스토리지 (Storage) 란, 컴퓨터 (예> 일반적인 노트북 부터 서버급 까지 모두 포함) 가 접근할 수 있는 데이터를 저장하기 위한 별도의 장소 또는 장치를 말합니다. 크게 RAM 과 같이 내부 장치로 쓰이는 1차 스토리지와 하드디스크, 테이프 등과 같은 외부 장치로 쓰이는 2차 스토리지, 그리고 최근에는 클라우드 스토리지로 표현하는 3차 스토리지로 구분할 수 있습니다.

별도의 스토리지 없이 주변 장치로서 만 데이터를 저장하고 관리하는 경우 특히 대규모의 기업 등에게는 그 한계를 쉽게 봉착하게 됩니다. 따라서 최근과 같이 다양하고 많은 데이터를 처리해야 하는 시대에는 방대한 데이터를 효율적으로 관리/유지하고 가공해야 할 요구가 늘어나면서 별도의 스토리지 장치를 사용하게 되었고 그 중요성이나 사용률은 해마다 빠른 속도로 증가하고 있습니다.

그러한 스토리지들은 어떠한 종류들이 있고 각 스토리지들은 어떠한 방식과 목적으로 사용되는지 알아 보겠습니다.


1. DAS (Direct Attached Storage)

저장 장치가 직접 개별 호스트 (예> 컴퓨터, 서버 등) 에 연결되어 사용 및 관리되는 방식입니다. 해당 호스트의 환경에서 저장 공간이 부족해질 경우 새로운 저장 공간을 가장 쉽게 확보할 수 있는 방법입니다.

장점은 다음과 같습니다.
– 각 호스트에서 저장 장치까지 물리적으로 가까운 곳에서 접근 가능
– 확장이 비교적 쉬움

단점은 다음과 같습니다.
– 데이터가 증가함에 따라 외부 저장 장치를 계속 추가하게 되는 경우에는 호스트의 운영 효율성이 떨어짐
– 호스트에 장애가 발생할 경우 저장 장치의 접근이 제한
– 물리적인 공간이 한계에 봉착 했을 때 확장이 더이상 어려움 (스케일 아웃)


2. NAS (Network Attached Storage)

스토리지를 네트워크 (예> LAN 등) 에 부착하여 네트워크에 기반한 데이터 공유 방식을 의미 합니다. 특히 NAS 방식은 스토리지가 다른 호스트 없이 직접 네트워크에 연결되는 방식입니다. 유명한 FTP (File Transfer Protocol) 가 NAS 의 프로토콜 중 하나 입니다.

장점은 다음과 같습니다.
– 네트워크를 통해 데이터를 공유 하므로 높은 대역폭의 네트워크를 통한 전송 속도 확보가 가능
– 여러 다른 장치들의 데이터 저장/읽기에 용이
– 전용 OS 를 사용하여 DAS 방식 대비 I/O (입/출력) 속도가 더 높음
– 단순한 시스템 아키텍처 구조로 유지 관리가 비교적 편함
– 스케일 아웃 방식 (여러 NAS 스토리지를 추가로 계속 증설 하는 방식) 의 NAS 는 클러스터 구성이 가능하므로 성능과 용량을 동시에 높일 수 있음

단점은 다음과 같습니다.
– 네트워크를 사용해야 하므로 대역폭 (전송 속도) 에 제한이 있음
– 데이터를 프레임 (예> L2 통신) 또는 패킷 (예> L3 통신) 으로 캡슐화 하는 부가적인 과정이 있으므로 이 때 부차적인 속도 지연이 발생할 수 있음
– 네트워크의 병목 현상에 취약
– 스케일 업 (새로 추가하는 것이 아닌 기존 NAS 장치 자체의 업그레이드) 에는 한계

아울러 NAS 는 블록보다 상위 개념인 파일 (file) 을 저장 단위로 사용 합니다. 파일은 폴더에 저장 되며 하나의 폴더에 여러 하위 폴더가 겹쳐져서 존재하는 계층 (Hierarchy) 구조를 가지고 있습니다. (예> Windows 운영 체제의 파일 탐색기). 또한 각 파일은 이름과 파일에 대한 세부 정보를 나타내는 메타데이터 (Metadata) 를 가지며, 이를 활용해 특정 파일이 어느 위치 (폴더) 에 있는지 알 수 있습니다.

NAS 의 주요 프로토콜은 다음과 같습니다.
– NFS (Network File System)
– SMB/CIFS (Server Message Block/Common Internet File System)
– FTP (File Transfer Protocol)
– HTTP (Hypertext Transfer Protocol)
– AFP (Apple Filing Protocol)


3. SAN (Storage Area Network)

SAN 방식은, 여러 스토리지들을 하나의 네트워크에 연결시킨 다음 이 네트워크를 스토리지 전용 네트워크로 구성을 하는 방식입니다. 스토리지를 접근하기 위해서는 각 호스트 (예> 컴퓨터, 서버 등) 들은 모두 SAN 전용 네트워크를 거쳐서 접근해야 합니다. 네트워크에 연결된 스토리지들은 가상으로 중앙화된 논리 볼륨 (Logical Volume) 을 형성하고, 필요 시 각 호스트에 공간을 할당할 수도 있습니다. 일반 사용자는 LUN (Logical Unit Number) 라는 고유 번호를 통해 가상으로 할당된 드라이브를 사용하게 됩니다.

SAN 은 별도의 SAN 전용 스위치를 필요로 합니다. 특히 SAN 방식에서는 (1) 광 케이블로 통신하는 FC-SAN (Fiber Channel – SAN) 방식과 최근 많이 사용되고 있는 (2) IP-SAN (Internet Protocal – SAN) 방식으로 나눌 수 있으며 전자의 경우 광 케이블을 이용하므로 통상 10km 이내의 구성시 사용 가능하며, 후자의 IP-SAN 방식은 기본적인 IP 통신이 가능한 범위라면 특별히 거리 제한이 없습니다.

아울러 NAS 와 달리 SAN 의 경우 파일이 아닌 블록 단위의 I/O (입/출력) 을 기본으로 합니다. (** 블록 스토리지 : 데이터를 블록이라는 일정한 크기의 조각으로 나누어 저장하는 것을 말합니다. 각 블록들은 저장된 위치 (특정 스토리지 시스템의 특정 디스크) 에 대한 주소를 가지고 있어 호스트의 요청에 따라 블록 들을 재구성해 하나의 데이터로 조합하여 호스트에 전달됩니다.)

장점은 다음과 같습니다.
– 성능 및 용량 확장성이 좋음
– 가상화 환경을 구축 하기가 좋음

단점은 다음과 같습니다.
– 구성에 따라 네트워크의 복잡도가 비교적 높아지기 때문에 상대적으로 비싸며 관리 포인트가 많아짐

SAN 의 주요 스토리지 프로토콜은 다음과 같습니다.
– FC (Fibre Channel)
– FCIP (Fiber Channel over IP) : 분산된 FC-SAN들을 기존의 IP 네트워크를 통해 상호 연결시켜주는 터널링 프로토콜
– iSCSI (Internet Small Computer Systems Interface)
– iSER (iSCSI Extensions for RDMA)


4. NAS – SAN 비교 (1) : 용도 차이

NAS 의 경우, 구성 특성상 아래와 같은 경우에 적합합니다.
– 파일 공유 : 데이터를 중앙화하고 쉽게 공유하며 스토리지 공간을 효율적으로 활용하는데 적합합니다. (예> 개인용부터 중소기업, 대기업의 조직 등)
– 가상화 환경 : 소규모 가상화 환경을 운영하거나 가상 데스크톱 환경을 구축하는데 적합한 성능과 기능을 가지고 있습니다.
– 아카이브 (Archive) : 필요에 따라 스토리지를 증설/확장하는 스케일 아웃 NAS 를 통해 단순히 데이터를 묵혀 두는 방식의 아카이브가 아닌 필요에 따라 종종 접근이 가능한 아카이브 방식으로도 이용이 가능 합니다.

반면에 SAN 의 경우, 구성 특성상 아래와 같은 경우에 적합합니다.
– 데이터베이스 (Database) : 온라인 금융 거래와 같이 빠른 속도를 요구하고 지연에 민감하며 대규모 데이터베이스를 다루는 환경에 적합합니다.
– 가상화 환경 : 가상 머신과 호스트간 빠른 입출력 속도를 제공해야 하는 대규모 가상화 구축 환경에 적합합니다.
– 영상 작업 (예> 랜더링) : 영상 편집 작업에 있어서 빠른 전송 속도와 낮은 레이턴시 (Latency) 는 필수이며 SAN 을 이용할 경우 일반적인 저장 장치를 이용하는 것 대비 이를 구현할 수 있습니다.


5. DAS, NAS, SAN 그리고 파일 서버와의 비교 : 기능 차이

DAS, NAS, SAN 그리고 파일서버 까지 요약하여 함께 비교를 해보면 다음과 같습니다.

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