윤병훈 bhyoon@kr.ibm.com
한국 IBM zSeries 영업본부 책임전문위원
오늘날 시장 환경에 필요한 비즈니스 요구는 지속적으로 변화하고 있다. 경쟁적 우위에 선다는 것이 반드시 더 크고, 더 많이 갖는 것 보다는 고객의 변화에 더 신속하고 효과적으로 대처한다는 것을 의미하게 되었다.
그러나 기업 내부의 인프라 구조에는 여러 가지 다양한 신기술들이 혼합적으로 사용되고 있으며 이렇게 다양한 기술들을 관리하고 조절하는 것은 매우 복잡하고 비용이 많이 들어가는 일이다. 또한 적용업무와 데이터의 통합 역시 쉬운 일이 아니며 많은 제약 사항이 있다.
데이터가 여러 곳에 분산되어 있는 상황에서 중요한 결정을 위하여 내부 정보를 이용할 때 과연 이것이 얼마나 '최상의' 정보인지를 판단하는 것조차 어려울 수 있다.
기업 차원의 통합된 정보가 아닌 접근 가능한 부분적인 정보를 갖고서 기업의 목표가 세워질 수 있으며 특히 이것은 글로벌 기업을 지향하는 입장에서 볼 때 치명적인 취약점이라고 할 수 있다. 목표가 표준화되고, 다양한 적용업무를 통합/지원하며, 최상의 사용을 위해 공유/최적화될 자원을 갖는 전략적 플랫폼을 갖추어 통일된 인프라 구조를 만들 때 기업은 성장할 수 있고 정보 자산의 보호가 이루어질 수 있다.
IBM 메인프레임 43년간 기술혁신
IBM System z9 메인프레임 컴퓨터는 이러한 역할을 완벽하게 수행할 수 있는 유일한 플랫폼이다. 1964년 S/360 발표 이래 43년간의 기술 혁신을 통하여 구축된 강점에 가용성, 성능, 확장성, 보안성, 데이터의 관리 및 통합과 같은 부분에서도 다른 플랫폼을 압도하고 있다. 또한 다양한 산업 표준을 지원하며 SOA(Service Oriented Architecture) 지원을 통하여 현재 운영중인 적용 업무를 적극적으로 활용할 수 있어 막대한 비용이 들어가는 적용업무의 재개발 없이 시장 변화에 신속하며 탄력적으로 대응할 수 있도록 하여 주는 이상적이며 'Always On' 을 지향하는 'Secured' 플랫폼이다.
통합적 관점이 아니라 부문적인 기술적 판단에 의하여 이루어지는 IT 구매 의사 결정이 기업이 지향하는 목표와 일치하는지에 대한 논란은 끊임없이 이어져 오고 있다. 이것이 결국 오늘날 매우 복잡한 하부구조를 가져온 원인이 되었으며 직접비용보다 더 많이 발생하는 간접비용이 간과됨으로써 기업의 IT 지출 비용이 급증하는 결과를 초래하였다. 또한 IT가 새로운 비즈니스 기회를 창출하는 동력이 되어야 함에도 불구하고 오히려 비즈니스의 유연성을 제한하는 역작용을 하는 현상이 초래된 것이다.
이러한 관점에서 이제 기업은 'Regain Control'할 시점에 와 있다. 복잡한 하부구조를 통일시켜야 할 필요성이 점점 증가하고 있다. IBM 메인프레임 컴퓨터의 역할에 대하여 진지하게 다시 생각해보아야 할 때이다. 2006년 4월 27일 발표한 IBM System z9 BC(Business Class)와 EC(Enterprise Class) 신제품과 구현되는 솔루션에 대하여 알아 보도록 하겠다.
·IBM System z9 BC
·IBM System z9 EC
·IBM System z9 솔루션
- 안정성 솔루션
- 이중화 설계
- 온디맨드 솔루션
- 데이터 압축 솔루션
- 보안 솔루션
IBM System z9 BC(Business Class)
IBM System z9 BC(Business Class)는 중소형 업무를 위한 용량을 가진 System z9 기술을 가지고 있으며 기존의 System z9 시리즈인 z890 모델보다 2.6배의 용량 확장이 되었다. 또 73단계의 매우 세분화된 증설 단계를 제공하고 있으며 메인프레임 컴퓨터의 모든 강점을 가지고 있어 중소형 업무에서도 안정적인 업무 운영이 가능하도록 해준다.
현재 기업이 보유하고 있는 기술은 매우 다양하고 서로 다른 하부구조로 인한 관리의 어려움은 이루 말 할 수 없을 정도이다. 이러한 하부구조의 차이 때문에 신기술을 도입하는 절차도 복잡하고 비용도 높아지게 된다. 더구나 큰 문제는 복잡한 하부구조를 관리하는데 있어서의 어려움과 시장 요건에 맞는 변화를 하는데 있어서 많은 시간이 걸리게 된다는 것이다.
IBM System z9 BC는 중소규모의 업무 환경에서도 일관적이고 통합된 환경을 제공함으로써 신속한 구매 의사 결정, 강력한 기업 내부 정보 보호 기능 및 관리의 용이성을 실현해 준다. 1990년대 이후 끊임없이 복잡해지고 있는 I/T 하부구조를 단순화 시킬 수 있는 기능을 제공하고 있다.
IBM System z9 BC 특장점
·System z9 기술에 기반
- Superscalar 명령어
- I/O 대역폭
- 보안 가용성 기능
·R07과 S07의 두가지 모델
- 총 73개의 업그레이드 단계
·확대된 프로세서 장착
- zAAP (System z Application Assist Processor)
- IFL (Integrated Facility for Linux)
- ICF (Integrated Coupling facility)
- zIIP (System z Integrated Information Processor)
·온디맨드 솔루션
- On/Off Capacity on Demand
·향상된 I/O 속도
- FICON Express4 채널 (4 Gigabits/Sec 전송)
- MIDAW (Modified Indirect Data Address Word) 기능
IBM System z9 BC 성능
System z9 BC의 성능은 기존의 중소형급 메인프레임인 z800 및 z890과 비교할 때 다음과 같은 성능 향상을 이룩하였다.
<그림 1>을 보면 단일 프로세서의 성능은 약 75%, 전체 성능은 약 37% 향상되었다. 이는 z800에 비교할 때 약 7.3배, z890에 비교해서 약 2.6배이다. I/O 측면에서 볼 때 System z9 BC는 내부대역폭이 z890에 비하여 약 170% 향상되었고 채널의 사용률 향상, 채널 부하의 감소를 통하여 궁극적으로 I/O 응답시간을 줄일 수 있도록 하는 MIDAW (Modified Indirect Data Address Word) 기능이 구현되었다.
IBM System z9 BC 용량 및 확장성
System z9 BC는 매우 세분화된 증설 단위와 확장성을 제공한다. R07과 S07의 두가지 모델이 있는데 S07 모델은 1~4개의 표준 프로세서와 3개의 특수 프로세서를 장착할 수 있다. <그림 2>를 보면 R07 모델에는 20개의 업그레이드 단계가 있고, S07 모델에는 53개의 업그레이드 단계가 있으며, R07 모델에서 S07 모델로의 업그레이드가 가능하며, S07 모델은 System z9 EC (Enterprise Class)로의 업그레이드가 가능하다. 즉, S07 모델로부터 System z9 EC까지 엔드 투 엔드 업그레이드가 가능하여 시장의 요구에 신속하게 대응하는 것이 가능할 뿐만 아니라 사용자의 투자를 보호하여 준다.
모델 R07과 S07은 같은 수의 PU(Processing Unit)를 가지지만 모델 R07은 1~3개의 프로세서를 장착할 수 있는데 반하여 모델 S07은 1~4개의 프로세서를 장착할 수 있다.
R07의 가장 작은 Capacity Model인 A01은 26 MIPS(가트너 리포트 발표)이며 S07의 가장 큰 Capacity Model인 D03은 1,786 MIPS(가트너 리포트 발표)이다. <그림 3>은 IBM System z9 BC의 두가지 모델인 R07과 S07의 비교표이다.
또한 System z9은 가용성을 향상시키는 Parallel Sysplex 및 GDPS를 지원하며 온디맨드 기능인 CUoD( Capacity Upgrade on Demand), OOCoD(On/Off Capacity on Demand), CIU (Customer Initiated Upgrade) 및 CBU (Capacity Backup)을 모두 지원하고 있다.
IBM 메인프레임 컴퓨터는 새로운 타입의 업무를 수용할 수 있도록 끊임없이 신기술 개발이 이루어져 왔으며 이제 대용량의 업무 처리만이 아니라 중소규모의 업무처리에 있어서도 뛰어난 안정성 및 보안 기능을 제공할 수 있게 되었다. 또한 이미 보유중인 수많은 적용 업무를 신속하게 새로운 환경으로 전환이 가능하도록 해주는 SOA 기능을 제공해 적용업무의 재사용을 실현하고, 비용 절감, 유연성의 증대 및 시장에 즉각적으로 대응할 수 있도록 해준다.
IBM System z9 EC(Enterprise Class)
2005년 7월 발표한 IBM System z9-109 시스템의 각종 기능을 향상 시킨 System z9 EC (Enterprise Class)는 스토리지 제품과 소프트웨어 제품과의 밀접한 협업을 통해 I/O의 개선과 성능의 향상을 이룩하였다. 비즈니스의 요구와 비용 산정 시 더욱 다양한 옵션의 용량과 적절한 균형의 필요성에 부응하기 위하여 새로운 개념의 Sub-Capacity 모델을 도입하였다. 이번에는 System z9 EC의 전체적인 기능보다는 이번에 향상된 기능 위주로 살펴 보도록 하겠다.
IBM System z9 EC 특장점
·용량과 비용을 최적화하기 위해 세분화된 증설 단계
·기업의 데이터 허브로서의 메인프레임의 역할 강화
·자원의 효율적인 사용과 비용 절감을 위한 zIIP
(System z9 Integrated Information Processor) 도입
·FICON 채널 성능과 처리 능력 개선
·변화하는 요구에 부응하는 온디맨드 기술
Information on Demand
데이터는 모든 비즈니스의 핵심이라 할 수 있다. 통합 데이터베이스 환경은 기업의 최신 데이터를 적시에 가공하여 고객의 요구에 유연하게 대응할 수 있도록 하여 줄 뿐만 아니라 정보의 깊이있는 분석을 가능하게 하여 줌으로써 효과적인 전략을 수립하고 경쟁 우위를 유지할 수 있도록 해준다.
하지만 데이터 관리라는 것이 말처럼 간단한 일이 아니다. 실시간으로 갱신되며, 24x365 동안 접근이 가능하고 또 동시에 권한 없는 접근으로부터 보호되어야 한다. IBM 메인프레임 아키텍처는 초대용량의 데이터 전송에 맞게 설계되어 전통적으로 데이터 처리에 강점을 가지고 있다.
이것은 인터넷, 저장장치 및 원격지로의 실시간 데이터 백업 어느 환경에서도 마찬가지이며 확장성, 가용성 및 보안성 역시 메인프레임의 핵심 역량이다.
System z9 EC는 이전의 메인프레임과 마찬가지로 대용량 I/O 처리를 효과적으로 처리하기 위하여 I/O 전용 프로세서를 가지고 있다. System z9 EC의 MIDAW 기능은 FICON 채널의 성능을 대폭 개선시키며 또한 FICON Express4의 장착으로 I/O 전송 속도도 초당 2 Gigabits에서 4Gigabits로 빨라졌다.
새로운 zIIP (System z9 integrated Information Processor) 특수 엔진은 프로세서 사용의 최적화와 DB2 워크로드의 일부분을 오프로드 방식으로 처리할 수 있게 함으로써 전체적인 비용을 더욱 낮추기 위해 설계되었다. 향후 System z9 BC 및 EC는 이 기능을 통하여 다른 플랫폼에서의 데이터 액세스 부하를 최소화 할 수 있을 것이다.
최적화된 용량 산정의 유연성
1999년 이래 IBM S/390과 zSeries의 중소형 모델에서 제공된 개념인 Sub-Capacity 개념은 메인프레임 고객들이 자신들의 업무 요구에 맞는 규모의 서버를 선택할 수 있게 하였다. 이러한 유연성은 이제 System z9 EC에서도 채택되어 8개 이하의 표준 프로세서를 갖는 모델에 Sub-Capacity 개념을 도입하였다.
System z9 EC는 프로세서 칩이 장착된 MCM과 메모리 카드가 포함되어 있는 최대 4개의 Book으로 구성되어 있다. 이번에 발표된 System z9 EC의 가용 프로세서의 전체 갯수에는 변동이 없으나 8개 이하의 프로세서 모델 내에서는 세분화된 Sub-Capacity 모델을 두어 선택의 폭을 넓게 하였다.
<그림 5>를 보면 기존의 System z9 모델 701~708까지의 8단계에서 새로이 24개의 모델이 도입되어 System z9 모델 401~708까지 32 단계로 세분화 되었다. 새로운 모델 24개 모두 기존의 System z9 EC와 동일한 기능을 가지고 있다. 이는 적용업무의 성격에 따라 최적화된 용량을 선택할 수 있다는 것을 의미하며 다시 말해서 비용의 절감을 기대할 수 있다. <그림 6>은 System z9 EC 전체 모델의 확장성을 보여준다.
온디맨드 세계에서의 보안
System z9 EC 키 암호화 기능은 Advanced Encryption Standard(AES), Secure Hash Algorithm-256(SHA-256), 그리고 Pseudo Random Number Generator(PRNG)를 지원한다. 하드웨어 내에서 이러한 기능을 사용함으로써 성능이 대폭 향상되며 System z9 EC의 가상화 기술로써 비즈니스 통합과 관리의 유연한 기반을 구축할 수 있다.
특히 Crypto Express2 기능은 System z9 에만 있는 유일한 기능이며, z/OS, z/VM, z/VSE, Linux on System z. z/VSE, VSE/ESA에서 실행된다. Linux on System z는 clear key SSL 트랜잭션만 지원한다. 민감한 기업 데이터의 보호는 점증하는 해킹, 불법적인 데이터 유출로 인하여 막대한 피해를 보고 있는 현실에서 모든 기업들의 주된 관심사 중의 하나이다.
그럼에도 불구하고 각종 보안 사고는 끊임없이 일어나고 있으며 이로 인한 피해 또한 급증하고 있다. 비용 손실 이외에 더욱 중요한 것은 고객과 투자자 사이의 신뢰도가 떨어진다는 점이다.
2005년 9월에 발표된 IBM Encryption Facility for z/OS 1.1는 마그네틱 테이프 장치에 있는 데이터에 대하여 메인프레임 암호화 서비스를 제공한다. 고객은 z/OS 에서 관장하는 키 관리 서비스를 사용하여 협력 업체와의 정보 교환을 더욱 안전하게 할 수 있다.
많은 기업들은 메인프레임이 인프라 구조의 가장 핵심적 부분이며 온디맨드 환경에서 극히 중요하다는 것을 깨닫고 있다. 메인프레임의 데이터 서빙 능력, 단계별 확장성, 가용성, 보안성, 탄력성 등 IBM System z9 EC의 강점이다. 이것은 궁극적으로 메인프레임이 IT에서 데이터 허브로서의 역할을 지속적으로 하고 있다는 것을 보여 주고 있다.
그러나 이러한 강점은 하드웨어의 기능이나 성능만 갖고 표현되지는 않는다. 이러한 강점은 기존 자원의 통합을 가능케 하도록 디자인된 개방형 표준과 SOA를 사용하는 단일한 인프라를 창조하고, 효율적으로 업무를 개발하는 System z9 EC의 특장점에 기인한다고 볼 수 있다.
IBM은 오늘날 기업이 변화하는 요구에 대응하도록 세계적 수준의 메인프레임을 제공한다. IT자원과 축적된 정보를 통합하는 데 도움을 주는 전략적 플랫폼에서 통합된 인프라를 생성함으로써 정보의 흐름에 드는 소모되는 비용을 절감해 준다. System z9이 주는 기술 혁신의 결과로 통합된 접근 방식에 의하여 인프라 구조는 데이터 센터로서의 역할을 회복할 수 있다.
IBM System z9 솔루션
System z9만이 지니고 있는 각종 솔루션들은 고객의 가용성을 높이고, 성능을 개선하며, 필요 시에 필요한 만큼의 용량을 제공하며 기업의 정보 자산을 보호 하면서 전체 IT 비용을 절감하여 주는 역할을 하는 것이다. 여기서는 간단히 다음과 같은 솔루션에 대해서만 알아 보기로 하겠다.
- 안정성 솔루션
- 이중화 설계
- 온디맨드 솔루션
- 데이터 압축 솔루션
- 보안 솔루션
안정성 솔루션 - 이중화 설계
<그림 7>을 보면 각 PU(Processor Unit)는 이중의 Instruction Unit과 Execution Unit을 가지며 상호 작동하여 CPU 에러상황을 체크한다. CPU 에러 상황이 발생하면 Retry를 수행하면서 1차 자체 복구 시도를 하며 에러 수준이 Permanent Fault라고 판단되면 CPU Dynamic Sparing 기능이 작동되어 Spare PU로의 동적 교체가 일어나며, 고장된 PU는 시스템 운영 중에 중단 없이 교체될 수 있다.
Dynamic Sparing은 CPU 장애시 예비 CPU로 시스템 운영 중에 자동적으로 이루어짐으로써 업무 중단이 되지 않는다. 이 기능은 CPU, IFL, ICF 및 SAP 모두에 적용된다. 이러한 모든 과정은 시스템 무중단 상태에서 이루어진다. 타 플랫폼에는 없는 설계 사상으로 메인프레임의 안정성을 입증하는 솔루션 중의 하나이다.
온디맨드 솔루션
IBM z9 EC의 대표적인 온디맨드 솔루션으로 프로세서와 관련하여 다음과 같이 네가지가 있다.
·CUoD ( Capacity Upgrade on Demand),
- 표준 CP, ICF, IFL 및 zAAP 등의 프로세서와 메모리를 시스템 중단 없이 추가하는 기본적인 기능
·OOCoD (On/Off Capacity on Demand)
- 시스템 중단 없이 시스템 피크 타임에 일시적으로 CP, IFL, ICF, zAAP 등의 프로세서를 추가할 수 있는 기능이며 시스템 용량이 더 이상 필요하지 않은 경우 시스템 중단 없이 프로세서의 제거도 가능한 기능
- 네트워크를 통하여 고객이 직접 업그레이드를 요청하고 설치
·CIU (Customer Initiated Upgrade)
- CP, IFL, ICF, zAAP 등과 같은 프로세서의 영구적 업그레이드를 고객이 직접 주문하고 설치할 수 있는 기능
·CBU (Capacity Backup)
- 재해와 같은 비상시에 시스템 중단 없이 일시적으로 CP, IFL, ICF, zAAP 등과 같은 프로세서를 추가할 수 있는 기능
- 재해 복구 시나리오의 테스트시에도 고객이 직접 업그레이드 가능하며 (사용 횟수의 제한)
- 테스트나 재난복구가 완료된 후에 시스템 중단 없이 다운그레이드
하드웨어 데이터 압축 솔루션
System z9 서버의 프로세서 칩에 하드웨어 압축 기능이 장착되어 다른 업무 처리에 영향 없이 고속으로 데이터를 압축하는 기능이다.
System z9에 기본으로 장착되는 기능으로 데이터의 성격에 따라 다르지만 평균 압축률은 약 50% (20~80%)이다.
압축 데이터를 처리함으로써 다음과 같은 효과를 볼 수 있다.
- 데이터베이스 성능 향상
- 신속한 데이터베이스 백업, 복사 및 복구
- 복잡한 데이터 조회에 대한 빠른 응답 시간
- 배치 업무 처리 시간의 단축
- 디스크 소요량의 감소에 의한 비용 절감 효과
일반적으로 타 플랫폼에서는 소프트웨어를 이용한 데이터 압축을 시도하였으나 이는 압축 프로그램이 사용하는 CPU 사용이 디스크 비용을 상회함으로써 이제는 사용되지 않고 있다.
그러나 System z9에서는 하드웨어 기능을 이용함으로써 추가 CPU의 사용없이 고속으로 데이터 압축을 할 수 있다.
보안 솔루션
System z9의 보안은 지금까지 해킹 당한 사례가 보고 된 것이 없을 정도로 강력하다. 이는 단순하게 효율적인 시스템 관리를 통해서만 이루어지는 것이 아니라 하드웨어 설계 시 보안을 고려한 특수 기능에 기인한 것이다. 최근에 일어난 모 카드회사의 보안 누출 사고로 약 4,000만개의 카드를 재발급해야 하는 등 보안 누출 사고 피해의 심각성이 점점 더 높아지고 있다.
IBM System z9은 크게 세 가지의 보안 기능에 의하여 모든 정보 자산의 보호와 불법적인 접근을 차단하게 되어 있으며 미국방성 보안 기준인 TCSEC(Trusted Computer System Evaluation Criteria) 레벨 B1을 인증 받은 유일한 플랫폼이다. System z9의 세가지 보안 요소는 하드웨어적으로 암호화 전용 Crypto Express2 Coprocessor와 Hardware Storage Protection Key이며 여기에 RACF(Resource Access Control Facility)라고 불리는 소프트웨어를 사용하고 있다.
<그림 9>에서 보듯이 Crypto Express2 Coprocessor는 'secure-key' 와 'public key' 기능을 제공하는 하드웨어로서 최소 0개에서 최대 8개까지 장착 가능하다. 현재 사용 중인 애플리케이션은 대부분 변동 없이 운영 가능하며, Trusted Key Entry(TKE) 5.0을 지원한다. 또한 <그림 9>의 우측에서 보듯이 Hardware Storage Protection Key를 이용하여 무단으로 침입한 해커가 메모리에 있는 명령어나 데이터의 내용을 변경시킬 수 없도록 되어 있다. 기본적으로 이 두가지 하드웨어 기능에 의하여 IBM System z9은 강력한 보안 기능을 제공하고 있다. 또한 RACF를 통한 '필요한 사람에게 필요한 만큼'의 접근 권한을 줌으로써 편리하게 데이터 보호 관리를 할 수 있다.
요약
모든 비즈니스에 있어서 경쟁 우위를 점하는 것은 매우 중요하다. 비즈니스는 제품과 가격, 서비스로써 차별화 되는 것이며 바로 이것이 동종 업계 경쟁사들과 차별화하고 고객을 유지할 수 있게 하는 비결이다.
그러나 이러한 우위를 계속 유지하는 것은 극히 어려운 일이다. 오늘날의 고객과 시장의 요구 사항은 극히 유동적이며 변화 자체가 이미 하나의 기본이 되었다. 다시 말해서 오늘의 경쟁 우위가 내일에는 아무 소용도 없어질 수 있음을 의미하기도 한다. IT에서의 요구사항은 더욱 강해지고 있다.
결과적으로 데이터 센터의 매니저들은 미래의 IT인프라의 설계 시 더욱 많은 문제점에 봉착하게 된다. 문제는 시스템의 보안 요구 사항과 협업을 위한 시스템의 개방이라는 두 가지 요건을 어떻게 충족시킬 것인가 하는 것이다.
십년 전 전문가들은 메인프레임의 종말을 예견하였다. 그러나 10년이 지난 지금 IBM 메인프레임은 여전히 시장을 주도하고 있으며 획기적인 성능의 개선 및 기능의 향상이 이루어졌다.
이러한 기술 혁신은 IBM의 꾸준한 투자와 개발에 의한 것이며 두 가지 측면에 초점이 맞추어져 있다.
첫째, IBM은 지속적 발전을 통하여 메인프레임의 비약적 발전을 이끈 성능 면에서 업계 표준을 확보하였다.
둘째로, 전체적 IT 인프라를 강화하는 새로운 역할이 메인프레임에게 주어졌다. 개방형 산업 표준에 대한 투자로써 메인프레임이 타 플랫폼과도 상호 운용되도록 하였으며 이것을 통해 IBM 메인프레임은 고객의 IT 인프라의 단순화, 적용업무의 현대화 및 전환을 이룩하였다.
IBM은 메인프레임의 관리 능력을 더욱 향상시켜 서로 다른 플랫폼 환경으로까지 확장할 계획을 가지고 있다. 이러한 모든 기술 혁신의 산물이 지금까지 설명한 IBM System z9 BC (Business Class)와 IBM System z9 EC (Enterprise Class)이다.