데이터센터 혁신의 ‘첨병’ 역할 실현…전문 신생업체들도 속속 등장
데이터센터의 공간 부족 문제가 제기됨에 따라 샬롯 옵저버는 새로운 대안을 모색해야만 했다. 더 많은 서버를 도입하는 대신에 호스트 컴퓨터에 가상화 기기를 구현함으로써 서버의 수를 줄이기 위한 작업에 들어간 것이다. 옵저버의 IT 인프라 매니저인 조프 쇼터는 서버의 개수가 줄어드는(현재 120대) 가시적인 성과가 드러나고 있다고 말했다. 전력 및 냉방 비용도 과거 7,000달러에서 3,500달러로 절반이나 줄어든 것으로 나타났다. 쇼터는 향후 3년 이내에 30대의 쿼드코어 서버로 줄일 수 있을 것으로 예상하고 있으며 데이터 센터를 800평방 피트 규모로 축소, 현재보다 절반 정도의 규모로 운영이 가능할 것으로 전망하고 있다. 그는 "우리가 보유한 모든 서버를 가상화할 방침"이라고 밝혔다.
혁신을 위한 강력한 툴
하나의 물리적인 서버에서 다양한 애플리케이션 환경을 창출하는 과학인 가상화는 기업들의 컴퓨팅 리소스 운영 방법을 획기적으로 바꾸어놓고 있다. 가상화는 효율적인 하드웨어 활용을 가능하게 해주며 리소스 할당을 향상시키고 유연한 애플리케이션 서비스를 구현하며 비용을 절감시켜줄 수 있는 기술로 각광받고 있다.
하지만 가상화에는 우리가 간과하기 쉬운 '함정'도 있다. 가상화 환경으로 이동하는 데에는 비용이 만만치 않다는 것이다. 보안도 무시할 수 없는 '와일드 카드'이다. 애플리케이션 성능도 저하될 수 있다. 또한 가상화 애플리케이션을 지원하는 벤더들이 문제가 될 수도 있다. 즉, 가상화 기기의 급격한 확산은 서버의 확산과 관련된 문제와 동일한 위험 요인을 안고 있다.
하지만 올바르게 관리되고 이를 위한 새로운 기술이 등장하게 되면 가상화는 데이터센터를 혁신시킬 수 있는 강력한 툴이 될 수 있다.
지난해 11월 EMC의 자회사인 VM웨어가 후원한 VM월드(VMworld) 컨퍼런스에는 가상화에 대한 정보와 성공 사례를 듣기 위해 수많은 IT 전문가들이 대거 참석했다. 2년 전에 VM월드가 처음 개최되었을 당시에는 참석자가 1,200명 수준이었다. 2006년에는 참석 인원이 7,000명에 달해 행사 장소도 대규모 인원을 수용할 수 있는 컨벤션 센터로 옮겨야 했다.
Edward Hospital의 젊은 네트워크 엔지니어인 척 팀은 컨벤션 센터에 걸어 들어오면서 샬롯 옵저버와 마찬가지로 데이터센터의 공간 부족 문제 해결이 자신에게 직면한 최대의 과제라면서 이번 행사에서 많은 정보를 얻고 해결책을 찾을 수 있기를 바란다고 말했다.
최근까지 대부분의 IT 부서는 사용자와 애플리케이션, 트랜잭션의 증가에 따라 컴퓨터를 추가로 도입하는 형태를 취해왔다. 데이터센터의 수용한계가 95%에 이른 Fidelity National Real Estate Solutions의 선임 인프라 엔지니어인 데이비드 오스태거는 "어디에나 케이블이 깔려있다"고 안타까워하면서, "이제 더 이상 건물을 증축할 수가 없어 전체 데이터센터의 가상화를 고려하고 있다"고 말했다.
현재, Fidelity는 소프트웨어 개발 서버에 가상화 기기를 도입하고 있는데, 각 서버마다 5개의 VM을 구축했다. 소프트웨어 테스트가 다양한 운영 환경을 필요로 한다는 점에서 Fidelity의 이러한 시도는 가상화의 첫 번째 단계에 해당된다. 오스태거는 Fidelity가 새로운 장비를 필요로 할 때마다 서버를 도입한다면 활용도가 매우 낮아질 수밖에 없다고 말했다. Fidelity의 다음 단계는 일부 기업용 애플리케이션을 VM으로 운영하는 것이다.
애플리케이션별로 단계적으로 도입해야
United Technologies의 Pratt & Whitney는 소프트웨어 테스트를 넘어서서 애플리케이션과 웹 서버, 오라클 및 마이크로소프트 데이터베이스의 가상화 작업에 나서고 있다. IT 시스템 디자이너인 존 파나톤니는 "이번 프로세스에 적합한 인력과 리소스를 최대한 확보하고 있기 때문에 충분히 성공할 수 있다"고 말했다.
VM월드 행사 마지막 날 호텔로 돌아가는 버스 안에서, 곱슬머리에 턱수염을 기른 젊은 청년인 아미드 마샬은 FCC의 무선 및 통신부서가 웹 서버와 개발 서버, 데이터베이스 서버 등 많은 IT 인프라를 가상화하고 있다고 전했다. FCC의 통신 애플리케이션 중 3/4이 VM으로 구동된다는 것이다. FCC의 IT 직원이었으며 현재는 FCC의 계약직 프로그래머인 마샬은 VM이 PC에 있는 파일 형태처럼 관리하기가 용이하다면서, "노트북으로 복사하고 백업하며 이동시킬 수 있다. 이러한 유연성은 매우 강력하다"고 밝혔다.
VM웨어의 다이앤 그린 사장은 가상화 기술을 통해 데이터센터 관리자들이 스탠드얼론 형태의 서버에 탑재된 대형 소프트웨어보다는 가상화 기기에서의 운영이 최적화된, 보다 작은 형태의 소프트웨어 분야에 집중할 수 있다고 말했다. 하지만 그린 사장은 혁신적인 움직임은 경계하고 있다. 가상화를 도입하는 업체들은 점진적으로 추진해야만 하며 애플리케이션별로 단계적인 도입을 고려해야 한다는 입장이다. 그녀는 "가상화는 파괴적인 기술의 '파괴'를 의미한다"고 말했다.
가상화가 큰 반향을 일으키고 있는 것은 상당수 도입 업체들이 서버 통합 단계를 뛰어넘는 방향으로 이동하고 있기 때문이다. 초기 구축 업체 150여 곳을 대상으로 한 지난 8월의 조사 결과, Enterprise Management Associates의 IT 컨설턴트인 앤디 맨은 재난 복구와 비즈니스의 지속성이 가상화를 이끄는 최고의 '추진제' 역할을 하는 것으로 나타났다. 운영체제와 애플리케이션, 데이터베이스 등 기업 소프트웨어의 복제는 오프 사이트 컴퓨터에서 이루어질 수 있어 가상화 기기의 효과를 더욱 높여줄 수 있다. 그린은 "이러한 복구는 거의 즉시 이루어진다"면서 "전용 하드웨어에 대한 투자 없이도 가능한데, 가상화된 소프트웨어의 경우 하드웨어가 활용할 수 있는 것이면 무엇이건 VM에서 구동할 수 있기 때문"이라고 말했다. 두 데이터센터 모두가 각각 '스탠바이' 상태를 유지할 수 있다는 설명이다.
이러한 원칙은 데이터센터 애플리케이션에도 적용될 수 있다. 샬롯 옵저버는 오라클 데이터베이스에서 구동하며 신문 배포 및 고객 과금과 신규 구독자 등록에 필수적인 애플리케이션을 가상화하고 있다. 이 애플리케이션의 가상화 작업이 원활하게 이루어질 경우 모든 가용한 서버에서의 VM이 진행될 수 있을 것이다.
소프트웨어와 하드웨어의 관계
가상화는 소프트웨어와 하드웨어간의 기본적인 관계를 바꾸어 놓고 있다. 애플리케이션은 일반적으로 특정 하드웨어에 조율된 운영 체제 위에서 구동한다. 가상화는 이러한 운영체제와 하드웨어의 기본적인 관계를 깨트리며 애플리케이션 자체와 직접 상호작용할 수 있다.
이러한 특징으로 인해 소위 가상화 어플라이언스(virtual appliance)가 등장했다. 하드웨어에 최적화되는 대신에 운영 체제가 특정 애플리케이션을 운영하도록 구성된 다음, 운영 체제와 애플리케이션이 VM에서 구동하도록 가상화 파일 포맷으로 결합된다. 가상화 어플라이언스는 웹에서 다운로드될 수 있으며 하나의 서버에서 다른 서버로 이동할 수도 있다. VM웨어는 가상화 어플라이언스 마켓플레이스를 보유하고 있는데, 347종의 애플리케이션이 이용 가능하다.
가상화 어플라이언스를 다운로드하게 되면 새로운 애플리케이션과 관련된 골치 아픈 설치 문제에 벗어나 즉시 구동이 가능해진다. IBM의 가상화 총괄 부사장인 리치 레흐너는 "이러한 가상화된 파일을 사용할 경우 IT 예산 전체 비용의 70%에 달하는 유지 보수 비용을 20%로 줄일 수 있다"고 밝혔다.
가상화가 제공하는 유연성은 데이터센터가 기존의 경직된 형태에서 벗어나 보다 역동적인 형태로 전환할 수 있도록 해준다. 하지만 가상화 기기가 확산될 경우 또 다른 문제점이 발생할 수 있다.
시스템 관리 툴은 물리적인 서버와 가상화 서버 모두가 아니라 둘 중 하나만을 관리한다. CA의 유니센터(Unicenter) ASM 1.1을 비롯해 일부 신생 업체들의 툴만이 두 가지 형태의 서버를 모두 관리할 수 있을 뿐이다. VM웨어와 버추얼 아이언 소프트웨어(Virtual Iron Software) 등을 포함한 가상화 벤더들은 기존의 시스템 관리 콘솔과 가상화 관리의 통합 요구 사항이 높아짐에 따라 HP와 IBM 등 시스템 관리 툴 벤더보다 더욱 신속한 움직임을 보이고 있다.
FCC의 계약직 직원이자 VM웨어의 버추얼 센터(Virtual Center) 콘솔 사용자인 마샬은 새로운 툴들이 VM을 사용자들이 원하는 만큼 생성할 수 있게 해준다고 말했다. 삭제하는 것도 쉽기 때문에 주의를 기울일 필요가 있다는 것이 그의 부언이다. 그는 한 IT 매니저가 잘못된 명령어를 선택해 '워드 문서를 지우듯이' VM을 삭제하는 것을 목격한 일이 있다고 말했다. 다행스럽게도 백업과 복구 기능이 관리 콘솔에 구현되어 있기 때문에 약 15분 정도면 VM을 '소생'시킬 수 있다.
"SOA도 가상화에서 위력 발휘한다"
또 다른 문제점도 있다. 패키지로된 애플리케이션을 VM으로 구동할 때 기술 지원과 관련된 문제가 발생할 수 있다. 지원 전문가들은 애플리케이션에 문제가 있는지 혹은 또 다른 벤더의 가상화 기기 소프트웨어에 문제가 있는지 알지 못하기 때문에 그 문제를 실제 서버에 복제해서 알아봐야 한다고 주장하는 경우가 발생할 수도 있다. Edward Hospital의 팀은 마이크로소프트 지원 담당 직원과 이 같은 상황에 직면한 경험이 있었다.
일루미나타(Illuminata)의 고든 하프 분석가는 VM과 관련된 보안의 취약점이 모두다 발견된 것은 아니라고 경고했다. 서버 운영체제를 업데이트할 경우 각 VM 운영체제 역시 패치가 제대로 구현되었음을 보장하는 패치 툴은 거의 전무한 상황이다. 하프는 "가상화 기기가 보안 패치 없이 구동하게 된다면 무슨 일이 발생하게 될지 상상하기란 어려운 일이 아닐 것"이라고 말했다.
Fidelity National의 오스태거는 이에 대해 개의치 않고 있다. 그는 시스템 관리자가 할당한 메모리 공간 범위를 절대로 벗어나지 않는다는 VM의 매력에 심취되어 있다. VM은 스스로 정책을 수립해 하나의 물리적인 서버에서 나란히 애플리케이션을 구축할 수 있는 유연성을 제공하며 서로 충돌하지도 않는다.
가상화는 상대적인 보안의 장점도 있다. 그린은 가상화 어플라이언스들이 물리적인 컴퓨터에서 구동하는 애플리케이션보다 훨씬 안전하다는 이유로, 운영 체제의 불필요한 부분을 제거해 외부로 노출되는 부분이나 백 도어를 폐쇄하기 때문이라고 말했다.
서비스 지향적인 아키텍처(SOA)도 가상화에서 위력을 발휘할 수 있다. 서비스들은 신속하게 이용 가능하도록 소형 애플리케이션으로 구성되는데, 이를 위한 한 가지 방법은 VM에서 구동하도록 만드는 것이다. IBM의 레흐너는 가상화가 애플리케이션들을 각각 분리된 환경에서 구동하는 소형 서비스로 관리하도록 해줌으로써 SOA를 구현해준다고 말했다. 하지만 이를 위해서는 VM으로 구동하도록 애플리케이션의 90%를 파일로 변환해야만 한다.
대형벤더들의 가상화 전략과 솔루션
IBM과 HP, 썬 마이크로시스템즈는 수년 동안 독단적인 가상화 형식을 고수해왔다. IBM은 메인프레임에서 '게스트(guest)'로 구동하는 가상화를 VM 운영체제에서 사용했으며 HP는 VME(Virtual Server Environment)에서 VM을 생성할 수 있었다. 이를 기반으로 VM웨어와 협력을 통해 VDI(Virtual Desktop Infrastructure)를 마케팅해 왔다.
VM웨어의 GSX 서버와 마이크로소프트의 버추얼 서버 등 기본적인 가상화 기술은 각 VM의 애플리케이션과 운영 체제를 복제하고 가상 OS에 의존해 하드웨어에 지침을 하달하는 형태이다. 운영체제 복제는 VM이 메모리를 크게 소모하도록 만들 수밖에 없다. 윈도우의 경우 라이선스 비용이 대폭 증가하는 부작용도 뒤따르게 된다.
VM웨어의 보다 진보된 기술인 ESX 서버와 젠(Zen) 오픈 소스 가상화 기기 엔진은 하이퍼바이저를 채택, 가상화 소프트웨어가 서버의 여러 VM에서 생성되는 하드웨어 리소스에 대한 요청을 처리할 수 있다. 하이퍼바이저 하나가 많은 VM을 지원할 수 있으며 운영체제 계층을 통해서가 아니라 하드웨어에 직접 소프트웨어 지침을 내리기 때문에 훨씬 효과적이다.
모든 가상화 기술은 성능의 제약 문제를 안고 있는데, 일부의 경우 최대 15%까지 하락하는 것으로 알려져 있다. 하지만 성능은 매우 민감한 사항으로, VM웨어는 자사의 제품과 관련해 테스트 과정에서 입증되고 승인을 받지 않은 상태에서는 성능 데이터를 고객이 공개하지 않는다는 조항을 계약서에 삽입하고 있다.
옵저버의 쇼터는 버추얼 아이언의 버추얼 아이언 3에 대한 테스트를 진행해왔다. 버추얼 아이언 3는 젠 하이퍼바이저를 토대로 하고 있다. 그는 도입한 지 3년 된 썬 3800 포웨이(4-way) 서버의 경우 배포 애플리케이션 구동에 45분이 걸렸으며 가상화되지 않은 델 2850 듀얼 코어 서버에서 구동할 경우 11~13분이 소요되었다고 말했다. 버추얼 아이언 가상화 기기에서 다시 구동해본 결과 이와 동일한 11~13분이 걸렸다. 그는 "모든 항목마다 철저한 비교 과정을 거쳤다"면서, 가상화가 성능에 크게 영향을 끼치지 않도록 충분히 구현이 가능하다고 말했다.
'컨테이너(containers)'로 알려진 썬의 가상화 기술은 일부 애플리케이션들이 하나의 솔라리스 10 운영체제에서 구동할 수 있도록 해준다. 썬의 제품 매니저인 조스트 프롱크 반 후게빈은 "과부하는 거의 제로에 가깝다"고 말했다. 썬은 각각 애플리케이션을 구동하는 500개 컨테이너를 탑재한 포웨이 솔라리스 서버를 시연한 바 있다.
신생 업체인 SWsoft의 Virtuozzo는 윈도우나 리눅스에서 구동할 수 있다. 이 제품을 통해 몇몇 애플리케이션은 하나의 운영체제에서 구동할 수 있는데, SWsoft의 마케팅 부장인 칼라 사피건은 가상화 기기가 여럿 있어도 대부분의 기업들이 서버에서는 한 가지 종류의 운영체제를 구동하고 있다고 말했다. 그녀는 "윈도우와 리눅스를 혼합해 구동하는 업체는 그리 많지 않다"고 밝혔다.
VM웨어, 가상화 선두 업체로 등극
1998년 설립된 VM웨어는 IBM을 제치고 2004년 가상화 시장의 선두 업체로 등극했다. 업계에서 인기가 높지만 대부분의 데이터센터에서 리소스가 제대로 활용되지는 못하고 있던 인텔의 x86 아키텍처를 토대로 한 서버 가상화 분야에서 VM웨어는 높은 시장 점유율을 확보하고 있다. 최근의 하드웨어 트렌드라고 할 수 있는, 가상화 기기를 멀티코어 서버에 위치시키는 것은 병렬 시스템으로 애플리케이션을 재구성할 필요 없이 시스템의 완벽한 기능을 활용할 수 있게 해주는 방법 중의 하나이다.
한 오픈 소스 프로젝트는 VM웨어에 비해 가격대비 성능 면에서 강력한 라이벌로 떠오르고 있다. 젠(Zen)의 모회사인 젠소스(ZenSource)의 CTO인 사이먼 크로스비는 '불규칙가상화(paravirtualization)'라는 방법을 통해 젠 VM 엔진의 장점을 소개하고 있다. 젠에서는 리눅스나 윈도우 운영체제가 가상화 여부를 인식하며 하이퍼바이저가 서버의 하드웨어 장비와 커뮤니케이션하는 일을 줄여준다고 말했다.
그 결과, 젠소스는 각 서버 플랫폼을 위한 하드웨어 디바이스 드라이버의 필요성을 없애준다. 크로스비는 VM웨어의 2,400명의 직원 중 상당수가 ESX 서버를 위한 디바이스 드라이버를 개발하는데 치중하고 있는데 반해 젠소스는 레드 햇이나 수세 리눅스가 제공하는 드라이버만 있으면 되며, 윈도우의 경우 마이크로소프트가 제공하고 있어 젠은 VM웨어의 20% 가격으로 80%의 성능을 제공할 수 있다고 주장했다. VM웨어는 ESX 서버 설치당 3,750달러를 부과하고 있지만 젠소스가 지원하는 젠 버전은 750달러에 불과하다.
가상화 어플라이언스, 리눅스에 유리
마이크로소프트는 가상화 시장에서도 중요한 역할을 하고 있다고 주장하고 있지만 현재 상황을 보면 근거가 없는 것으로 나타났다. 마이크로소프트는 윈도우에서 버추얼 서버(Virtual Server)를 VM 엔진으로 제공하고 있지만 VM웨어와 젠소스는 하이퍼바이저 단계로 이미 이동하고 있다. FCC에서 마샬은 마이크로소프트의 버추얼 서버와 VM웨어의 ESX서버를 비교해 테스트해본 결과 마이크로소프트가 최소 3년이나 뒤쳐져 있는 것으로 드러났다고 밝혔다.
윈도우를 가상화 어플라이언스 마켓플레이스에 적용하는 것은 쉽지 않은 것으로 나타나고 있다. 리눅스처럼 모듈 형태로 구성되지 않아 추가나 추출이 쉽지 않기 때문이다. 지금까지는 가상화 어플라이언스 시장이 거의 리눅스에 유리하게 진행되고 있다.
마이크로소프트는 젠소스와 노벨에 대해 비스타의 서버 버전인 윈도우 롱혼에 리눅스 가상화를 구현하는데 있어 발판으로 삼고 있다. 롱혼이 출시된 뒤에도 마이크로소프트는 VM으로 리눅스를 구동하기 위한 Viridian 하이퍼바이저의 개발을 지속할 것으로 보인다.
계획대로 이루어진다면, 향후의 데이터센터 시스템 관리자들은 가상화 어플라이언스와 가상화 파일, 가상화 기기를 자유자재로 취사 선택해 리소스를 할당할 수 있게 될 것이다. 하지만 결코 하루아침에 이루어지지는 않을 것이다.
스탠포드 대학의 교수이자 VM웨어의 공동 설립자인 멘델 로젠블럼은 "가상화는 현재 진화 과정에 있다"고 말했다. 로젠블럼은 x86 아키텍처를 가상화하는 기술을 개발해왔다. 그는 또한 그린의 남편이기도 하다. 로젠블럼은 "서버 통합부터 시작할 수 있으며, 그 다음에는 가상화 어플라이언스로 넘어갈 수도 있다"면서, "최종 단계에서는 근본적이고 완전한 변화가 이뤄질 것"이라고 밝혔다.
'혁명'적이지 않은 급진적인 변화. 이것이 가상화의 급격한 확산을 설명해주는 말일 것이며 미래를 약속하는 경구일 것이다.
InformationWeek Charles Babcock
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