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최근 데이터센터에 가장 큰 영향력을 행사하는 기술은 클라우드 컴퓨팅이다. 클라우드 컴퓨팅은 흩어져 있는 자원을 통합하고, 통합된 자원들을 유연하게 확장하며, 필요할 때 어느 곳에서나, 어떤 장비로도 접속할 수 있게 해 IT에도 서비스라는 이름을 붙일 수 있게 하겠다는 전략이 핵심 사상이다. 이러한 클라우드 컴퓨팅의 하드웨어적 근간은 IaaS(Infra as a Service)라고 불리며, IaaS는 데이터센터 설계의 핵심이 된다.
IaaS는 서버와 스토리지, 그리고 네트워크가 핵심이 된다. 이러한 기술적 변화가 데이터센터에 변화의 바람을 일으키고 있다. 바로 클라우드 컴퓨팅을 위한 데이터센터로의 변신을 요구하고 있다는 점이다. 클라우드 컴퓨팅이 업계 전반을 뒤흔들면서 데이터센터의 재설계와 변화의 바람이 곳곳에서 일고 있다. 서버와 스토리지 모두 가상화 기반의 설계와 유연한 서비스를 위한 편리한 스케일 업/아웃 구성 설계, 관리의 편의성 등이 그 대표적인 사례다.
지난 2010년까지만 하더라도 이러한 변화의 틈바구니에서 네트워크에 대한 요구와 실행 능력은 업계 전반적으로 매우 미온적이었던 것이 사실이었다. 하지만 최근의 흐름은 데이터센터 네트워크는 클라우드 컴퓨팅을 위한 최적화로 진화하고 있고, 업계 전반에 걸쳐 곳곳에 적용되고 있는 것이 현실이다.
네트워크 가상화
최근 가장 자주 듣는 질문은 ‘네트워크 가상화가 무엇인가’, ‘이미 VLAN, MPLS, VRF 등과 같은 가상화 기술을 쓰고 있는데 네트워크 가상화를 또 준비해야 하나’라는 질문들이다.
현재 데이터센터 네트워크 가상화는 네트워크에 대한 가상화와 IO에 대한 가상화로 크게 구분할 수 있다. 네트워크에서의 가상화는 데이터 플레인, 컨트롤 플레인, 매니지먼트 플레인을 모두 가상화하는 것을 의미한다. 실제로 네트워크는 그간 데이터 흐름에 대한 가상화에 치우쳐 왔다. 네트워크 데이터 처리 성능 향상을 위한 노력들과 이에 대한 결과물로 성능 향상과 라우팅 및 스위칭 기술에만 초점을 맞춘 것이다.
하지만 클라우드 컴퓨팅이라는 거대한 시대의 조류를 네트워크도 거부할 수 없다. 서버와 스토리지에서 이미 IO 가상화뿐 아니라 CPU와 메모리를 가상화하듯 네트워크 장비에서도 단순히 데이터 흐름에 대한 가상화만 처리하는 것이 아니라 이러한 모든 데이터 처리를 관리하고 제어하는 매니지먼트, 컨트롤 플레인을 가상화하는 요구가 시대적 사명이 된 것이다. 네트워크 장비 측면에서 컨트롤 플레인, 매니지먼트 플레인에 대한 가상화가 필요한 이유는 안정성과 효율성 측면 모두를 수용하기 위함이다.
예를 들어 데이터 플레인만 가상화가 돼 있을 경우, 클라우드 서비스 환경에서 대규모 트래픽이 갑작스럽게 발생하거나 DDoS 공격과 같은 이슈로 인해 네트워크 장비의 제어와 관리부를 담당하는 프로세스가 이상 동작을 하면 이는 대규모 장애로 이어지게 된다. 실제 업계에서는 이러한 가상화 기술을 네트워크에 적용하기 위해 데이터 플레인, 컨트롤 플레인, 매니지먼트 플레인 가상화 구현을 위한 다양한 노력이 이어지고 있다.
유니파이드 네트워크
사실 데이터센터의 가장 큰 고민 중 하나는 패브릭의 혼재다. 흔히 패브릭이라고 하면 데이터 흐름을 담당하는 IO 방식을 의미한다.
실제 데이터센터의 IO는 크게 이더넷 방식과 SAN 방식으로 나뉜다. 클라우드 컴퓨팅 시대가 열리면서 많은 고객들은 데이터 저장공간의 급증과 가상화 기반 서버들의 많은 IO 발생으로 인해 더 많은 이더넷 IO, 더 많은 SAN IO를 필요로 하게 됐다. 이러한 복잡성은 관리적인 부담과 총소유비용에 대한 부담으로 이어졌고, 가상화와 클라우드 컴퓨팅에 대한 이슈는 IO의 단순성과 IO 가상화에 대한 요구로 발전하게 됐다.
이러한 이슈들은 최근 화두가 되고 있는 FCoE(Fiber Channel over Ethernet) 기반 IO 통합 기술과 802.1BR/802. 1Qbh와 같은 효율적인 IO 혁신 기술로 발전했다. FCoE는 2009년 6월에 INITS T11에서 표준화가 완료돼 현재 시스코, 인텔, IBM, HP, 큐로직, 에뮬렉스, EMC, 넷앱 등에서 범용적으로 지원하고 있다.
FCoE는 기본적으로 10GE 미디어를 그대로 수용하면서 10GE 대역폭 내부에서 파이버 채널(FC)을 수용하도록 했다. 기존 iSCSI처럼 SCSI 통신을 TCP/IP 기반으로 사용하지 않고, FC SAN의 안정성을 그대로 수용하고 TCP/IP를 사용하지 않으므로 안정성까지 확보한 것이 큰 특징이다.
사용자 입장에서는 FCoE 기반의 데이터센터를 초기에 도입하게 되면 SAN, 이더넷을 별도로 구별하지 않고 모두 수용할 수 있으므로 투자 보호 및 클라우드 컴퓨팅에서 요구하는 유연성을 수용하는 장점을 가질 수 있게 된다. 최근 VM웨어 v스피어 5.0에서 FCoE를 소프트웨어 방식의 드라이버로 제공함으로써 가상화 기반의 대중성을 겸비했다는 평가를 받고 있다.
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가상화 기반 이동성과 성능 향상
가상화 기반으로 데이터센터가 급속히 재편됨에 따라 가장 이슈가 되는 부분이 이동성에 대한 보장과 네트워크 관리에 대한 부분이다. 이러한 이슈로 최근 데이터센터와 데이터센터간 가상머신(VM)의 이동에 대한 고민을 해결하기 위한 기술 논의가 활발히 진행되고 있다.
최근 마이크로소프트가 윈도우 8 발표에 앞서 다양한 기술들을 소개했는데, 대표적인 것이 데이터센터간 IP 주소 변경 없는 이동기술이다. 현재 시스코, VM웨어 등은 이미 OTV(Overlay Transport Virtualization) 기반의 기술을 통해 상용화를 완료하고, 전 세계적으로 500개 이상의 기업에 적용했다.
이는 물리적인 서버 또는 가상화 서버들이 IP 변경 없이 시스코의 OTV 터널링 기법을 통해 물리적으로 다른 데이터센터로 이동이 가능한 기술이다. 이 기술을 사용하게 되면 기존 MPLS, VPLS, EoMPLS, 다크파이버 기술 기반의 IP 이동방식에서 겪었던 많은 터널 관리 이슈는 물론 APR 테이블, MAC 플루딩 이슈들을 해결할 수 있어 주목을 받고 있다.
또한 동일 데이터센터 내에서 다양한 가상 데이터센터를 생성하는 기술들이 논의되고 있는데 한계는 결국 VLAN을 지원할 수 있는 최대 한계가 정해져 있다는 것이다. 현재 이러한 이슈는 클라우드 컴퓨팅 기반에서 가상 데이터센터를 다양하게 생성하는데 큰 걸림돌이 되고 있다. 시스코, VM웨어, 시트릭스, 레드햇, 아리스타 등은 이러한 네트워크의 태생적 문제 극복을 위해 VxLAN이라는 기술을 소개하고 있다.
이 기술은 일반적인 이더넷 프레임워크에 VxLAN 태그 기술을 적용, VLAN 숫자의 제한을 극복했다는 것이 특징이다. 최근 VM웨어의 v클라우드 1.5 기술에 이러한 VxLAN 기술이 적용돼 이동성의 한계를 극복할 수 있게 됐다.
마지막으로 최근 네트워크 업계에서 화두가 되고 있는 플랫(Flat) 구조의 데이터센터 네트워크로의 진화다. 이는 데이터센터 내부의 네트워크 계층구조를 최소화해 지연(Latency)을 줄이고, 플랫 구조의 데이터센터 네트워크에서 고대역폭의 로드분산 처리를 한다는 의미다. 플랫한 구조로 데이터센터를 설계하기 위해서는 결국 L2 스위칭 기반의 설계를 해야 한다.
그러나 일반적인 스위칭 구조에서는 L3 라우팅 형태처럼 다중경로(Multi-Path)를 지원할 수 있거나 다양한 디자인을 구현하는 데 어려움이 있다. 따라서 최근 표준화 논의로 진행되는 것이 바로 트릴(TRILL)이다. 트릴은 쉽게 말하면 L2 스위칭을 L3 라우팅처럼 사용하겠다는 것이다.
트릴은 가장 효과적으로 MAC을 학습하고, 대규모로 다중경로를 사용할 수 있고, 높은 확장성과 빠른 컨버전스 타임을 구현할 수 있다. 실제 이렇게 되면 계층 구조를 혁신적으로 줄일 수 있으며, 플랫 구조에서 대규모의 다중경로를 구현할 수 있어 L2 스위칭 구조를 L3 라우팅처럼 사용할 수 있다는 큰 장점이 있다.
데이터센터 네트워크 진화 ‘가속’
데이터센터 네트워크는 큰 변화를 맞이하고 있다. 그 핵심에는 클라우드 컴퓨팅이 자리 잡고 있으며, 이러한 큰 흐름 속에서 네트워크 역시 진화하고 있다. 이제 네트워크 업계도 더 이상 클라우드 컴퓨팅 기술을 준비하지 않고는 살아남지 못하는 시대로 진입하게 된 것이다.
지난 2011년은 그 시작점이며 향후 데이터센터 네트워크 최적화를 위해 네트워크 가상화, 유니파이드 네트워크, 가상화 기반의 네트워킹 기술들을 적용하는 다양한 벤더들이 등장하고 있다. 또한 표준화 진행도 그 속도와 현실화가 이뤄지고 있다. 그 대표적인 예가 앞서 소개한 802.1BR 기반의 네트워크 IO 가상화 기술, FCoE 기반의 유니파이드 IO, 트릴을 활용한 L2 기반의 플랫 네트워크 구성, OTV와 VxLAN 같은 가상화 기반 이동성 보장 기술이 될 것이다.
2012년에는 데이터센터가 진정한 클라우드 컴퓨팅 기반 IaaS로의 진화에 한층 가속이 붙을 전망이다. |
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