스토리지 에어리어 네트워크

3. 특징

3. 1. 장점

3. 2. 제공 형태

4. 구성 요소

SAN은 서버, 스토리지 장치, 그리고 이들을 연결하는 네트워크 장치(스위치, 라우터 등)로 구성된다.^[3] SAN은 하드웨어와 소프트웨어의 조합이며, 데이터 저장 외에도 데이터의 자동 백업과 스토리지 및 백업 프로세스 모니터링을 허용한다.^[3]

SAN은 자체 네트워킹 장치를 갖추고 있다. SAN에 접속하기 위해 사용되는 SAN 서버는 SAN 호스트 버스 어댑터(HBA)에 연결된다. SAN 내에서는 SAN 지원 디스크 배열, JBOD, 테이프 라이브러리와 같은 다양한 데이터 스토리지 장치가 상호 연결될 수 있다.^[3]

4. 1. 호스트 계층 (Host Layer)

4. 2. 패브릭 계층 (Fabric Layer)

4. 3. 스토리지 계층 (Storage Layer)

5. 네트워크 종류 및 프로토콜

스토리지 에어리어 네트워크(SAN)는 서버와 스토리지 장치 간의 데이터 전송을 처리하기 위해 다양한 프로토콜을 사용한다. 대부분의 스토리지망은 SCSI 규약을 사용하여 서버와 디스크 드라이브 장치 사이의 데이터를 주고받는다. 망 형성을 위해 다른 프로토콜로의 매핑 계층을 사용한다.

SAN은 직접 연결 스토리지(DAS)의 발전된 형태로, NAS(network-attached storage)와는 달리 전용 고속 네트워크를 통해 데이터를 전송하여 LAN 대역폭 병목 현상을 해결한다. SAN은 자체 네트워크와 스토리지 장치를 갖추고 있어 NAS보다 구축 비용이 더 비싸다.

네트워크 구성을 위해 사용되는 프로토콜은 다음과 같다.

• 이더넷을 통한 ATA(AoE): ATA를 이더넷을 통해 매핑한다.
• 파이버 채널 프로토콜(FCP): SCSI를 파이버 채널을 통해 매핑한다.
• 이더넷을 통한 파이버 채널(FCoE)
• 파이버 채널을 통한 ESCON(FICON): 메인프레임 컴퓨터에서 사용된다.
• HyperSCSI: SCSI를 이더넷을 통해 매핑한다.
• iFCP^[6] 또는 SANoIP^[7]: FCP를 IP를 통해 매핑한다.
• iSCSI: SCSI를 TCP/IP를 통해 매핑한다.
• RDMA를 위한 iSCSI 확장(iSER): iSCSI를 InfiniBand를 통해 매핑한다.
• Network block device: 유닉스 계열 시스템에서 장치 노드 요청을 TCP/IP와 같은 스트림 소켓을 통해 매핑한다.
• SCSI RDMA 프로토콜(SRP): 원격 직접 메모리 접근 (RDMA) 전송을 위한 또 다른 SCSI 구현이다.

5. 1. 주요 프로토콜

• ATA 오버 이더넷 (AoE): 이더넷 위에 ATA를 매핑한다.
• 파이버 채널 프로토콜 (FCP): SCSI를 파이버 채널을 통해 매핑한다.^[2]
• FCoE: 파이버 채널을 이더넷을 통해 매핑한다.
• ESCON 오버 파이버 채널 (FICON): 메인프레임 컴퓨터에 사용된다.
• 하이퍼SCSI: SCSI를 이더넷을 통해 매핑한다.
• iFCP 또는 SANoIP: FCP를 IP를 통해 매핑한다.
• iSCSI: SCSI를 TCP/IP를 통해 매핑한다.^[2]
• iSER: iSCSI를 인피니밴드를 통해 매핑한다.

5. 2. 기타 프로토콜

• ATA 오버 이더넷 (AoE) - 이더넷을 이용한 ATA 매핑
• 파이버 채널 프로토콜 (FCP)
• 파이버 채널 오버 이더넷 (FCoE)
• ESCON 오버 파이버 채널 (FICON) - 메인프레임 컴퓨터에서 사용
• 하이퍼SCSI
• 인터넷 파이버 채널 프로토콜(iFCP) 또는 SANoIP
• iSCSI
• iSER
• SAS 및 SATA 기술을 사용한 스토리지망 구축도 가능

5. 3. IP-SAN

6. 논리 유닛 (Logical Unit)

SAN의 디스크 공간 할당은 물리 디스크 또는 RAID 단위에 한정되지 않고 논리적인 단위로 수행된다^[12]. RAID 또는 물리 디스크를 논리적으로 분할하고 각각에 논리 유닛 번호(영]:] Logical Unit Number, '''LUN''')를 할당한다[13]. 서버는 이를 필요에 따라 하나 또는 여러 개로

7. 소프트웨어

스토리지 네트워킹 산업 협회(SNIA)는 SAN을 "컴퓨터 시스템과 스토리지 요소 간의 데이터 전송이 주된 목적인 네트워크"로 정의한다.^[2] 그러나 SAN은 통신 인프라뿐만 아니라, 서버, 스토리지 장치, 네트워크를 구성하여 데이터 전송 및 저장이 가능하도록 하는 소프트웨어 ''관리 계층''도 갖추고 있다. SAN은 직접 연결 스토리지(DAS)를 사용하지 않으므로, SAN 내의 스토리지 장치는 서버가 소유하고 관리하지 않는다.^[2] SAN을 통해 서버는 대용량 데이터 스토리지에 접근할 수 있으며, 이 스토리지 용량은 다른 서버에서도 접근할 수 있다.^[2] 또한, SAN 소프트웨어는 최소한의 서버 개입으로 SAN 내의 스토리지 장치 간에 데이터가 직접 이동되도록 보장해야 한다.^[2]

SAN 관리 소프트웨어는 하나 이상의 서버에 설치되며, 스토리지 장치에는 관리 클라이언트가 설치된다. SAN 관리 소프트웨어에서는 인밴드(in-band) 및 아웃오브밴드(out-of-band) 관리의 두 가지 접근 방식이 개발되었다. 인밴드는 서버와 스토리지 장치 간의 관리 데이터가 스토리지 데이터와 동일한 네트워크에서 전송됨을 의미한다. 반면 아웃오브밴드는 관리 데이터가 전용 링크를 통해 전송됨을 의미한다.^[2] SAN 관리 소프트웨어는 스토리지 계층의 모든 스토리지 장치로부터 관리 데이터를 수집한다. 여기에는 읽기 및 쓰기 실패, 스토리지 용량 병목 현상, 스토리지 장치 고장 등에 대한 정보가 포함된다. SAN 관리 소프트웨어는 단순 네트워크 관리 프로토콜(SNMP)과 통합될 수 있다.^[2]

1999년에 스토리지 장치 관리를 위한 개방형 표준인 공통 정보 모델(CIM)이 도입되어 상호 운용성을 제공했다. CIM의 웹 기반 버전은 웹 기반 엔터프라이즈 관리(WBEM)라고 불리며, SAN 스토리지 장치 객체 및 프로세스 트랜잭션을 정의한다. 이러한 프로토콜의 사용은 객체와 상호 작용을 관리하는 CIM 객체 관리자(CIMOM)를 포함하며, SAN 스토리지 장치의 중앙 관리를 가능하게 한다. SAN에 대한 기본적인 장치 관리는 또한 CIM 객체 및 프로세스가 디렉토리에 등록되는 스토리지 관리 인터페이스 사양(SMI-S)을 통해 수행될 수 있다. 그런 다음 소프트웨어 애플리케이션 및 하위 시스템은 이 디렉토리를 활용할 수 있다.^[2] 또한 SAN 스토리지 장치를 구성하는 데 사용할 수 있는 관리 소프트웨어 애플리케이션이 있으며, 예를 들어 구역 및 LUN 구성을 가능하게 한다.^[2]

궁극적으로 SAN 네트워킹 및 스토리지 장치는 많은 공급업체에서 제공되며, 모든 SAN 공급업체는 자체 관리 및 구성 소프트웨어를 가지고 있다. 서로 다른 공급업체의 장치를 포함하는 SAN에서 공통 관리가 가능한 경우는 공급업체가 장치에 대한 응용 프로그래밍 인터페이스(API)를 다른 공급업체에 제공하는 경우뿐이다. 이러한 경우, 상위 레벨 SAN 관리 소프트웨어는 다른 공급업체의 SAN 장치를 관리할 수 있다.^[2]

8. 파일 시스템 지원

SAN은 블록 레벨 스토리지 및 작업만 제공하고, 데이터 파일 추상화를 제공하지 않는다. 서버 운영 체제는 SAN의 자체 전용, 비공유 LUN에 자체 파일 시스템을 유지 관리하며, 마치 로컬에 있는 것처럼 작동한다. 여러 시스템이 단순히 LUN을 공유하면 서로 간섭하여 데이터를 빠르게 손상시키기 때문에, LUN 내에서 여러 컴퓨터가 데이터를 공유하려면 파일 레벨 접근을 제공하기 위해 SAN 소프트웨어와 함께 작동하도록 개발된 공유 디스크 파일 시스템과 같은 소프트웨어가 필요하다.

9. 미디어 및 엔터테인먼트 분야에서의 활용

영상 편집 시스템은 매우 높은 데이터 전송 속도와 매우 낮은 지연 시간을 필요로 한다. 미디어 및 엔터테인먼트 분야의 SAN은 비디오 워크플로우(수집, 편집, 재생) 데스크톱 클라이언트를 서버에 연결하는 대신 SAN에 직접 배치하는 구성 특성 때문에 종종 서버리스라고 불린다. 데이터 흐름 제어는 분산 파일 시스템에 의해 관리된다. 노드별 대역폭 사용량 제어, 때로는 서비스 품질(QoS)이라고 불리며, 네트워크 전반에서 공정하고 우선순위가 지정된 대역폭 사용을 보장하므로 비디오 편집에서 특히 중요하다.

10. 서비스 품질 (QoS)

SAN 스토리지 QoS는 장치에 접근하는 네트워크 고객을 위해 원하는 스토리지 성능을 계산하고 유지할 수 있게 해준다. SAN QoS에 영향을 미치는 몇 가지 요소는 다음과 같다.

• 대역폭 - 시스템에서 사용 가능한 데이터 처리 속도이다.
• 지연 시간 - 읽기/쓰기 작업 실행에 걸리는 시간 지연이다.
• 큐 깊이 - 기본 디스크(기존 또는 솔리드 스테이트 드라이브)에서 실행을 기다리는 미처리 작업의 수이다.

11. 스토리지 가상화

스토리지 가상화는 물리적 스토리지를 논리적 스토리지로부터 추상화하는 과정이다. 물리적 스토리지 자원은 스토리지 풀로 통합되며, 이 풀로부터 논리적 스토리지가 생성된다. 이는 사용자에게 데이터 저장을 위한 논리적 공간을 제공하고, 이를 물리적 위치에 매핑하는 과정을 투명하게 처리하며, 이는 위치 투명성이라는 개념으로 불린다. 이는 최신 디스크 어레이에서 구현되며, 종종 벤더 고유의 기술을 사용한다. 그러나 스토리지 가상화의 목표는 네트워크 상에 분산된 여러 벤더의 여러 디스크 어레이를 단일 스토리지 장치로 묶는 것이다. 그런 다음 단일 스토리지 장치를 균일하게 관리할 수 있다.

참조

_[1] 웹사이트 Water Panther Expanse SAN Series ! Enterprise Data Center Hard Drives & SSDs https://waterpanther[...] 2022-07-18
_[2] 웹사이트 Introduction to Storage Area Networks https://www.redbooks[...] Red Books, IBM 2011-09-15
_[3] 서적 Special Edition: Using Storage Area Networks Que Publishing
_[4] 서적 Storage Area Networks For Dummies John Wiley & Sons
_[5] 서적 Storage Area Network Essentials: A Complete Guide to Understanding and Implementing SANs https://archive.org/[...] John Wiley & Sons
_[6] 웹사이트 TechEncyclopedia: IP Storage http://www.techweb.c[...] 2007-12-09
_[7] 웹사이트 TechEncyclopedia: SANoIP http://www.techweb.c[...] 2007-12-09
_[8] 웹사이트 Virtual Storage https://www.pcmag.co[...] 2017-10-17
_[9] 웹사이트 SAN / NAS (ストレージ・エリア・ネットワーク/ネットワーク接続ストレージ) https://xtech.nikkei[...] 2022-07-16
_[10] 웹사이트 SAN（サン）とは http://www.fujitsu.c[...]
_[11] 웹사이트 SANのメリット https://www.itmedia.[...]
_[12] 웹사이트 SAN LUN https://www.ibm.com/[...]
_[13] 웹사이트 LUN http://e-words.jp/w/[...]