한국IBM 기술영업지원본부 책임전문위원
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지난 3월호와 4월호에 게재한 가상화 일반과 서버 가상화에 관한 원고에서 이야기한 바와 같이 가상화는 비즈니스의 유연성과 IT 자원의 최적화를 목표로 하고 있다.
비즈니스의 유연성이란 개방형 업계 표준에 기반을 두고 서버 및 스토리지의 다양한 성장이 가능하며, 여러 개의 시스템들과 적용업무들의 운영 및 관리 환경을 단순화시킬 수 있는 것을 말하며, IT 자원의 최적화란 서버 및 스토리지 자원의 활용률을 높이는 것을 의미한다.
이러한 개념은 결국 하드웨어, 소프트웨어 및 인건비 등 IT 비용의 절감과 서비스 품질의 향상으로 시장 변화에 즉각적인 대응이 가능하도록 하여 주는 것이다. 이 두 가지를 가능하게 하여 주는 것을 우리는 'IT 하부구조의 단순화'라고 일컬으며, 이는 서버 및 스토리지의 가상화 기술을 통하여 가능하게 된다.
스케일 업 및 스케일 컴퓨팅
서버 하부구조의 단순화(IT Infrastructure Simpli-fication)를 말하기에 앞서 컴퓨터 스케일링에 대하여 알아보자. <그림 1>에서 보듯이 컴퓨터 스케일링은 스케일 업(Scale-up), 스케일 아웃(Scale-out), 스케일 다움(Scale-down) 등 세 가지로 분류할 수 있다.
스케일 업 컴퓨팅
<그림 1>에서 보는 바와 같이 스케일 업은 메모리 공유의 대용량 SMP(Symmetrical Multiproce-ssing - 대칭형 다중처리) 서버에서의 적용업무 환경을 의미하며, 스케일 아웃은 밀결합된 패키지형 서버에서의 작은 규모의 적용 업무 환경을 뜻한다. 그리고 스케일 다운은 메모리 공유의 소용량 SMP 서버에서의 적용업무 환경을 의미하는 것으로 개념상으로는 스케일 업과 같다고 보면 된다.
스케일 업 컴퓨팅은 대기업 전산 환경의 기본 요건으로서 계속적인 요구를 받고 있다. 왜냐하면 관리성, 신뢰성, 가용성, 보안성 및 가상화 측면에서 강점을 갖고 있으며 컴퓨팅 환경 중에서 가장 효율적이기 때문이다. 스케일 아웃 컴퓨팅 또한 그 중요성이 점진적으로 높아지고 있다. 이는 낮은 초기 도입 비용과 비용 효과적인 측면에서 장점을 갖고 있기 때문이다.
그러면 왜 스케일 업 컴퓨팅인가?
이는 <그림 2>에서 보듯이 첫째, 단일 공유(랜덤 액세스) 메모리는 가장 간단하고 자연스러운 프로그래밍 모델이고 둘째, 단일 시스템이 여러 개의 작은 컴퓨터로 구성된 시스템보다 유지 및 관리가 용이하고 셋째, 대형 SMP 서버는 비교할 수 없을 정도의 가용성, 신뢰성 및 복구성을 갖고 있으며 넷째, 가상화 기술이 가장 앞선 SMP 모델이기 때문이다.
또한 SMP 서버의 가격 대비 성능(Price Perform-ance)을 비교하여 보면 <그림 3>과 같다. 즉, 설계 사상에 따라서 다를 수는 있지만 일반적으로 50% ~ 800%까지 차이를 보여 준다.
스케일 업 컴퓨팅의 대표적인 주자인 IBM e서버 z990은 IBM의 1200명의 개발자가 10억달러를 넘는 투자와 4년의 세월을 거쳐 개발한 Flagship 모델이다. 종래 기종인 z900과 비교하여 프로세서의 처리능력은 약 3배, 논리 획수는 2배, 메모리 용량은 4배, 구성 가능한 채널 수도 2배로 향상되는 등 성능과 확장성이 매우 뛰어나다. 또 필요에 따라 처리능력을 증설할 수 있는 'On-Off Capacity on Demand' 등 시스템 환경의 변화에도 유연하며 신속하게 대응할 수 있는 온 디맨드 기능을 탑재하고 있다. 이러한 z990의 특징을 요약하면 다음과 같다.
● 종래기종의 약 3배, 9000MIPS를 넘는 높은 처리능력
z시리즈의 CMOS 9S-SOI 테크놀로지에는, 한 번에 다수의 연산을 실행할 수 있는 수퍼 스칼라의 설계가 도입되어 종래에 비해 최고 3배인 약 9060 MIPS(32웨이)의 높은 처리 성능을 실현하고 있다. 또한 확장성에 있어서도 단일 서버 박스내에서 약 20배의 확장 폭을 갖고 있다.
자바나 리눅스, ERP 등의 적용업무를 종래에 비해 약 60% 고속으로 처리할 수 있으며, I/O채널도 종래의 2배인 512채널, 논리구획(LPAR)수도 종래의 2배인 30구획으로 확장되어 있다. 이러한 기능 강화에 의해, 예를 들어 1일 4억건을 넘는 웹 트랜잭션의 처리나 수백대 규모의 리눅스 서버의 통합 등이 가능하다. 또한 클러스터 접속을 사용하면 1일 130억건 규모의 처리도 가능하다. 이것은 뉴욕증권거래소의 주간평균 거래 수와 동일한 규모라고 할 수 있다.
● 필요에 따라 처리능력을 증감시킬 수 있는 온 디맨드 기능
고객의 요구나 시장의 상황 등에 유연하며 신속하게 온 디맨드에 대응하기 위해 IBM이 제창하고 있는 'e-비즈니스 온 디맨드'를 하드웨어에서 구체화한 'On-Off Capacity on Demand' 기능을 탑재하고 있다. 이것은 필요에 따라 프로세서를 추가할 뿐만 아니라 필요기간이 지나면 다시 줄일 수 있는 것으로 결산기나 치열한 영업 확대 판매 기간 등 일정 기간에만 처리능력을 증설시키고 싶은 고객에게 최적의 기능으로 효율적인 IT투자를 가능하게 해준다.
z990이 최적인 주요한 적용 분야를 예로 들자면 다음과 같은 두가지를 말할 수 있다.
● e-비즈니스 온 디맨드시대의 기간 서버
종래의 메인프레임에서 가동하고 있는 적용업무를 기반으로 자바나 리눅스, ERP등의 새로운 e-비즈니스 온 디맨드 업무를 가동할 수 있다. 이처럼 방대한 기존자산을 활용하면서 최적의 총소유비용(TCO - Total Cost of Ownership)과 높은 신뢰성은 e-비즈니스 온 디맨드를 위한 최적의 서버이다.
● 리눅스를 위한 가상 블레이드 서버
가상화 기능에 뛰어난 S소프트웨어 z/VM을 이용하여 분산되어 있는 다수의 인텔 서버 및 유닉스 서버를 z990의 리눅스용 논리 구획내에 통합하여 운용 관리 비용등총소유비용을 대폭 절감할 수 있으며 'Linux for zSeries'에서 지원되는 각종 소프트웨어를 이용하여 타 플랫폼으로부터 시스템 이행, 통합이 용이하다.
스케일 아웃 컴퓨팅
스케일 아웃 컴퓨팅은 낮은 초기 도입 비용과 적용 업무의 성격이 매우 높은 병렬처리 성격을 갖고 있는 경우 또는 데이터를 손쉽게 분할하여 사용할 수 있다는 장점이 있다. 예를 들어 구글(Google)과 같은 검색 업무, 디지털 메디아 업무 또는 대용량의 과학 계산 업무 등이 될 수 있다.
<그림 4>는 네 가지로 대표되는 스케일 아웃 컴퓨팅에 대한 예제이다.
업무 요구에 따라 증가하는 서버, 주변기기, 이에 따른 케이블과 스위치로 인해 공간에 제약이 더해지고, 이를 관리하기 위한 어려움과 함께 수반되는 비용이 몇 배로 더해가고 있는 환경에서 블레이드 서버를 통한 스케일아웃(많은 서버를 붙여서 용량을 증가하는 방식)방식의 확장은 매우 효과적이다.
블레이드 센터의 스케일 아웃 방식의 확장은 샤시 내에 블레이드 서버를 추가로 밀어 넣는 것만으로 확장이 가능하며, 케이블을 일일이 연결해야만 했던 기존의 방식에 비해 훨씬 수월하게 작업이 가능하기 때문이다. 동일한 샤시 내에서 스토리지와 네트웍과 같은 서브 시스템을 공유하면서 다양한 애플리케이션 서버가 유연하게 설치 가능한 블레이드 센터는 최고의 밀집도, 우수한 공간 효율성, 시스템 유연성, 손쉬운 서비스 및 비용절감 등, 급변하는 IT 시스템의 다양한 요구에 정확히 부합하는 솔루션을 제공하고 있다.
IT 하부구조 단순화
일반적인 고객의 IT 환경은 매우 복잡하여 여러 공급 업체에서 제공하는 서로 다른 아키텍처, 특정한 업무에 최선인 솔루션의 선택 방식으로 구매되어 통합성이 결여된 독립된 시스템 환경에 어쩔 수 없는 표준화의 결여 등이 큰 문제가 되고 있는 것이 사실이다.
국내에서도 이미 수백대 또는 1천대 이상의 서버를 사용하고 있는 고객들이 많이 있으며 이에 따른 상이한 용어, 방법론 및 IT 벤더별 서로 다른 가이드 등으로 인하여 부서간의 비효율적인 협업 체계에서 발생하는 문제 또한 심각하게 되었다. 이 뿐만 아니라 수백대의 서버에 탑재되어 있는 서로 다른 레벨의 소프트웨어에 대한 관리 또한 실질적 의미에서 이루러지지 않고 있다. 다시 말해서 많은 비용을 투자하여 구축, 운영되고 있는 IT 환경이 내재적으로는 매우 큰 위험에 노출되는 취약점을 지니고 있는 것이다. 여기서 우리는 매우 중요한 사실을 알 수 있다.
즉, 관리의 부재 = 저비용 솔루션 이라는 잘못된 판단이다.
관리의 부재는 언젠가 더 큰 문제를 야기할 수 있음에도 불구하고, 관리를 하지 않음으로써 얻을 수 있는 비용 절감을 향유하여서는 안될 것이다. 이는 기업 매출의 2%가 안되는 비용을 IT에 사용하고 있는 기업 입장에서는 비용의 절감만이 능사가 아니라 기업 고유의 업무를 지원할 수 있는 최적의 IT 환경의 구축과 운영에 중점이 두어져야 하기 때문이다.
서비스 품질의 저하, 기능의 중복 그러면서도 낮은 IT 자원의 활용 등 엄밀한 의미에서 심각한 환경에 처해 있다고 말할 수 있다. <그림 5>는 전형적인 서버 운영 환경을 보여주고 있다.
엄청난 수의 인텔 및 유닉스 서버로 구성된 IT 환경은 매우 복잡하고 문제 발생시 원인 규명에도 시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 문제의 해결에도 많은 시간이 소요된다. 이것이 1990년대부터 시작된 클라이언트/서버 환경의 최대 취약점이자 아직 극복되지 않은 부분이다. 따라서 IT 구조를 단순화하는 것은 이제 효율화를 위한 전제 조건이자 절대적인 명제이다. 이는 단순화의 방향에 따라서 다시 수직형 IT 구조의 단순화와 수평형 IT 구조의 단순화로 나눌 수 있다.
● 수직형 IT 하부구조 단순화 - 클라이언트/서버 모델
수직형 IT 하부구조 단순화는 <그림 6>에서 보듯이 수많은 인텔 서버와 유닉스 서버를 물리적으로 단순화 하는 것이다. 즉, <그림 5>와 비교하여 볼 때 Tier-1의 인텔 서버와 Tier-2의 유닉스 서버를 각각 물리적으로 통합하여 알기 쉽고 단순한 환경을 만드는 것이다. 그러나 이에는 한계가 있어서 상대적으로 적은 비용 절감 - 관리 비용, 인건비 등 - 은 얻을 수 있으나 여전히 복잡하고 많은 시스템과 서로 다른 레벨의 소프트웨어 그리고 낮은 활용율 등이 존재한다.
● 수평형 IT 하부구조 단순화 - z시리즈 모델
수직형 IT 하부구조 단순화만으로는 얻을 수 없는 자원의 고활용률, 손쉬운 단계별 확장성, 효과적인 가격 대비 성능 및 낮은 운영 비용 등을 얻기 위해서는 모든 자원의 공유 환경으로 구성하는 것이 최선이며 특히 'Linux for zSeries' 전용 프로세서인 IFL(Integrated facility for Linux)과 자바 전용 프로세서인 zAAP(zSeries Application Assist Processor)를 사용함으로써 적용업무의 성능을 대폭적으로 향상시킴과 동시에 총소유비용의 절감을 극대화할 수 있다.
<그림 7>에서 보듯이 단일 아키텍처를 선택함으로써 복잡성을 피하고 관리 비용 및 기술과 경험을 최대한 활용할 수 있게 되며 문제 발생시 원인 파악과 해결이 최단 시간 내에 이루어지는 장점이 있다.
IT 하부구조 단순화 컨설팅 서비스
IT 하부구조의 단순화 작업은 말처럼 단순하지는 않다. 기업 내부의 다양한 기종의 인프라가 존재하는 현실을 반영, 이기종간의 논리적인 통합과 단순화와 더불어 전사적 차원의 시스템, 데이터, 애플리케이션의 표준을 수립할 수 있어야 하기 때문이다.
IBM은 'IT 단순화 컨설팅(IT Simplification Consulting) 서비스'를 제공하고 있다. 이는 가상화와 자동화 신기술을 접목하여 기업이 IT 아키텍처를 보다 효율적이고 단순화시키는데 초점을 두고 기업들이 최대한 신속하고 유연하며 통합된 IT 인프라 구조로 혁신하는 방법을 제공하는 것을 핵심으로 하고 있다.
IT 인프라를 공유 방식으로 사용하고 있는 그룹사, 자체 데이터센터를 운영하는 기업, 또 IT 시스템을 도입한지 오래되고 운영구조가 복잡하거나, IT 예산이 지속적으로 증가하여 신규 사업 진출에 탄력적으로 대응하기 어려운 기업 등에 적용 가능한 서비스이다. 'IT 단순화 컨설팅 서비스'는 고객사의 IT 인프라를 진단, 분석, 문제해결 방법을 도출한 다음, 아키텍처의 개선 방향을 설계한다. IT 인프라에 중요한 영향을 미치는 적용업무 부분에서는 적용업무 구성 및 개발 기술 부분을 진단하고, SOA(Service Oriented Architecture)와 같은 통합된 적용업무 표준의 적용 가능성을 분석하여 향후 적용업무의 통합화를 확보하며, 서버, 스토리지 등 인프라 부분에서는 가상화, 자동화 등 신기술을 이용하여 자원 활용의 극대화와 운영의 효율성을 확보하게 된다.
또한 총소유비용(TCO) 분석을 통해서 현재의 IT 비용을 측정한 후 향후 아키텍처에 대한 IT 비용을 추정하여 비용을 절감할 수 있는 요소들을 찾아내 이를 계량화한다. 고객별 환경의 특이성을 고려하여 안정적으로 IT 기술을 적용하기 위해 개선될 아키텍처에 적용된 솔루션의 세부 사항을 검증하는 기술검증(Proof of Concept) 또한 실시한다.
요약
위에서 설명한 바와 같이 수직형 및 수평형으로 IT 하부 구조를 단순화 하는 전제 조건은 서버 및 스토리지의 가상화 기술이다.
<그림 8>에서 보듯이 분산형 컴퓨팅 환경은 랙마운트(Rack-mount)형의 블레이드 센터를 이용하여 단순화하며(스케일 아웃), 고속의 대용량 처리를 위해서는 z990과 같은 고성능 SMP 서버를 이용하여 단순화(스케일 업) 시킬 수 있다. 또한 스토리지 장치의 경우 SAN (Storage Area Network)을 이용한 IBM 스토리지 가상화 기술을 통하여 이기종 스토리지를 통합하여 사용함으로써 IT 하부구조 단순화를 구현할 수 있다.
단순화를 동한 IT 자원의 관리는 매우 중요하며 관리 부재에서 오는 비용의 절감은 결코 비용의 절감이라고 할 수 없다. 흔히 우리는 이러한 점을 간과하면서 총소유비용 (TCO)을 말하곤 한다. 엄밀한 의미에서 비용 분석은 TCA(Total Cost of Acquisition), TCO (Total Cost of Ownership), TCU(Total Cost of User) 및 ICO(Incremental Cost of Ownership)등으로 나누어 그 의미에 따라 정확한 분석이 이루어져야 할 것이다.