구축사례

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SK텔레콤 마운터블 블록 스토리지 구축 프로젝트

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Date
2014-11-14 16:14
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클라우드는 이미 기업 인프라의 필수 요소로 자리 잡았다. 이제 갓 창업한 기업이나 단기 프로젝트용 소규모 인프라가 필요한 기업을 비롯해 많은 기업들이 클라우드 서비스를 이용하고 있다. 서비스 종류도 다양해지고 있다. 메일이나 소프트웨어 같은 특정 서비스를 이용하는 방식이 있는가 하면 서버와 같은 인프라를 빌려 쓸 수 있는 서비스도 있다.



실제 최종 사용자가 쓸 수 있는 서비스는 분야별로 더 세분화되고 있는데, 예를 들어 스토리지 분야의 경우 일반 사용자용 웹 하드에서부터 수 TB까지 사용할 수 있는 기업용 클라우드 스토리지까지 다양한 서비스가 선보였다. 하지만 이 다양한 클라우드 스토리지 서비스들 가운데서도 아직 생소한 영역이 있다. 바로 ‘블록형 클라우드 스토리지’(block storage)다. 마치 일반 서버에 외장 하드 디스크를 붙여 사용하는 것처럼 클라우드 서버에 로컬 드라이브처럼 붙여 사용할 수 있는 스토리지 서비스를 의미한다.



클라우드 서버와 연결/해제가 자유로운 로컬 디스크필요성 증가


블록 스토리지가 대두된 것은 클라우드 서버용 로컬 드라이브 (예, D 드라이브)에 대한 고객의 문의가 늘고 있기 때문이다. 일반적인 PC 사용자들의 경우 C 드라이브와 D 드라이브를 나눠 C에는 운영체제와 애플리케이션을, D에는 주요 데이터를 저장하는 식으로 사용하며, PC 성능을 빠르게 하기 위해 C 드라이브만 고가의 SSD로 바꿔 사용하기도 한다. 이러한 방식은 IT 인프라를 자체 구축한 기업들 대부분이 스토리지 비용을 절감하기 위해 사용하고 있는데, 클라우드 서버 환경에서도 비슷한 개념을 구현한 것이 바로 블록 스토리지다.



‘클라우드 서버용 D 드라이브’라는 기능을 지원하기 위해서는 몇 가지 요건이 필요하다. 주로 운영체제가 실행되는 정도의 고성능, 고안성정보다는 다소 스펙이 낮아도 되지만 대신 클라우드 서버에 마운트돼 실행할 수 있어야 하고 높은 가격경쟁력을 갖춰야 한다. 클라우드 서비스 특성상 웹에서 손쉽게 관리할 수 있어야 하고 필요에 따라 유연하게 확장할 수도 있어야 한다.



SK텔레콤이 주목한 지점도 바로 여기였다. SK 텔레콤은 ‘T클라우드 비즈’라는 브랜드로 다양한 클라우드 서비스를 제공하고 있다. 클라우드 인프라 서비스인 ‘클라우드 서버’(Cloud Server)와 서버간 공유가 가능한 네트워크 드라이브, 그리고 API 기반의 클라우드 스토리지 서비스인 ‘이지 스토리지’(Easy Storage) 등이 대표적이다. 그러나 성능과 안정성, 그리고 합리적인 가격 측면에서 클라우드 환경에서의 연결/해제가 자유로운 로컬 드라이브’에 대한 수요에 대응할 수 있는 서비스는 아직 없는 상황이었다.



SK텔레콤 기업경영 컨설팅 본부 클라우드 사업개발팀의 윤형석 매니저는 “기본적으로 운영체제가 설치된 C 드라이브와 추가 드라이브인 D 드라이브에 저장되는 데이터는 그 성격이 다르다”며, “클라우드 서버 환경에서 안정적인 로컬 드라이브 형태로 사용할 수 있는 적당한 성능과 안정성, 가격대의 블록형 클라우드 스토리지 서비스라면 충분히 승산이 있다고 판단했다”고 말했다.



이러한 클라우드 서비스에 가장 근접한 서비스로 아마존의‘EBS’(Elastic Block Storage)가 있지만 국내 기업 가운데 서비스를 하고 있는 곳은 아직 없다. 사실상 국내 첫 블록 스토리지 구축 프로젝트였던 것이다.



처음이라는 부담감은 기술적인 요소보다는 개념적인 부분이 더 무겁게 느껴지기 마련이다. SK텔레콤이 ‘D 드라이브’개념의 블록 스토리지 서비스를 기획할 때도 가장 중요한 것은 구체적이고 명확한 콘셉트를 잡는 것이었다. 특히 기업 입장에서는 인프라 구축비, 서비스 개발비, 유지보수 및 운영비에 따라 실제 서비스 가격이 연동될 수밖에 없다. 기존 클라우드 상품들과 비교해 가격 경쟁력을 가지려면 인프라 구축부터 향후 유지보수까지 다양한 요소를 고려한 시스템/서비스 설계가 필요했다.



국내 첫 블록 스토리지 구축 프로젝트


먼저 성능 측면에서 기준점을 잡는 것이 중요했다. SK텔레콤 IT기술원 IT인프라 테크랩의 이영순 매니저는 “클라우드 서비스를 사용하는 기업과 업무의 대부분은 높은 수준의 성능 보다는, 안정적인 성능의 유지를 요구하는 경우가 대부분”이라며, “따라서 일정 수준을 만족하는 다양한 스토리지 제품을 비교 검토했다”고 말했다.



SKT는 벤치마킹 기준 성능으로 최대 6000IOPS(input output per seconds, 초당 처리할 수 있는 트랜잭션 수)를 설정했다. 범용 스토리지 장비의 성능과 아마존 EBS 성능, 기존 스토리지 서비스의 성능 등을 조합해 산출한 것이다. IOPS는 스토리지 서비스의 품질을 평가하는 지표 중 하나일 뿐이고 실제 사용자가 체감하는 성능은 네트워크, 가상화 환경, OS상의 애플리케이션 상태에 따라 변수가 많다. 그러나 아마존의 프로비전드 EBS 서비스가 4000IOPS 정도인 것을 고려하면 국내 사용자들에게 원활하게 서비스할 수 있는 정도라고 판단했다.



성능과 안정성을 결정하는 또 다른 핵심 요소는 용량 확장에 따른 성능저하 현상 여부, 그리고 자동 계층화 스토리지(Tired Storage)의 실제 효과에 대한 검증이었다.



핵심 요건은 스케일 아웃과 자동 계층화


먼저 용량 확장에 따른 성능 이슈 관련해서는 스케일 아웃(Scale-out) 아키텍처가 가장 적합할 것으로 확인됐다. 일반적으로 스토리지 장비에서 성능과 레이턴시(Latency)가 떨어지는 문제를 해결하기 위해서, 캐시 메모리 및 SSD를 추가하는데, 이는 고가이기 때문에 서비스 원가에 큰 부담을 주게 된다.



그러나 벤치마크 결과 스케일 아웃 아키텍처에서는 노드 별로 디스크 I/O를 분산함으로써 안정적인 성능을 낼 수 있도록 하기 때문에 트래픽이 몰리는 시간에도 성능에 큰 차이가 없는 것으로 나타났고 용량을 증설하더라도 수평적 확장이 이루어져 성능이 일정하게 유지되는 것으로 확인됐다.



또 다른 핵심 검증 요소는 스토리지 계층화였다. 성능이 요구되는 핫(hot) 데이터는 고속의 SAS 디스크에 배치하고, IO가 적은 콜드(Cold) 데이터는 저렴한 SATA 디스크에 자동으로 분리해 저장하는 기술이다. 계층화는 성능 및 가격경쟁력을 결정하는 주요 요소이기도 하다.



자동 계층화에 대한 테스트는 다음과 같이 해볼 수 있다. 총 10TB 스토리지 용량이 있고, SAS와 SATA 비율이 6:4라고 했을 때, 6TB라는 SAS 용량만큼의 데이터를 미리 저장해 놓고, 지속적으로 IO부하를 주어 응답속도(Latency)의 변화 없이 IOPS가 유지되는지를 모니터링 하는 방식으로 진행됐다. 계층화 스토리지(Tired Storage) 아키텍처에서는 디스크에 접근(access)하는 빈도수에 따라 처음에는 성능이 좋은 SAS와 캐시영역을 쓰다가 읽기/쓰기가 빈번하지 않은 데이터는 SATA로 자동 옮겨 저장된다. 이 상태에서 부하를 줬을 때 성능이 어떻게 변하는 지를 확인하는 것이 핵심이다. 벤치마크 결과 지속적인 IO부하에도 불구하고 성능 및 응답속도에 편차가 크지 않았다.


벤치마크 테스트 끝에 SK텔레콤 블록 스토리지 서비스 인프라로 최종 선택된 제품은 델 이퀄로직 PS6110XV와 델 이퀄로직 PS6110E 등 델 제품이었다. 이영순 매니저는 “이지 디스크 서비스는 사용자가 원할 때 원하는 만큼 사용하는 셀프서비스 방식이기 때문에 부하가 몰리는 시기를 예측할 수 없고, 스토리지 사용량이 갑자기 증가할 수도 있다”며, “ 스케일 아웃구조의 델 이퀄로직은 벤치마크 테스트에서 디스크 IO량이 증가하여도 일정한 성능을 제공해주는 것으로 확인됐다”고 말했다.



[본 글의 원문은 ITWorld의 SKT ‘이지 디스크’ 사례로 본 클라우드 스토리지의 미래 - IDG Case Study 에서 다운로드 받아보실 수 있습니다]