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Clustered Data ONTAP를 통한 비즈니스 크리티컬 애플리케이션 가상화
Vaughn Stewart
이사 겸 가상화 리더

NetApp 고객 기반에서 발생하는 추세를 관찰하는 일은 언제나 유용합니다. 지난 18개월간 비즈니스 크리티컬 애플리케이션을 가상화하는 이니셔티브의 수가 크게 증가했습니다. 이러한 이니셔티브의 가장 중요한 목표는 프라이빗 클라우드의 이점을 비즈니스 크리티컬 애플리케이션에 확장하여 비즈니스 민첩성을 개선하는 동시에 애플리케이션 가용성을 향상하는 것입니다. 이러한 노력에서 전반적인 성공의 관건은 인프라 계층에서 무엇을 선택하느냐에 있는 경우가 많습니다.

가상 인프라를 통해 구현할 수 있는 기술 중 가장 간과되는 것 하나가 데이터센터 운영을 표준화할 수 있도록 지원하는 기능입니다. 하드웨어 계층에서 컴퓨팅 리소스 사용을 추상화하면 최대 워크로드에서 비즈니스 크리티컬 애플리케이션에 더 많은 컴퓨팅 리소스를 동적으로 할당하는 기능, 워크플로우 자동화 및 인프라 조정을 수행할 수 있는 기능을 비롯한 소프트웨어 기반 데이터센터의 이점을 얻게 됩니다.

기존 스토리지 인프라는 이러한 수준의 리소스 민첩성을 제공할 수 없습니다. NetApp은 Clustered Data ONTAP로 운영되는 Clustered Data ONTAP 아키텍처를 도입하여 소프트웨어 정의 스토리지 인프라의 구현에 획기적인 발전을 이루었습니다. 이 아키텍처를 통해 서버와 스토리지 운영을 표준화하고 리소스를 동적으로 할당할 수 있습니다. 이러한 기능은 가상화된 비즈니스 크리티컬 애플리케이션에 실질적인 도움이 될 수 있습니다.

비즈니스 크리티컬 애플리케이션이란 무엇입니까?

그렇다면 무엇을 비즈니스 크리티컬 애플리케이션이라고 할까요? 일반적으로 Microsoft® Exchange, Microsoft SQL® Server, Microsoft SharePoint®, Oracle® Database, Oracle 애플리케이션 및 SAP®가 포함될 수 있습니다. 넓은 의미에서 비즈니스 크리티컬 애플리케이션은 서비스 손실로 인하여 어느 정도 기업의 생산성, 고객 만족도 및 매출 달성에 영향을 미치는 모든 애플리케이션으로 정의할 수 있습니다. 이 정의에 따르면 비즈니스 크리티컬 애플리케이션은 여러 형태로 존재합니다. 개별 포장된 애플리케이션도 있고 잘 알려지지 않은 것도 있습니다. 다수의 애플리케이션은 다중 계층으로 구성되며, 일부는 업계나 시장 중심적입니다. 대부분은 상당한 맞춤형 기능이 있습니다.

비록, 모든 비즈니스 크리티컬 애플리케이션의 가상화 비율을 확인할 수는 없지만 일부 "기성" 엔터프라이즈 애플리케이션에 대한 데이터를 통해서 추측해 볼 수 있습니다.

VMware®에서 이미 실행되고 있는 비즈니스 크리티컬 애플리케이션 인스턴스의 비율(출처: VMware 고객 설문조사, 2010년 1월 및 2011년 6월)

그림 1) VMware®에서 이미 실행되고 있는 비즈니스 크리티컬 애플리케이션 인스턴스의 비율(출처: VMware 고객 설문조사, 2010년 1월 및 2011년 6월)

비즈니스 크리티컬 애플리케이션에 대한 요구사항

비즈니스 크리티컬 애플리케이션 가상화에 관련하여 3가지 "필수" 요구사항이 있습니다:

  • 가용성 - 물리적 환경에서 실행되는 동일한 애플리케이션의 가용성보다 크거나 같아야 합니다.
  • 성능 - 물리적 공간에서보다 높거나 같아야 합니다. 가상화 계층이 성능 오버헤드를 증가시킬 수 있다는 우려가 있습니다. 만일 그렇다면, 이 오버헤드를 해결할 방법을 알아야 합니다.
  • 관리 효율성 - 대량 데이터를 운영하기 위해서는 애플리케이션 백업 및 복원, 재해 복구, 데이터 마이그레이션 등과 같은 운영 기능에 대한 관리성이 제공되어야 합니다.

이러한 요구사항은 서버와 스토리지 모두에 동일하게 적용됩니다. 현재 출시되어 있는 가상화를 위한 하이퍼바이저 플랫폼은 대부분의 까다로운 애플리케이션 워크로드의 리소스 요구사항을 충족시키는데 충분합니다. 또한, 기본적으로 가용성을 적절히 제공하지 않거나 제공할 수 없는 애플리케이션에 대해서도 고가용성(HA)을 제공합니다.

그리고, 하이퍼바이저는 리소스 부족 또는 인프라 업데이트/교체로 인한 중단 없는 데이터셋 마이그레이션 관리 메커니즘도 제공하지만 이러한 데이터 관리 접근 방식은 기본적으로 사후 대응적입니다. 스토리지 성능 문제와 같은 최적화되지 않은 상태가 발생할 경우 데이터 마이그레이션이 완료되고 워크로드 변경사항을 처리할 리소스가 확보될 때까지 "난관을 헤쳐나가야" 할 지 모릅니다. 이러한 메커니즘은 복제, 데이터 복원, 스토리지 절약 등과 같은 중요한 영역에 영향을 미치는 여러 "다운스트림" 문제도 초래할 수 있습니다.

비즈니스 크리티컬 애플리케이션의 요구사항을 해결하는 Clustered Data ONTAP

NetApp은 프라이빗 클라우드에 구현된 모든 가상화된 워크로드에 대한 요구사항을 지원하기 위해 설계된 혁신적인 스토리지 플랫폼인 Clustered Data ONTAP를 발표하였습니다. Clustered Data ONTAP는 기존 2-노드 NetApp 스토리지 클러스터를 대규모의 24-노드 스토리지 인프라로 전환합니다. 이 새로운 클러스터링 기능은 스토리지 관리를 위한 단일 지점을 제공할 뿐 아니라 대용량 및 성능 확장을 지원합니다.

Data ONTAP은 데이터 액세스 및 관리 기능을 하드웨어에서 추상화하는 최초의 스토리지 플랫폼으로, 소프트웨어 인터페이스를 통해 운영 중단 없이 제어할 수 있는 하이퍼바이저 수준의 기능을 갖춘 스토리지 플랫폼을 만들어 냈습니다. NetApp은 Vserver라고 하는 스토리지 프로필 메커니즘을 통해 이를 가능하게 합니다. 이 플랫폼을 사용하면 다운타임이나 재구성 없이 또는 데이터 관리를 위해 "무차별" 복사 메커니즘을 사용할 때 초래되는 부정적인 결과 없이 온디맨드 방식으로 스토리지 리소스를 동적으로 할당할 수 있습니다.

Clustered Data ONTAP는 NetApp의 알려져 있는 기능인 애플리케이션 환경에 통합되어 있는 Snapshot 기반 백업 및 복제 솔루션, 업계에서 가장 광범위한 스토리지 효율성 기술(중복제거, 씬 프로비저닝, 압축, 공간 효율적 클론 등)과 입증된 가용성 및 안정성을 모두 지원할 뿐만 아니라 이를 스토리지 서비스 제공을 위한 새로운 패러다임으로 확장합니다.

Clustered Data ONTAP는 기존 스토리지 인프라를 다음 기능을 갖춘 인프라로 전환합니다.

  • 중단 없는 운영: 유지보수, 데이터 마이그레이션, 업그레이드 및 기술 업데이트/교체와 같은 하드웨어 기반 이벤트 발생 시 데이터 가용성과 접근성이 항상 유지됩니다.
  • 무한 확장: 클러스터 스토리지 리소스는 수 테라바이트(TB)에서 50페타바이트(PB)로, 수천 IOPS에서 백만 IOPS 이상으로 확장될 수 있습니다. 이 기능은 여러 네임스페이스 또는 단일 논리적 네임스페이스에서 지원됩니다.
  • 인텔리전트한 관리: 증가되고 있는 데이터 관리를 위해 설계된 고급 데이터 관리 기능은 일련의 새로운 무중단 기능을 제공하여 운영을 간소화합니다.

이러한 기능이 업계 선도의 하이퍼바이저 기능과 함께 작동하여 비즈니스 크리티컬 애플리케이션을 가상화하려는 귀사의 노력을 지원합니다.

중단 없는 인프라

비즈니스 크리티컬 애플리케이션은 기본적으로 연중무휴 24x7로 서비스 레벨 요구사항을 충족해야 합니다. 위에서 언급한 기성 애플리케이션은 모두 고가용성(HA) 옵션 및 메커니즘을 내장하고 있습니다. 대개 이들이 실행되는 인프라에 고가용성(HA) 기능이 누락되어 있기 때문입니다. 다운타임을 막는 첫 번째 방법으로 이러한 내장 기능을 언제 구현해야 적합한지 명확하게 조사하고 비용 효율적인 시기에 사용해야 합니다.

또한 인프라의 가용성이 높아야 합니다. 데이터 스토리지의 경우 이는 중복 I/O 경로 및 중복 하드웨어 구성요소만을 의미하지 않습니다. NetApp은 가용성을 보호 및 확장하는 다양한 중요 기술을 제공합니다. NetApp® HA 쌍 및 RAID-DP® 기술의 입증된 안정성을 기반으로 구축된 이러한 기술은 귀사의 데이터를 보호하고 귀사가 중요한 데이터셋을 온라인으로 유지하며 거의 영구적으로 사용 가능할 수 있도록 지원합니다.

무중단 운영: 스토리지 클러스터는 여러 노드로 구성되고 액세스 포인트가 소프트웨어 프로필이므로 대규모의 다중 VM 워크로드를 클러스터 내의 스토리지 컨트롤러 및/또는 디스크 드라이브 유형 간에 중단 없이 이동시킬 수 있습니다. 따라서 하드웨어 유지보수, 자산 폐기, 하드웨어 업데이트/교체 등을 위한 운영 중단이 더 이상 필요하지 않다는 것을 의미합니다.

비즈니스 크리티컬 애플리케이션과 통합된 복제 기능: NetApp 복제 기술은 Exchange, SQL Server, SharePoint, Oracle 및 SAP과의 긴밀한 통합 기능을 제공하므로 재해 복구 사이트로 복제된 데이터가 일관성 있게 유지되어 서비스를 빠르게 복원할 수 있습니다.

무한 확장 가능한 용량 및 성능

비즈니스 크리티컬 애플리케이션의 용량 요구사항은 빠르게 증가할 수 있는 반면 성능 요구사항은 사용량이 많은 기간과 적은 기간 간에 상당히 다를 수 있습니다. Clustered Data ONTAP는 리소스를 낭비하거나 고비용 하드웨어를 유휴 상태로 두지 않고 용량 및 성능 요구사항을 충족하는 데 필요한 툴을 제공합니다.

동적 확장: 스토리지 프로필 추상화를 통해 생성된 유연성 덕분에 각 특정 워크로드 요구사항에 맞게 리소스를 동적으로 할당하고 더 이상 필요하지 않은 리소스를 다른 곳에 재할당할 수 있습니다.

비즈니스 크리티컬 애플리케이션에 할당된 스토리지 리소스(용량 및 IOPS)를 동적으로 변경할 수 있으므로 애플리케이션 라이프사이클에 걸쳐 애플리케이션에 맞게 리소스를 더욱 쉽게 확장할 수 있습니다. 개발 및 테스트에서 프로덕션, 사용량이 많은 기간, 마지막으로 폐기에 이르기까지 최적의 애플리케이션 리소스 할당을 지원합니다.

온디맨드 방식으로 스토리지 리소스를 확장하거나 축소할 수 있는 기능으로 새로운 작업 방식이 가능합니다. 환경을 재구성하지 않고도 컴퓨팅 및 스토리지 리소스를 통합적으로 재할당할 수 있는 기능으로 더욱 동적이고 효율적인 클라우드 인프라를 구현할 수 있습니다.

워크로드 변경에 즉각적으로 대응: 클라우드 환경은 애플리케이션 워크로드의 예상치 못한 변경에 대응해야 합니다. NetApp은 이러한 이벤트에 보다 능동적으로 대응하기 위해 가상 스토리지 계층화를 개발했습니다. Flash Cache는 핫 랜덤 읽기 데이터를 위한 확장 가능한 모듈형 컨트롤러 캐쉬입니다. Flash Pool은 SSD와 하드 디스크 드라이브(HDD)를 혼합하여 랜덤 읽기 및 쓰기에 가장 적합한 하이브리드 FAS 어레이를 제공합니다. Flash Accel은 VST의 가치를 vSphere® 하이퍼바이저로 확장하여 대기 시간에 민감한 애플리케이션을 위한 가장 빠른 I/O를 제공합니다.

이러한 기술은 온디맨드 성능 계층을 구현하여 예상치 않은 작업 급증 시 비즈니스 크리티컬 애플리케이션의 대응성을 지원합니다.

인텔리전트한 관리

Clustered Data ONTAP가 제공하는 뛰어난 정보 이동성을 통해 스토리지 인프라가 보다 투명하게 유지됩니다. 데이터는 사용자 요구에 따라서 비즈니스 크리티컬 여부와 상관 없이 클러스터에서 자유롭게 이동될 수 있습니다. 애플리케이션이 사용하는 리소스가 증가함에 따라 마이그레이션, 백업 및 복제와 같은 중요한 관리 기능도 그에 따라 확대됩니다.

스토리지의 지원을 받지 않는 하이퍼바이저 기반의 데이터 마이그레이션에서는 데이터 이동이 서버 레벨에서 발생합니다. 데이터가 블록 단위로 원래 위치에서 서버로 읽힌 다음 새 위치에 기록됩니다. 반면 NetApp 클러스터의 데이터 이동은 전용 고속 클러스터 인터커넥트를 통해 스토리지 속도로 진행됩니다. 클러스터 확장에 따라 데이터 이동 작업을 지원하기 위해 사용할 수 있는 대역폭도 적절히 확장됩니다. 그 결과는 자명합니다.

VMworld 2012에서 NetApp 설립자 Dave Hitz는 PeakColo의 Luke Norris와 함께 PeakColo 고객사에 설치되어 있는 Clustered Data ONTAP가 테넌트 VM을 일제히 이동할 수 있는 민첩성을 제공하는 방법에 대해 설명했습니다. 한 가지 사례로 30-VM Oracle 환경을 구현한 PeakColo 고객이 자사의 스토리지 성능 문제를 의심하는 경우를 들었습니다.

PeakColo는 의심되는 문제를 해결하기 위해서 투명하게 거의 즉각적으로 워크로드를 SATA에서 SSD로 마이그레이션했습니다. 결과적으로 고객은 성능 문제가 스토리지 계층에 있는 것이 아니라 코드 문제임을 확인할 수 있었습니다. 이와 같은 짧은 기간에 스토리지를 문제 원인에서 배제할 수 있는 기능을 통해 고객은 신속하게 애플리케이션 개발에 다시 집중할 수 있었습니다.

온디스크 복구 지점: 비즈니스 크리티컬 애플리케이션에 막대한 데이터 증가로 인하여 백업 윈도우를 충족하기 위해 더욱 빠른 데이터 전송 방법으로 전환하는 것으로는 더 이상 문제가 해결되지 않습니다. 문제 해결의 관건은 Primary 디스크의 로컬로 복구 지점을 유지하고 스토리지 어레이에서 데이터를 또 다른 스토리지 타깃으로 자동으로 복사하도록 지원하는 기능에 있습니다. Clustered Data ONTAP는 이 기능을 제공하기 위해 NetApp Snapshot™ 복사본 및 SnapMirror® 복제 기술을 사용합니다. 이 기술은 확장을 대비한 통합된 데이터 보호 접근 방식을 제공하고 입증된 스토리지 효율성을 기반으로 합니다. 현재의 1TB VM은 백업 윈도우를 변경하거나 복제에 필요한 시간을 연장하지 않고 10TB VM으로 확장할 수 있습니다. NetApp SnapManager® 제품군은 이러한 기술을 Exchange, SQL Server, SharePoint, Oracle 및 SAP와 긴밀하게 통합하여 백업과 복제가 신속할 뿐만 아니라 애플리케이션을 일관성 있게 완벽히 지원합니다.

투명한 확장: Clustered Data ONTAP 스토리지 플랫폼은 호스트를 변경하지 않고 클러스터에 노드를 추가하는 것만으로도 확장될 수 있습니다. 새 노드가 기존 노드와 동일한 하드웨어 모델이 아니어도 확장이 가능합니다. 최신 NetApp 플랫폼을 클러스터의 기존 하드웨어와 함께 사용할 수 있고 데이터를 오프라인 상태로 전환하지 않고도 이전 플랫폼을 폐기할 수 있습니다. 이러한 변경사항을 운영 중단 없이 지원할 수 있는 기능이 Clustered Data ONTAP에 내장되어 있습니다.

잘못 조정된(misaligned) 가상 머신 식별 및 해결: 모든 스토리지 플랫폼에서 발생하는 공통 문제로 VM 내의 파티션 불일치가 있습니다. VMware vCenter™용 NetApp VSC(Virtual Storage Console) 플러그인은 운영 중단 없이 조정 문제를 식별하고 해결하는 최적화 및 마이그레이션 기능을 제공합니다.

애플리케이션 소유자에게 제어 권한 위임: Clustered Data ONTAP는 각 스토리지 프로필 내의 기능 일부 또는 전부에 대한 제어 권한을 애플리케이션 소유자에게 위임할 수 있는 기능을 제공합니다. 애플리케이션 소유자는 민첩성을 확보하고 보다 효율적으로 일상적인 요구사항을 신속하게 처리할 수 있습니다.

결론

비즈니스 크리티컬 애플리케이션의 가상 인프라에는 높은 수준의 가용성, 성능 및 관리 효율성이 필요합니다. 최신 하이퍼바이저와 Clustered Data ONTAP를 함께 사용하면 운영에 대한 접근 방식을 표준화할 수 있을 뿐만 아니라 기존 인프라보다 안정적이고 동적으로 확장 가능하며 관리하기 쉽고 보다 효율적인 소프트웨어 정의 데이터센터를 구축할 수 있습니다. 결과적으로 이 기술을 통해 가상화된 애플리케이션 환경은 물리적 환경의 가용성을 뛰어넘는 동시에 (사용량이 적은 기간에 귀중한 리소스를 유휴 상태로 두는 일 없이) 동일하거나 더 나은 성능과 가상화되지 않은 환경에서는 가능하지 않은 수준의 관리 효율성을 제공합니다.

혁신적인 설계의 NetApp Clustered Data ONTAP는 고급 가상화 및 클라우드 컴퓨팅에 대한 요구사항을 해결할 수 있는 서버 하이퍼바이저 수준의 이점을 제공합니다. 데이터 관리 및 액세스 기능을 하드웨어에서 추상화할 수 있는 기능을 통해 비즈니스 크리티컬 애플리케이션을 위한 뛰어난 성능, 용량 및 민첩성을 제공합니다.

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클라우드 컴퓨팅 담당 이사 겸 가상화 리더인 Vaughn Stewart 작성

Vaughn은 NetApp의 클라우드 컴퓨팅 담당 이사이자 "가상화 리더"입니다. Open Virtualization Alliance에서 NetApp을 대표하고 "가상 스토리지 전문가" 블로그에 게시하고 있으며 최근 출판된 모든 것을 바꾸는 가상화의 공동 저자입니다. 출원 중인 특허가 있고 VMware에서 vExpert로 인정받았으며 여러 업계 인증을 보유하고 있습니다.

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모든 것을 바꾸는 가상화: VMware vSphere 및 클라우드 컴퓨팅을 위한 스토리지 전략

NetApp의 Vaughn Stewart와 Mike Slisinger가 공동으로 집필한 이 책에서는 클라우드 스토리지의 고가용성(HA), 효율성, 통합 및 성능에 대한 적절한 지침을 제공합니다. 이 책에는 VMware의 CTO인 Dr. Stephen Herrod의 소개와 YellowBricks 및 VMware의 유명 인사인 Duncan Epping의 서문이 실려 있습니다.

Amazon.com이나 Barnes & Noble에서 주문 가능합니다.


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