SAN Switch - (1) SAN 스위치란

SAN(Storage Area Network)은 컴퓨터 시스템과 서버 간에 블록 수준의 데이터 액세스를 허용하는 전용 네트워크이다. 

 

라고 하면 뭔 소린가 싶다.

 

일반적으로 스위치(Switch)라고 하면 네트워크 계층(OSI 2계층)에서  MAC 주소를 기반으로 데이터 프레임을 전달하는 이더넷으로 연결된 장치들의 통신을 관리하고 제어하는 하드웨어 장치이다. 인터넷 기사님이 설치하고 나서는 볼일은 없지만 보통 집에도 하나씩 있어 집에 들어온 인터넷을 와이파이 공유기나 케이블 티비 셋탑 등에 분배할때 사용한다.

 

SAN Switch도 역할은 얼추 비슷하다. 연결된 장치(서버와 스토리지)간의 통신 경로(path)를 설정해서 통신 중간다리 역할을 해준다. 

 

SAN스위치가 뭔지 알려면 우선 SAN(Storage Area Network)이 뭔지를 알아야 하는데

 

SAN은 DAS와 NAS를 섞어놓은것 같은 방식이다.

 

DAS(Direct Attached Storage)는 많이들 익숙한 직접 꼽는 외부 저장장치 방식. 일반적으로 USB 단자를 많이 사용. 흔히들 쓰는 외장형 HDD나 SSD, 근본의 USB 플래시 메모리 등도 여기에 속한다. 장점은 안정성, 단점은 파일 시스템 공유의 어려움. 개인은 상관 없지만 기업 사이즈의 경우 용량 확장 같은 부분에서 하드웨어를 통째로 교체해야하는 등 유연성이 떨어짐. 

NAS(Network Attached Storage)는 네트워크 저장장치 방식. LAN을 통해 접속하는 파일 시스템.  시놀로지사의 제품이 가장 유명하고 사실상 사무실이나 집에서 사용하는 개인 클라우드 저장소 같은 느낌. 장점은 여러 장치에서 파일시스템의 공유가 용이한 점, 단점은 통신에 문제가 생기면 접근이 안되는 점이나 여러 장치에서 동시에 NAS에 데이터를 저장하거나 불러오는 요청을 보내면 파일 서버에 부하(병목 현상)가 발생하는 등의 문제가 있음.

 

내가 이해한 바로는 SAN은 DAS(물리연결 저장장치)처럼 인식되고 동작하는 NAS(네트워크 저장장치)같은 느낌이다.

실질적으로는 전용 스위치를 통해 NAS처럼 하나의(여러개도 가능) 스토리지에 여러 컴퓨터(서버)가 동시에 접속해서 데이터를 저장하고 사용한다. 그런데 실제로는 DAS처럼 서버와 스토리지가 물리적으로 SAN스위치를 통해 연결되어있고 네트워크 접근으로 나타나는 NAS와 달리 DAS처럼 물리적으로 마운트된 파일시스템으로 인식된다.

 

아래는 표로 비교해본 것

특징	DAS	NAS	SAN
연결 방식	서버에 직접 연결	네트워크를 통해 연결	전용 네트워크를 통해 스토리지에 연결
액세스 방식	블록 수준 (Block-level) 액세스	파일 수준 (File-level) 액세스	블록 수준 (Block-level) 액세스
성능	높은 성능 가능	네트워크 병목 현상 가능	높은 성능 및 확장성
용도	개별 서버 또는 작은 그룹에 적합	파일 공유, 중소 규모의 데이터 공간 관리	대규모 데이터베이스, 서버 가상화, 백업 등
관리 및 구성	단순하고 로컬 관리	중앙 관리 가능, 일반적으로 사용자 친화적	복잡하며 고급 관리가 필요
유연성	서버마다 독립적인 스토리지 공간	네트워크를 통해 여러 클라이언트 공유 가능	다양한 서버가 중앙화된 스토리지에 접근 가능
보안	물리적 액세스 제한이 필요	네트워크 기반으로 인해 추가 보안 필요	전용 네트워크로 인한 높은 보안 수준
단자 규격	USB, Thunderbolt 등	Ethernet (RJ-45), Wi-Fi	Fibre Channel, iSCSI 등
비용	초기 비용 낮음	초기 비용 중간	초기 비용 높음
예시	외장 HDD, RAID 구성	QNAP, Synology, Netgear ReadyNAS 등	EMC VMAX, IBM SAN Volume Controller, CSICO 등

 

SAN의 특징

 

데이터 스토리지의 중앙화: SAN은 여러 서버가 중앙화된 스토리지 자원에 접근할 수 있도록 하는 구조를 제공한다. 이로써 스토리지 자원을 논리적으로 통합하고 중앙에서 효율적으로 관리할 수 있다. 

 

데이터 블록 수준의 액세스: SAN은 블록 수준의 데이터 액세스를 허용한다. 이는 파일 시스템 수준이 아니라 블록 단위의 데이터를 읽고 쓸 수 있음을 의미한다. 

 

고성능 및 낮은 지연 시간: SAN은 높은 대역폭과 낮은 지연 시간을 제공하여 대량의 데이터를 빠르게 전송할 수 있다. 특히 데이터베이스, 서버 가상화, 백업 등에서 중요하다. 

 

스토리지 가상화: SAN은 스토리지 가상화를 통해 여러 스토리지 디바이스를 하나의 논리적인 스토리지 풀로 통합할 수 있어 스토리지 자원을 효율적으로 활용할 수 있게 한다.

 

스토리지 네트워크 분리: SAN은 일반적인 데이터 네트워크와 분리되어 있다. 성능의 안정성과 예측 가능성을 높이며, 데이터 스토리지 트래픽을 전용 네트워크로 관리할 수 있다. 

 

고가용성 및 복원력: SAN은 복제 및 미러링과 같은 기술을 사용하여 데이터의 고가용성과 복원력을 보장할 수 있다. 시스템 장애에도 데이터의 손실 없이 서비스를 계속할 수 있다. SAN은 대규모 데이터베이스, 서버 가상화, 백업 및 복구, 비즈니스 어플리케이션 등 다양한 분야에서 사용되며, 기업의 IT 인프라에서 중요한 역할을 한다.

 

 

SAN Switch 뒷면

SAN 스위치는 이런식으로 생겼다.

직렬연결 접속 등의 용도로 이더넷(LAN) 포트가 있고 실제로 서버나 스토리지와 연결하는 포트가 잔뜩 있다.

(IOIOI 표시가 있는 포트가 직렬연결용 포트다.)

SAN 스위치는 FC(Fiber Channel) 광케이블을 사용해 광신호로 데이터를 주고 받는데, 실제 장비에는 디지털 신호가 필요하므로 저 포트들에는 광케이블을 직접 연결하지 않고 SFP(Small Form-factor Pluggable)라는 핫 플러그 방식의 일종의 광-데이터 변환 잭을 꼽고 그 플러그에 FC 케이블을 연결한다.

 

 

SFP(좌) / LC 케이블(우)

 

 

SAN Switch - SFP - LC

 

TMI 1. SFP

SFP(Small Form-factor Pluggable)가 있고 SFP+(Small Form-factor Pluggable plus)가 있는데 동일한 규격에 동일한 기능을 한다. 

차이점은 속도. SFP 모듈은 주로 1 Gigabit Ethernet(GbE) 네트워크에서 사용되고 SFP+ 모듈은 10 Gigabit Ethernet(10GbE) 네트워크에 사용된다.

USB2.0과 USB3.0의 관계와 비슷하다. 단자 규격이 동일하고, 호환이 가능하며 포트나 플러그 둘 중 하나가 SFP 하나가 SFP+인 경우 SFP로 동작한다.

GBIC(Giga Bitrate Interface Converter)의 상위호환 후속작 정도로 봐도 된다. 동일한 기능을 수행하고 크기가 절반이다.

TMI 2. FC Cable

일반적으로 FC 케이블은 LC단자와 SC단자가 있는데 요즘은 대체로 LC를 사용하는 듯. 

SC:  표준 커넥터 (Standard Connector).80년대 중반의 NTT(Nippon Telegraph and Telephone) 실험실에서 개발 한 커넥터. 세라믹 페룰의 출현으로 시장에 출시 된 최초의 커넥터 중 하나. 푸시-풀 잠금 메커니즘으로 안정적 연결. 포인트 투 포인트 및 패시브 광 네트워킹을 포함한 데이터 통신 및 통신 애플리케이션에 이상적. GBIC과 세트.

LC: Lucent Corporation의 제품이라 LC. SC 단자의 절반 사이즈. 작은 크기와 래치 기능이 결합되어 밀도가 높은 랙 / 패널에 이상적. 사실상 가격 제외 SC 상위호환. 초기엔 라이센스 비싸게 받아먹어서 욕 많이 먹음. 

둘이 성능이나 기능은 별 차이 없는데 크기차이나 탈착 매커니즘 차이로 엔터프라이즈 서버 용으로는 LC가 사용되는 듯. SFP와 세트.