Storage Area Network
Storage Area Network
Storage Area Network(SAN)는 고성, 전용 네트워를 통해 서버 저장장치(스토리지)를 연결하는 아키텍처로, 엔터프라이즈급 데이터 센터에서 대용량 데이터의 안정적이고 효율적인 저장 및 접근을 가능하게 합니다. SAN은 일반적인 네트워크 기반 스토리지(NAS)와 달리 블록 수준(block-level)의 데이터 전송을 지원하며, 서버가 로컬 디스크처럼 스토리지를 인식할 수 있게 해줍니다.
개요
Storage Area Network는 데이터 저장 인프라의 핵심 구성 요소로, 물리적 거리와 서버 수에 관계없이 고속으로 데이터에 접근할 수 있도록 설계되었습니다. SAN은 주로 광섬유 채널(Fibre Channel, FC) 또는 iSCSI(인터넷 SCSI) 기반의 이더넷을 사용하여 서버와 스토리지 장치 간의 연결을 제공합니다. 이 네트워크는 일반적인 LAN과 분리되어 운영되며, 데이터 전송의 안정성과 성능을 극대화합니다.
SAN의 주요 목적은 다음과 같습니다: - 데이터 접근 속도 향상 - 스토리지 자원의 중앙 집중화 및 효율적 관리 - 높은 가용성과 장애 복구 능력 제공 - 확장성과 유연성 확보
SAN의 구성 요소
1. 스토리지 장치 (Storage Devices)
SAN의 핵심은 다양한 형태의 저장장치입니다. 여기에는 하드디스크 드라이브(HDD), 고성능 SSD, 그리고 이들을 배열한 RAID 시스템이 포함됩니다. 이러한 장치들은 디스크 어레이(Disk Array) 또는 스토리지 어레이(Storage Array)로 묶여 하나의 논리적 스토리지 풀을 형성합니다.
2. 호스트 버스 어댑터 (HBA, Host Bus Adapter)
서버는 HBA를 통해 SAN 네트워크에 연결됩니다. HBA는 서버의 내부 버스와 SAN 네트워크 간의 인터페이스 역할을 하며, 특히 Fibre Channel HBA는 고속 데이터 전송을 위한 전용 하드웨어입니다.
3. SAN 스위치 (Fibre Channel Switch)
Fibre Channel 기반 SAN에서는 전용 스위치를 사용하여 서버와 스토리지 장치를 연결합니다. 이 스위치는 고대역폭, 저지연, 높은 신뢰성을 제공하며, Zoning 기능을 통해 보안과 트래픽 제어를 수행합니다.
4. 프로토콜
SAN은 다양한 프로토콜을 사용하여 데이터를 전송합니다. 주요 프로토콜은 다음과 같습니다: - Fibre Channel Protocol (FCP): SCSI 명령을 광섬유 채널을 통해 전달하는 프로토콜. - iSCSI (Internet SCSI): TCP/IP 기반 이더넷에서 SCSI 명령을 전송하는 프로토콜. 비용 효율적이며 기존 네트워크 인프라를 활용 가능. - FCoE (Fibre Channel over Ethernet): 광섬유 채널 프로토콜을 이더넷 상에서 동작하게 하는 기술로, 데이터센터 내 네트워크 통합에 유리.
SAN의 작동 방식
SAN은 블록 수준의 데이터 전송을 기반으로 하므로, 서버는 원격 스토리지 장치를 마치 로컬 디스크처럼 인식합니다. 예를 들어, 데이터베이스 서버가 특정 블록을 읽거나 쓰려고 할 때, 이 요청은 HBA를 통해 SAN 네트워크를 거쳐 스토리지 어레이에 전달됩니다. 스토리지 어레이는 해당 블록을 처리한 후 결과를 다시 서버로 반환합니다.
이러한 구조는 다음과 같은 장점을 제공합니다: - 고성능: 로컬 디스크에 가까운 접근 속도 - 확장성: 새로운 스토리지 장치를 쉽게 추가 가능 - 가상화 지원: 가상 머신(VM)의 디스크를 SAN에 저장하여 이식성과 백업 용이성 향상
SAN vs NAS
| 구분 | SAN | NAS |
|---|---|---|
| 데이터 접근 방식 | 블록 수준 | 파일 수준 |
| 프로토콜 | FCP, iSCSI, FCoE | NFS, SMB/CIFS |
| 네트워크 유형 | 전용 고속 네트워크 | 일반 IP 네트워크 |
| 사용 사례 | 데이터베이스, 가상화 | 파일 공유, 문서 저장 |
| 성능 | 매우 높음 | 중간 ~ 높음 |
| 복잡성 | 높음 | 낮음 |
SAN은 성능과 제어력이 중요한 시스템에 적합하고, NAS는 사용 편의성과 파일 기반 접근이 필요한 환경에 적합합니다.
SAN의 장점과 단점
장점
- 고속 데이터 전송: 전용 네트워크를 통해 높은 대역폭 제공
- 확장성: 스토리지 용량을 서버 재시작 없이 확장 가능
- 가용성: 클러스터링 및 장애 조치(Failover) 기능 지원
- 중앙 관리: 여러 서버의 스토리지를 통합 관리 가능
단점
- 비용: 전용 하드웨어(Fibre Channel 스위치, HBA 등)로 인한 초기 투자 비용 증가
- 복잡성: 설치, 구성, 운영에 전문 지식 필요
- 관리 오버헤드: 네트워크 및 스토리지 분리 관리 필요
활용 사례
- 대규모 데이터베이스 시스템: Oracle, SQL Server 등 고성능 I/O 요구 애플리케이션
- 가상화 환경: VMware, Hyper-V 등에서 가상 머신의 스토리지 제공
- 재해 복구(Disaster Recovery): 원격 데이터센터와의 스토리지 미러링
- 클라우드 인프라: 퍼블릭/프라이빗 클라우드 백엔드 스토리지
관련 기술 및 발전 방향
최근에는 소프트웨어 정의 스토리지(SDS)와 하이퍼컨버지드 인프라(HCI)가 SAN의 일부 기능을 대체하거나 보완하고 있습니다. 그러나 고성능, 고가용성 시스템에서는 여전히 SAN이 주요 선택지로 남아 있습니다. 또한 NVMe over Fabrics(NVMe-oF) 기술은 SAN의 차세대 프로토콜로서, 기존 FCP보다 더 빠른 데이터 전송을 가능하게 합니다.
참고 자료
- SNIA (Storage Networking Industry Association)
- Cisco Data Center Storage Networking
- "Designing Storage Area Networks" by Tom Clark (Addison-Wesley)
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