 필요하면 CPU 및 메모리를 업그레이드 또는 추가하거나 디스크 쉘프를 추가로 설치할 수는 있지만, 결국 컨트롤러가 완전히채워져 더 이상의 확장이 불가능하게 됩니다. 이 단계에서는 컨트롤러를 추가하는 것이 유일한 방법입니다. 지금까지는 기존 컨트롤러를 새컨트롤러로 완전히 바꾸거나새 컨트롤러를 기존 컨트롤러와 나란히 추가하는 방법으로 간단한 "스케일업"이 가능했습니다. 두 방법 모두 상당한 단점이 있습니다.

기존 컨트롤러를 새 컨트롤러로 완전히 바꾸는 경우 기존 컨트롤러의 데이터를 새 컨트롤러에 복사하고 새 컨트롤러의 환경을 재구성하기 위해 데이터 마이그레이션이 필요합니다. 따라서 시간이 많이 걸리고 치밀한 계획이 필요하며 시스템을 중단해야 하는 경우도 있습니다. 또한 일반적으로 새 스토리지 리소스에 액세스하기 위해 연결된 모든 호스트 시스템의 구성을 변경해야 합니다. 데이터 마이그레이션은 스토리지 관리 비용 및 관리 복잡성에 큰 영향을 미칩니다. 최신 컨트롤러와 기존 컨트롤러가 공존하는 경우에는 두 개의 스토리지 컨트롤러가 개별적으로 관리되며, 이들 컨트롤러 사이에서 워크로드의 균형을 조정하거나 워크로드를 재할당하기 위해 별도로 제공되는 기본 툴은 없습니다. 데이터 마이그레이션도 필요합니다. 따라서 컨트롤러 수가 늘어날수록 상황은 더 악화됩니다.

스케일업을 사용하면 환경 증가에 따라 운영 부담이 커지고, 그 결과 워크로드의 균형이 맞지 않고 관리하는 것이 어려워집니다. 기술 업데이트 주기에는 상당한 사전 계획과 비용이 많이 드는 운영 중단 기간 및 구성 변경이 요구되는 데, 이 모두 결과적으로 시스템에 위험 요인이 됩니다.

스케일아웃 방식의 경우 스토리지 환경이 증가함에 따라 공유 스토리지 인프라에 존재하는 리소스 풀에 컨트롤러가 원활하게 추가됩니다. 기본 제공된 스토리지 가상화와 함께 스케일아웃을 사용할 경우 데이터 저장소뿐만 아니라 호스트 및 클라이언트 연결을 리소스 풀 어디든지 문제없이 이동할 수 있습니다. 이 기능을 사용하면 새 워크로드를 쉽게 구현할 수 있으며 사용 가능한 리소스 간에 중단없이 기존 워크로드의 균형을 쉽게 유지할 수 있습니다. 기술 업데이트(디스크 쉘프 교체, 스토리지 컨트롤러 추가 또는 완전 교체)을 수행하면서도 환경을 온라인 상태로 유지하고 데이터 서비스를 제공할 수 있습니다.

스케일아웃 아키텍처가 상당 기간 사용되어 왔지만 모든 기업의 스토리지 요구 사항에 대한 해결책이 되지는 못했습니다. 기존의 대다수 스케일아웃 제품들은 다음에 기술할 단점들을 하나 또는 그 이상 가지고 있습니다.

  • 제한된 프로토콜 지원: 예를 들어 NAS만 지원
  • 제한된 하드웨어 지원: 특정 유형 또는 매우 제한된 스토리지 컨트롤러 세트만 지원
  • 업그레이드는 가용한 컨트롤러 구성을 기반으로한 모든 부분에 영향을 주기 때문에 특정 부분만을 확장하려 해도 용량, 컴퓨터 기능, I/O 등 모든 필요한 부분을 추가해야 합니다
  • 스토리지 효율성 부족 또는 결여: 예를 들어, 씬 프로비저닝, 중복제거, 압축
  • 데이터 복제 기능 제한 또는 결여
  • 제한된 플래시 지원

따라서, 이러한 제품들은 특정 워크로드에 대해서는 적합할 수 있지만 기업 전방에 걸쳐 광범위하게 구축할 수 있을 만큼 유연하거나 충분하지 않습니다.

NetApp clustered Data ONTAP은 완벽한 스케일아웃 솔루션(적응 능력이 뛰어나며 항상 사용 가능한 인텔리전트 스토리지 인프라)을 제공하는 최초의 제품으로, 오늘날의 고도로 가상화된 환경을 위한 입증된 스토리지 효율성을 활용합니다.

1.2 멀티프로토콜 유니파이드 아키텍처

멀티프로토콜 유니파이드 아키텍처란 서로 다른 컨트롤러와 디스크 스토리지 타입을 가진 동일한 스토리지 시스템에서 다양한 데이터 접근 프로토콜을 지원하는 기능입니다. Data ONTAP 7G 및 7-Mode에서 오랫 동안 이러한 기능을 제공해 왔지만 이제는 clustered Data ONTAP에서 보다 광범위한 데이터 접근 프로토콜을 지원합니다. Clustered Data ONTAP 8.2에서 지원되는 프로토콜은 다음과 같습니다.

  • NFS v3, v4 및 v4.1(pNFS 포함)
  • SMB 1, 2, 2.1 및 3(SMB 3을 사용한 Microsoft® Hyper-V™ 환경에서 무중단 페일오버에 대한 지원 포함)
  • iSCSI
  • 파이버 채널
  • FCoE

Clustered Data ONTAP의 모든 프로토콜을 대상으로 데이터 복제 및 스토리지 효율성이 원활하게 지원됩니다. 

SAN 데이터 서비스

Clustered Data ONTAP은 지원되는 SAN 프로토콜(파이버 채널, FCoE 및 iSCSI)을 사용하여 LUN 서비스, 즉 LUN을 만들고 연결된 호스트에 매핑할 수 있는 기능을 제공합니다. 클러스터가 여러 컨트롤러로 구성되기 때문에 모든 개별 LUN에는 멀티패스 I/O(MPIO)에 의해 관리되는 여러 개의 논리 경로가 있습니다. LUN에 대한 최적화된 경로가 선택되고 데이터 전송을 위해 활성화되도록 호스트에서 ALUA(Asymmetric Logical Unit Access)가 사용됩니다. LUN에 대해 최적화된 경로가 변경되는 경우(예를 들어, 포함된 볼륨이 이동했기 때문에) clustered ONTAP에 의해 자동으로 인식되고 문제없이 조정됩니다. 최적화된 경로를 사용할 수 없는 경우에는 clustered ONTAP에서 사용 가능한 다른 경로로 중단없이 전환할 수 있습니다.

NAS 데이터 서비스

SMB(CIFS) 및 NFS와 같은 NAS 프로토콜을 사용하여 clustered Data ONTAP에서는 단일 NFS 마운트 지점 또는 SMB 공유를 통해 대규모의 데이터 컨테이너에 대한 액세스를 제공하는 네임스페이스를 제공합니다. NAS 클라이언트는 표준 NFS 또는 SMB 클라이언트 코드를 통해 단일 NFS 파일 시스템 마운트 지점을 마운트하거나 단일 SMB 공유에 액세스할 수 있습니다. 이 경우 네임스페이스에 액세스하기 위해 추가 실행 파일을 설치할 필요가 없습니다. Clustered ONTAP 내에서는 네임스페이스가 거의 수천 개의 볼륨으로 구성되며 클러스터 관리자가 이를 결합합니다. NAS 클라이언트에게 각 볼륨은 파일 시스템 마운트 지점 또는 공유의 계층 구조 내에 연결된 폴더, 하위 디렉토리, 결합으로 표시됩니다. 볼륨은 언제든지 추가할 수 있고 클라이언트는 이 볼륨을 즉시 사용할 수 있으며, 새 스토리지에 대한 가시성 확보를 위해 다시 마운트할 필요도 없습니다. 기본 인프라는 파일 시스템 내에서 볼륨을 이동할 때 클라이언트에 대해 투명합니다.

방금 설명한 대로 clustered ONTAP은 NAS 클라이언트가 루트에서 전체 네임스페이스를 단일 NFS 엑스포트 또는 공유로 마운트할 수 있는 기능을 제공합니다. 그러나 많은 애플리케이션 및 환경의 경우 서브셋 뷰만 액세스할 수 있도록 루트 아래에서 네임스페이스를 마운트하거나 액세스하는 것이 좋습니다. 이 기능은 clustered ONTAP에서 기본적으로 지원됩니다. 클라이언트는 루트 또는 모든 볼륨 결합 경로, 하위 디렉토리 또는 qtree에서 네임스페이스를 마운트할 수 있습니다. 각각의 경우 클라이언트는 자신의 액세스 지점 아래 마운트되는 볼륨만 볼 수 있습니다.

Clustered ONTAP은 또한 페타바이트 단위의 스토리지 및 수십억 개의 파일로 확장 가능한 비용 효과적인 대형 컨테이너인 무한 확장 볼륨(Infinite Volume)을 지원합니다. 3.2절 "논리적 클러스터 구성 요소의 “무한 확장 볼륨(Infinite Volume)” 항목을 참조하십시오.

단일 네임스페이스를 제공하도록 clustered ONTAP을 구성할 수 있지만 특정 클라이언트 또는 애플리케이션의 멀티 테넌시(Multi-tenancy) 또는 고립에 대한 요구사항을 충족하기 위해 추가 네임스페이스를 구성할 수 있습니다. 따라서 clustered Data ONTAP은 1개 이상의 스토리지 가상 머신(SVM)을 위한 플랫폼입니다. 각 SVM은 지원되는 모든 또는 일부 클라이언트 및 호스트 프로토콜을 지원할 수 있습니다. 자세한 내용은 3절 “클러스터 가상화 및 멀티 테넌시(Multi-tenancy) 개념”을 참조하십시오.

1.3 무중단 운영성

오늘날과 같이 24x7 환경을 위한 공유 스토리지 인프라는 수많은 개별 클라이언트나 호스트에 서비스를 제공하고, 여러 사업부 또는 테넌트에 매우 다양한 애플리케이션 및 워크로드를 지원합니다. 이러한 환경에서는 다운타임이 발생해서는 안 되며 스토리지 인프라가 항상 작동해야 합니다.

Clustered ONTAP의 무중단 운영성(NDO)은 혁신적인 스케일아웃 아키텍처의 본질이라고 할 수 있습니다. NDO는 IT의 주기적인 관리 작업 중에는 물론 하드웨어 및 소프트웨어 유지보수 작업 실행을 통해 스토리지 인프라에서 운영 상태를 유지하고 데이터 서비스를 제공해 줄 수 있도록 하는 기능입니다. NDO의 목표는 예방 가능하거나 또는 계획되거나 계획되지 않은 다운타임을 없애고 언제든지 발생할 수 있는 시스템 변경을 지원하는 것입니다.

Clustered Data ONTAP은 높은 가용성을 기반으로 설계되었으며 데이터를 투명하게 마이그레이션할 수 있을 뿐만 아니라 스토리지 클러스터를 통해 논리적 클라이언트를 연결할 수 있습니다. NetApp DataMotion™ for Volumes는 표준이며 clustered ONTAP에 기본 제공됩니다. 이는 개별 데이터 볼륨을 중단없이 이동할 수 있는 기능으로, 이 기능을 사용하면 언제든지 필요에 따라 클러스터에서 데이터를 재배포할 수 있습니다. DataMotion for Volumes는 NAS 및 SAN 호스트에게 투명하고 중단이 없기 때문에 스토리지 인프라에서 변경을 수행하는 동안 데이터를 계속 제공할 수 있습니다. 용량 사용의 균형을 다시 맞추거나 성능 요구사항의 변화에 따라 최적화 작업을 수행해야 하거나 유지보수 또는 주기적인 관리 작업을 수행하기 위해 1개 이상의 컨트롤러 또는 스토리지 구성 요소를 격리해야 하는 경우 데이터 마이그레이션을 실행할 수 있습니다.

표 1에는 clustered Data ONTAP 환경에서 중단없이 수행할 수 있는 하드웨어 및 소프트웨어 유지보수 작업이 설명되어 있습니다.

표 1) 무중단 하드웨어 및 소프트웨어 유지보수 작업.

작업 세부 정보
소프트웨어 업그레이드 Data ONTAP을 한 버전에서 다른 버전으로 업그레이드
펌웨어 업그레이드 시스템, 디스크 및 스위치의 펌웨어 업그레이드
컨트롤러 내에서 문제가 발생한 컨트롤러 또는 구성요소 교체 예: NIC, HBA, 전력 공급 등
문제가 발생한 스토리지 구성 요소 교체 예: 케이블, 드라이브, I/O 모듈 등

표 2에는 clustered Data ONTAP 환경에서 중단없이 수행할 수 있는 주기적인 관리 작업이 설명되어 있습니다.

표 2) 무중단 주기적 운영 관리.

작업 세부 정보
스토리지 확장 향후 성장에 대비해 클러스터에 스토리지(쉘프 또는 컨트롤러) 추가 및 볼륨 재배포
하드웨어 확장 확장성, 성능 또는 용량(HBA, NIC, NetApp Flash Cache™, NetApp Flash Pool™)을 증대하기 위해 컨트롤러에 하드웨어 추가
기술 업데이트 스토리지 쉘프, 스토리지 컨트롤러, 클러스터 상호 연결 스위치 업그레이드
컨트롤러 성능 및 스토리지 활용률 간의 균형 재조정 성능 향상을 위해 컨트롤러 간에 데이터 재배포

무중단 클러스터 

NetApp clustered Data ONTAP 은 소프트웨어 업데이트 및 변경 작업과 같은 주기적인 운영 작업 시 무중단 클러스터를 효과적으로 제공할 수 있습니다. 거의 모든 환경에서 아마도 여러 번 하드웨어 인프라를 추가하고 교체해야 합니다. 시스템이 처음 설치되고 몇 년이 지나면 데이터가 하드웨어보다 오래 유지되므로 원래 하드웨어는 거의 또는 전혀 남아 있지 않을 수도 있습니다. NDO 기능을 통해 시스템을 중단하거나 애플리케이션이나 연결된 클라이언트 및 호스트에 영향을 미치지 않고 이러한 모든 변경을 수행할 수 있습니다. 이때 클러스터 엔티티는 그대로 유지됩니다.


2 Clustered Data ONTAP 아키텍처


이 항목에서는 물리적 리소스 및 가상화된 컨테이너의 분리에 초점을 맞춰 clustered ONTAP의 아키텍처에 대해 설명합니다. 스토리지 및 네트워크의 물리적 리소스 가상화는 스케일아웃 및 무중단 운영성의 기본 조건입니다.

2.1 하드웨어 지원 및 기본 시스템 구성 개요

그림 1에 나와 있듯이 clustered ONTAP 시스템은 디스크가 연결된 NetApp 스토리지 컨트롤러 (V-Series 포함)로 구성됩니다. 기본 구성 요소는 Data ONTAP 7G 및 7-Mode에서 익숙한 개념인 고가용성(HA) 단위입니다. HA 단위는 동일한 두 개의 노드 또는 clustered ONTAP의 인스턴스로 구성됩니다. 각 노드는 능동적으로 데이터 서비스를 제공하며 각 노드에는 다른 노드의 디스크 스토리지에 대한 연결된 중복 경로가 있습니다. 두 가지 노드 중 하나에 계획되거나 계획되지 않은 다운타임이 발생하면 해당 노드의 HA 파트너가 스토리지를 넘겨받아 데이터에 대한 액세스 상태를 유지합니다. 중단된 시스템이 다시 클러스터에 연결되면 HA 파트너 노드가 스토리지 리소스를 반환합니다.

클러스터 구성을 위한 최소 사이즈는 HA 단위 안에서 매칭되는 2개의 노드부터 시작할 수 있습니다. 무중단 기술 업데이트를 사용하여 2노드, 엔트리 레벨 클러스터를 최대 클러스터 크기 및 가장 강력한 하드웨어로 확장할 수 있습니다. SAN 프로토콜을 사용하는 클러스터는 미드엔드 및 하이엔드 컨트롤러를 사용하여 최대 8개의 노드까지 지원됩니다. 하이엔드 컨트롤러의 NAS 전용 클러스터는 최대 24개의 노드 및 69PB 이상의 데이터 스토리지로 확장됩니다.

참고: Clustered Data ONTAP 8.2는 단일 노드 클러스터 구성 옵션을 추가로 제공합니다. 이 기능은 규모가 더 큰 데이터 센터에 복제되는 소규모 위치에서 사용됩니다.

참고: 이전에는 클러스터라는 용어는 Data ONTAP 7G 또는 7-Mode를 실행하는 HA 단위를 의미했습니다. 이러한 방법은 더 이상 사용되지 않으며 HA 단위가 이러한 구성에 대한 정확한 표현입니다. 이제 클러스터라는 용어는 clustered Data ONTAP에서 운영되는 하나 또는 그 이상의 HA 단위 구성만을 의미합니다.

그림 1) clustered Data ONTAP 시스템 구성 개요. 

clustered Data ONTAP 시스템 구성 개요.

Clustered ONTAP 환경의 주요 차별화 요소 중 하나는 애플리케이션, SAN 호스트 및 NAS 클라이언트에 제공할 물리적 리소스의 공유 풀을 만들기 위해 클러스터에 스토리지 노드가 함께 결합된다는 것입니다. 공유 풀이 관리 목적을 위한 단일 시스템 이미지로 표시되며 GUI 또는 CLI 툴을 통해 전체 클러스터에 공통된 단일 관리 지점을 제공합니다. 

확장성

Clustered Data ONTAP은 서로 다른 컨트롤러 타입을 하나의 동일한 클러스터에 포함시킬 수 있으며, 이를 통해 하드웨어에 대한 초기 투자를 보호할 수 있으며 다양한 워크로드를 필요로 하는 비즈니스 요구 사항에 부합할 수 있도록 유연한 자원 적용을 가능하게 해 줍니다. 마찬가지로 SAS, SATA 및 SSD를 비롯한 다양한 디스크 유형에 대한 지원 덕분에 clustered ONTAP의 투명한 DataMotion 기능은 물론, 다양한 데이터 유형에 맞는 통합된 스토리지 계층화 구현이 가능합니다. 자주 액세스하는 데이터에 대한 읽기 성능을 높이기 위해 Flash Cache 카드도 사용할 수 있습니다. Clustered ONTAP 8.1.1부터 성능과 효율성을 최적화하기 위해 가상의 스토리지 계층화를 통해 SSD(Solid State Disk)를 기존의 하드 드라이브와 결합하는 Flash Pool 인텔리전트 캐슁 기능이 지원됩니다. 적응 능력이 뛰어난 clustered ONTAP 아키텍처는 Shared IT 인프라에 최고의 온디맨드 유연성을 제공하는 핵심 요소이며 성능, 가격 및 용량에 대한 요구사항을 충족하도록 다양하고 유연한 옵션을 제공합니다.

Clustered ONTAP은 클러스터에 노드 및 스토리지를 추가하여 수직 및 수평 방향으로 확장할 수 있습니다. 이러한 확장성은 프로토콜 중립적이고 입증된 스토리지 효율성과 결합되어 가장 까다로운 워크로드의 요구도 충족할 수 있습니다.


2.2 Clustered Data ONTAP 네트워킹


그림 1 에서는 또한 clustered Data ONTAP의 기본 네트워크 아키텍처를 보여줍니다. 다음과 같은 세 개의 네트워크가 있습니다. 

  • 클러스터 인터커넥트. 클러스터 노드 간의 통신 및 클러스터 내 DataMotion 데이터 마이그레이션에 사용되는 프라이빗, 전용, 중복 네트워크. 이 네트워크를 지원하기 위해 모든 clustered ONTAP 구성과 함께 클러스터 상호 연결 인프라가 제공됩니다. 이 인프라는 노드가 4개 이상인 클러스터에서 중복된 고성능의 높은 처리량을 자랑하는 10Gbps 엔터프라이즈급 스위치 하드웨어 형태로 제공됩니다. 노드가 2개인 클러스터는 스위치 없이 클러스터 상호 연결에 사용되는 포인트 대 포인트 연결을 사용하여 가장 적절하게 구성할 수 있습니다. 이 구성은 clustered ONTAP 8.2에서 처음으로 사용할 수 있으며 스위치 없는 클러스터라고 합니다. 이 엔트리 레벨 구성은 보다 단순한 인프라를 통해 clustered ONTAP의 모든 이점을 제공합니다. 스위치 없는 클러스터는 클러스터의 노드 수가 2개를 초과할 때 스위치가 있는 클러스터 상호 연결을 포함하도록 중단없이 업그레이드할 수 있습니다.
  • 관리 네트워크. 모든 관리 트래픽이 이 네트워크를 통과합니다. 관리 네트워크 스위치를 clustered ONTAP 구성의 일부로 포함하거나 고객이 제공한 스위치를 사용할 수 있습니다.
    NetApp OnCommand® System Manager, OnCommand Unified Manager 및 다른 NetApp 애플리케이션을 clustered ONTAP 시스템 관리, 구성 및 모니터링에 사용할 수 있습니다. System Manager는 공통적인 작업에 쉽게 사용할 수 있는 다양한 위자드와 함께 GUI 관리 기능을 제공합니다. Unified Manager는 모니터링 및 경고 기능을 제공합니다. 강력한 CLI가 포함되어 있으며 ZAPIS는 Manage ONTAP® Software Developer’s Kit로 패키징되어 제공됩니다.
  • 데이터 네트워크. 이더넷이나 파이버 채널을 통해 SAN 호스트 및 NAS 클라이언트에 데이터 액세스 서비스를 제공합니다. 이러한 네트워크는 요구사항에 따라 고객에 의해 제공되며, 데이터 보호를 위해 볼륨 복제 대상의 역할을 수행하는 다른 클러스터에 대한 연결 기능도 포함할 수 있습니다.

그림 2 에서는 여러 유형의 디스크, 기본 NetApp FAS 및 V-Series 컨트롤러가 함께 포함된 규모가 더 큰 클러스터를 보여줍니다. V-Series를 사용하면 타사 스토리지를 NetApp 컨트롤러와 함께 사용할 수 있으므로, clustered ONTAP을 실행하고 클러스터에 참여할 수 있습니다. 클라이언트/호스트 연결, 가상화된 스토리지 및 네트워크 계층도 보여 줍니다. 자세한 내용은 3절 “클러스터 가상화 및 멀티 테넌시(Multi-tenancy) 개념”을 참조하십시오. 

그림 2) Clustered Data ONTAP을 통한 대규모 클러스터 구성. 

clustered Data ONTAP 시스템 구성 개요.


2.3 스토리지 효율성 및 데이터 보호 


Clustered Data ONTAP의 스토리지 효율성 덕분에 상당한 공간을 절약하고 더 적은 비용으로 보다 많은 데이터를 저장할 수 있습니다. 데이터 보호 기능은 복제 서비스를 제공하므로 중요 데이터의 백업 및 복구를 보장할 수 있습니다. 

  • 씬 프로비저닝. 볼륨은 가상 싸이징을 통해 생성됩니다. 씬 프로비저닝은 클라이언트가 자신에게 할당된 전체 스토리지 공간을 볼 수 있지만 스토리지가 미리 할당되지 않기 때문에 스토리지를 프로비저닝하는 가장 효율적인 방법입니다. 다시 말해, 씬 프로비저닝을 사용하여 볼륨 또는 LUN을 생성하면 스토리지 시스템의 공간이 사용되지 않습니다. 공간은 데이터를 LUN 또는 볼륨에 쓸 때까지 사용되지 않은 채로 남아 있으며, 이 때도 데이터를 저장하기에 충분한 공간만 사용됩니다. 사용되지 않는 스토리지는 모든 볼륨이 공유하며, 볼륨은 요구에 따라 확장 및 축소할 수 있습니다.
  • NetApp Snapshot™ 복사본. 공간을 차지하지 않고 생성 시 성능에 영향을 미치지 않는 자동 예약 시점 단위 복사본. 시간 경과에 따라 Snapshot 복사본은 액티브 파일시스템에 대한 변경사항만 기록하기 때문에 최소한의 스토리지 공간만 사용합니다. 개별 파일 및 디렉토리는 모든 Snapshot 복사본에서 손쉽게 복구할 수 있고, 전체 볼륨은 몇 초 만에 어떤 Snapshot 상태로든 다시 복원될 수 있습니다.
  • NetApp FlexClone® 볼륨. 공간을 거의 사용하지 않는 정확하고, 기록 가능한 데이터셋의 가상 복사본. 이를 통해 테스트/개발 환경에 이상적으로 적합한 추가 복사본을 신속하고 공간 효율적으로 생성할 수 있습니다.
  • NetApp FlexCache®볼륨. 클러스터의 다른 노드에서 볼륨을 캐슁할 수 있는 기능을 제공하므로, 클러스터에서 자주 액세스하는 볼륨 간에 읽기 로드의 균형을 맞출 수 있습니다. 캐쉬 볼륨은 액세스한 블록만 캐싱되기 때문에 공간 효율적입니다. 파일에 대한 읽기 위임을 통해 데이터 일관성이 유지됩니다.
  • 중복제거. Primary 및 Secondary 스토리지에서 중복된 데이터 블록을 제거하고 고유한 블록만 저장하므로, 스토리지 및 비용이 절감됩니다. 중복제거 실행 일정을 커스터마이징할 수 있습니다.
  • 압축. 파일의 서브셋 내에서 반복 패턴을 교체하여 데이터 블록을 압축합니다. 압축은 중복제거를 보완하는 기능입니다. 워크로드에 따라 압축, 중복제거 또는 압축과 중복제거를 함께 사용하여 공간 및 비용을 최대한 절감할 수 있습니다.
  • NetApp SnapMirror®. 데이터 보호 및 재해 복구를 위해 프로토콜에 관계없이 클러스터 내 또는 다른 clustered ONTAP 시스템에 볼륨을 비동기 방식으로 복제합니다.
  • NetApp SnapVault®. 공간 효율적인 읽기 전용, 디스크 대 디스크 백업을 위해 클러스터 내 또는 다른 clustered ONTAP 시스템에 볼륨을 복사할 수 있습니다.


3 클러스터 가상화 및 멀티 테넌시(Multi-tenancy) 개념 


클러스터는 물리적 하드웨어, 즉 디스크 쉘프, 네트워크 인터페이스 카드 및 선택적인 Flash Cache 카드를 갖춘 스토리지 컨트롤러로 구성됩니다. 이러한 구성요소들이 모여 물리적 리소스 풀을 생성하는 데, 이 풀은 마치 논리적 클러스터 리소스처럼 가상화되어 데이터 액세스 기능을 제공합니다. 물리적 자산을 논리적 리소스로 추상화하고 가상화하는 작업을 통해 clustered Data ONTAP에서 유연성 및 잠재적인 멀티 테넌시(Multi-tenancy)뿐만 아니라 무중단 운영성의 핵심인 개체 이동성 기능도 제공됩니다. 


3.1 물리적 클러스터 구성요소 


스토리지 컨트롤러는 모델에 관계없이 모두 클러스터 노드로 제공되고 관리된다는 점에서 클러스터 구성에서 동일한 것으로 간주됩니다. Clustered Data ONTAP은 모든 노드가 동일한 데이터 서비스 기능을 수행하는 대칭적 아키텍처입니다. 

개별 디스크는 Aggregate(7G 및 7-Mode와 유사한 NetApp RAID-DP®를 사용하여 보호하는 특정 유형의 디스크 그룹)로 정의하여 관리합니다. 

네트워크 인터페이스 카드 및 HBA는 그림 2에 표시된 관리 및 데이터 네트워크에 접속할 수 있도록 물리적 포트(이더넷 및 파이버 채널)를 제공합니다. 

물리적 구성요소는 클러스터 관리자에게는 나타나지만, 클러스터를 사용하는 애플리케이션 및 호스트에게는 나타나지 않습니다. 물리적 구성요소는 논리적 클러스터 리소스를 구성하는 공유 리소스의 풀을 제공합니다. 애플리케이션과 호스트는 볼륨 및 논리적 인터페이스를 포함하는 스토리지 가상 머신(SVM)을 통해서만 데이터에 액세스합니다. 


3.2 논리적 클러스터 구성요소 


기본 논리적 클러스터 구성요소는 스토리지 가상 머신(SVM)으로, 모든 클라이언트 및 호스트 데이터 액세스가 SVM을 통해 이루어집니다. Clustered ONTAP은 단일 클러스터에서 최소 1개에서 최대 수백 개의 SVM을 지원합니다. 각 SVM은 각각 지원하는 클라이언트 및 호스트 액세스를 위해 구성됩니다(모든 SAN 및 NAS의 결합에 대해 가능). 각 SVM은 1개 이상의 볼륨과 1개 이상의 논리적 인터페이스로 구성됩니다. 각 SVM의 관리를 위임하여 다른 관리자가 볼륨 및 기타 SVM별 작업을 프로비저닝하도록 할 수 있습니다. 이는 특히 멀티 테넌트(Multi-tenant) 환경이나 워크로드의 분리가 필요한 경우 매우 유용합니다. SVM의 관리를 위임받은 관리자는 해당 SVM만 볼 수 있으며 호스팅되는 다른 SVM에 대해서는 전혀 알지 못합니다. 

NAS 클라이언트의 경우 각 SVM의 볼륨은 CIFS 및 NFS 액세스를 위한 네임스페이스로 결합됩니다. SAN 호스트의 경우 LUN은 1.2절 “멀티프로토콜 유니파이드 아키텍처”에 설명된 대로 볼륨 내에서 정의되고 호스트로 매핑됩니다. 이 절 끝부분에는 무한 확장 볼륨(Infinite Volume)이라는 특정 유형의 SVM이 설명되어 있습니다. 

액세스하는 호스트 및 클라이언트는 논리적 인터페이스(LIF)를 통해 SVM에 연결됩니다. LIF는 IP 주소(NAS 클라이언트 및 iSCSI 호스트에서 사용)나 WWPN(World Wide Port Name, FC 및 FCoE 액세스용)을 표시합니다. 각 LIF의 경우 NIC 또는 HBA에 홈 포트가 있습니다. LIF는 IP 주소나 WWPN을 직접 물리적 포트에 매핑하는 것이 아니라 NIC 및 HBA 포트를 가상화하는 데 사용되는 데, 이는 대부분 클러스터에 물리적 포트보다 LIF가 훨씬 더 많기 때문입니다. 각 SVM에는 자체 LIF 전용 세트가 필요하며, 모든 클러스터 노드에서 최대 128개까지 LIF를 정의할 수 있습니다. NAS용으로 정의된 LIF는 가용성을 유지하거나 클라이언트 성능의 균형을 다시 맞추거나 하드웨어 주기적인 관리 작업을 위해 컨트롤러에서 제거할 목적으로 동일하거나 다른 컨트롤러의 다른 포트로 일시적으로 마이그레이션할 수 있습니다. 

그림 3 에서는 SAN 호스트 및 NAS 클라이언트에 데이터 서비스를 제공하는 2노드 클러스터의 단일 SVM을 보여줍니다. 주황색 원으로 표시한 대로 각 볼륨은 클러스터 노드의 한 Aggregate에서 프로비저닝되며, 모든 볼륨을 조합해 전체 네임스페이스나 LUN용 리소스 풀을 구성합니다. 볼륨은 언제든지 필요에 따라 Aggregate 간에 중단없이 이동할 수 있습니다. 위임된 SVM 관리자는 자신의 SVM에서만 볼륨을 프로비저닝할 수 있습니다. 이들 관리자는 다른 SVM을 볼 수 없으며 다른 SVM이 존재하는지 여부도 알 수 없습니다. 위임된 SVM 관리자는 클러스터에서 볼륨을 이동할 수 없습니다. 이 경우 다른 SVM에서 공유하는 Aggregate 용량에 영향을 미치기 때문입니다. 이런 이유 때문에 클러스터 관리자만이 볼륨을 이동할 수 있습니다. 

SVM 관리가 위임된 경우 클러스터 관리자는 SVM 관리자가 볼륨을 프로비저닝하기 위해 사용할 수 있는 Aggregate를 명시적으로 지정해야 합니다. 이에 따라 SVM에서 여러 등급의 서비스를 제공할 수 있습니다. 예를 들어, SSD 또는 SATA가 포함된 Aggregate 또는 특정 컨트롤러 서브셋의 Aggregate만 사용하도록 SVM을 제한할 수 있습니다. 

그림 3) 단일 SVM(Storage Virtual Machine) 클러스터. 

단일 SVM(Storage Virtual Machine) 클러스터.

그림 4 에서는 더 복잡한 환경을 보여줍니다. 여기의 클러스터는 노드 4개, 데이터 액세스를 제공하는 SVM 2개로 구성됩니다. 각 SVM은 안전한 분할 액세스를 위해 여러 개의 볼륨 및 LIF로 구성됩니다. 각 SVM의 볼륨 및 LIF는 동일한 물리적 리소스(네트워크 포트 및 스토리지 Aggregate)를 공유하지만, 호스트 또는 클라이언트는 해당 SVM에 정의된 LIF를 통해서만 SVM1의 데이터에 액세스할 수 있으며 SVM2의 경우에도 마찬가지입니다. 관리 제어 기능을 통해 SVM1에 대한 액세스를 위임받은 관리자는 해당 SVM에 할당된 논리적 리소스만 볼 수 있으며, 마찬가지로 SVM2를 위임받은 관리자는 SVM2의 리소스만 볼 수 있습니다. 

그림 4) 멀티 SVM(Storage Virtual Machine) 클러스터. 

멀티 SVM(Storage Virtual Machine) 클러스터.

Clustered ONTAP에서는 물리적 리소스를 SVM 구성으로 가상화하여 멀티 테넌시(Multi-tenancy) 및 스케일아웃을 구현하며, 이에 따라 클러스터가 격리된 독립 워크로드 및 애플리케이션을 호스팅할 수 있습니다. 

스토리지 QoS 

Clustered Data ONTAP 8.2는 클러스터 개체에 대한 스토리지 QoS(서비스 품질) 정책을 제공합니다. 전체 SVM 또는 SVM 내 볼륨이나 LUN의 그룹을 IOPS 또는 MB/초 단위로 처리량 한도를 지정하는 정책 그룹에 동적으로 할당할 수 있습니다. 이를 통해 악성 워크로드를 수동적 또는 능동적으로 조정하여 나머지 워크로드에 영향을 미치지 않도록 할 수 있습니다. QoS 정책 그룹은 또한 서비스 프로바이더에서 테넌트들이 서로 영향을 미치지 않도록 방지하고 Shared IT 인프라에 새 테넌트가 구현될 때 기존 테넌트의 성능 저하를 피하기 위해 사용할 수 있습니다. 

무한 확장 볼륨(Infinite Volume) 

무한 확장 볼륨(Infinite Volume)은 전용 SVM에 포함되는 볼륨 유형으로, 최대 20PB까지 확장하고 최대 20억 개의 파일을 저장할 수 있습니다. Clustered ONTAP 8.2에서 무한 확장 볼륨(Infinite Volume)은 표준 SVM과 공존할 수 있으며 NFS 및 SMB 클라이언트 액세스를 모두 지원합니다. 무한 확장 볼륨(Infinite Volume)은 엔터프라이즈 NAS 콘텐츠 리포지토리에 매우 적합합니다. 자세한 내용은 TR4037 NetApp 무한 확장 볼륨(Infinite Volume)에 대한 소개를 참조하십시오. 


4 요약


이 기술 보고서에서는 NetApp clustered Data ONTAP 8.2의 개요를 제공하며 업계 선두의 유니파이드 아키텍처, 무중단 운영성, 검증된 스토리지 효율성 및 원활한 확장성이 통합되는 방식에 대해 설명합니다. 

 

 

 

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