2017.08.31

IBM 기고 | 클라우드를 좀 더 쉽게, 베어메탈(Bare Metal)

김민석 | CIO KR
- 한국IBM이 작성한 본 기고문은 벤더의 시각과 주장, 솔루션에 대한 직접적인 내용을 담고 있다.

‘클라우드 컴퓨팅’ 도입을 고려하고 있는 사용자들은 일반적으로 클라우드가 가상화 환경(Virtualization)이라는 가정을 하고 접근하게 된다. 클라우드가 기존 가상화된 자원 풀(Resource pool)에 온디멘드 셀프 서비스(On-demand self-service)가 가능한 자동화 기능이 추가되면서 발전해왔기 때문에 ‘클라우드는 곧 가상화 환경’ 이라는 가정이 당연할 수 있다.

하지만 대표적인 오픈 클라우드 컴퓨팅 프로젝트인 오픈스택(OpenStack) 및 일부 글로벌 클라우드 사업자들은 이러한 가상화 환경 뿐 아니라 ‘베어메탈(Bare Metal)’ 이라고 불리는 물리 호스트 또한 제공하고 있다.

본 기고문에서는 ‘베어메탈’ 이 무엇인지를 설명하고 IBM 클라우드가 제공하는 다양한 베어메탈 서버 구성 옵션을 소개하고자 한다. 이와 더불어, 베어메탈이 어떻게 활용되는지, 이를 통해 사용자들은 어떤 효과를 얻을 수 있는지 알아본다.

클라우드 = 가상화?
베어메탈이라는 용어를 직역해 보자면 가공되지 않은 서버 정도로 해석해볼 수 있다. 용어 자체에서 유추해볼 수 있듯이 베어메탈이란 가상화가 되지 않은 물리 서버를 지칭한다. 통상적인 퍼블릭 IaaS(Infrastructure as a Service) 모델에서 제공하는 가상 서버(Virtual Machine)가 물리 호스트의 자원의 일부를 사용하는 공유 자원인 반면 베어메탈은 아래 그림에서 명시되어 있듯이 별도의 가상화 영역인 하이퍼바이저(Hypervisor)가 없는 온전한 물리 서버를 이용할 수 있는 옵션을 제공한다.

가상 서버와 베어메탈

혹자는 베어메탈을 클라우드가 아닌 호스팅이라고 반문할 수도 있겠지만, 물리적인 서버를 직접 구매하여 설치하는 것이 아니라 사업자가 구성한 표준 아키텍처의 하드웨어를 가상 서버와 동일한 서비스 형태로 제공받는 점에서 엄연한 클라우드라고 이야기할 수 있다.

잠시 기본으로 돌아가서 NIST(National Institute of Standards and Technology, 미국표준기술연구소) 에서 정의한 클라우드 컴퓨팅의 특징 요소를 살펴보자. NIST에서는 클라우드 컴퓨팅을 다음의 5가지 특징으로 정의하고 있다.

▲온디멘드 셀프서비스(On-demand self-service), ▲네트워크에 의한 접근(Broad network access), ▲리소스 풀링(Resource pooling), ▲민첩한 확장성(Rapid elasticity), ▲측정되는 서비스(Measured service).

베어메탈 역시 언제든지 웹 콘솔을 통해 주문을 진행할 수 있으며 서버 구성 및 운영체제 설치가 완료되면 사용자는 네트워크를 통해 접근할 수 있다. 사용량에 따라 과금되기 때문에 언제든지 자원의 추가 및 삭제가 가능 하지만 서버가 프로비저닝(Provisioning) 되기까지의 시간이 가상 서버 대비 더 오래 걸린다. (전통적인 IDC 환경에서 서버 발주 및 설치까지 주 단위의 시간이 걸렸던 것을 감안하면 충분히 ‘유연하다’고 생각할 수 있겠다.)

베어메탈 서버가 통하는 이유
그렇다면 과연 베어메탈 서버가 클라우드 시장에서 하나의 ‘오퍼링’으로 자리 잡은 이유는 무엇일까? 사용량에 따라 자원이 자동으로 유연하게 수평 확장하는 ‘오토 스케일(Auto-scale)’이 클라우드를 대변하는 상징적인 기능일 정도로 유연성과 확장성이 중시되는 환경에서 이율 배반적인 ‘베어메탈’은 과연 시장성이 있는 것일까?

시장 조사 기관인 마켓샌드마켓 애널리시스(MarketsandMarkets Analysis)에 따르면 베어메탈 서버의 시장 규모는 2016년에 약 8.7억 달러였지만, 2021년에는 약 47억 달러까지 성장할 전망이다. 이렇듯 베어메탈 서버에 대한 수요는 존재하며 이는 지속적으로 증가할 것으로 예측되는 것이다. 이러한 베어메탈 서버의 성장을 견인하는 수요 즉 시장의 니즈는 다음과 같다.

1. 층간 소음 (Noisy neighbor) 이 없는 환경
사용자들이 클라우드 상에서 베어메탈 도입을 고려하는 1순위이자 해당 서비스를 제공하는 클라우드 사업자에서 가장 많이 홍보하는 것이 ‘성능’이다. 실제로 클라우드를 도입해서 운영하다 보면 디스크 IO(Input/Output)가 부족해서DB 응답이 느려지는 Slow Query 등과 같은 성능 이슈가 발생하는 것을 확인할 수 있다. 이는 하나의 호스트를 여러 계정이 공유해서 사용하면서 순간적으로 발생하는 자원 간섭 현상에 따른 영향이다. 타 계정의 여러 워크로드가 하나의 호스트를 공유하는 멀티 테넌트(Multi-tenant) 환경에서는 일정한 성능을 기대하기는 어려운 것이 기존 클라우드가 가지는 단점 중 하나였다.

이러한 간섭 현상을 극복 및 방지하기 위한 가장 직관적인 해답이 베어메탈 서버다. RDBMS, NoSQL, NewSQL를 아우르는 데이터베이스 워크로드는 빠른 데이터 가공 및 응답이 중요하기 때문에 특히 베어메탈 서버를 통해 비용효과를 극대화 할 수 있다. NewSQL DB중 하나인 VaultDB 에서 수행한 벤치마킹 결과에 따르면 베어메탈로 구성한 클러스터가 가장 우수한 성능을 보여주었으며 비용적인 측면에서도 가장 우수한 효과를 얻을 수 있었다.

VaultDB 에서 수행한 벤치마킹 결과


2. 서버를 통제한다
멀티 테넌트 가상화 환경의 클라우드에서 사용자는 자신이 주문한 가상 서버로의 접근만 가능하다. 일부 사업자에서 제공하는 전용 호스트 기반의 프라이빗 가상 서버를 이용한다고 하더라도 호스트로의 접근은 허용하지 않는다. 기본적으로 하드웨어와 하이퍼바이저는 사업자 관리 영역이기 때문에 사용자에게 통제권을 부여하지 않는다.

하지만 베어메탈에서는 예외다. 사용자는 특정 물리 호스트 전체를 임대해서 쓰는 서비스이기 때문에 가상 서버 대비 보다 강화된 통제 권한을 가질 수 있다. [그림.3]을 비교해보면 가상 서버 대비 베어메탈 서버에서 가질 수 있는 통제권의 차이를 확인할 수 있다. 즉 서버 자체를 할당 받는 만큼 사용자는 IPMI(Intelligent Platform Management Interface)를 통해 자신의 서버 상태를 파악하고 제어할 수 있으며, BIOS 설정 변경을 통해 보다 워크로드에 최적화된 환경으로 서버를 튜닝할 수 있다. 또한 클라우드에서 제공하지 않는 이미지를 IPMI 혹은 PXE (Preboot Execution Environment) 설정을 통해 설치할 수 있는 BYOI(Bring Your Own Image) 옵션도 가능하다. 이처럼 클라우드를 도입하면서도 기존 IDC 환경에 준하는 통제권을 유지하고 싶은 사용자면 베어메탈이 좋은 대안이 될 수 있다.


IDC, 버추얼 서버 그리고 베어메탈에서의 통제권


3. 온 프레미스(On-premise)와 오프 프레미스(Off-premise)의 연결 고리
현재 많은 기업들이 클라우드를 하이브리드 형태로 운영하거나 도입 예정인 것으로 조사된다. 신규 혹은 추가 시스템을 설비투자(Capex) 대신 운영비용(Opex)로 전환하여 기업 자본의 유동성을 확보하기 위함이거나 IDC가 없는 해외 지점으로의 시스템 확장 등 클라우드 모델이 고려되는 배경에는 다양한 이유가 있겠지만 기존 시스템과의 연계가 필수로 필요하기 때문에 하이브리드 형태의 클라우드 모델이 우선적으로 검토되고 있다.

클라우드로의 시스템을 확장 혹은 마이그레이션을 가장 안전하고 손쉽게 그리고 확실하게 할 수 있는 방법이 기존 환경과 최대한 유사하게 구성하는 것이며 베어메탈은 이를 위한 하나의 훌륭한 재료가 될 수 있다. 클라우드 사업자가 제공하는 가상 서버를 포함한 환경은 일종의 블랙박스이기 때문에 사전에 기존 시스템과의 연계를 위한 충분한 검증이 필요하며 나아가서는 기존 워크로드/애플리케이션을 수정하거나 변경해야 하는 추가 공수가 발생하게 된다.

하지만 베어메탈을 활용하게 되면 이러한 종속성으로부터 자유로울 수 있고, 더 나아가서는 현재 온 프레미스에서 사용중인 가상화 환경과 동일한 SDE(Software Defined Environment)을 구현해 벤더 종속성을 탈피하고 클라우드와의 상호운영성(Interoperability)를 확보할 수 있다.

즉, 클라우드 경제학(사용량 기반의 과금)을 이용하면서 호스팅처럼 사용자 입맛에 맞는 환경을 구현하여 클라우드 도입에 대한 진입장벽을 낮출 수 있는 것이다. 최근 VM웨어에서 이러한 고객의 니즈를 충족시키는 하나의 패키지 및 서비스를 출시하는 등의 동향에서 볼 수 있듯이 하이브리드 클라우드 연계가 하나의 주요 트렌드이며, 이를 가능하게 해주는 비법 중 하나가 베어메탈이다.

클라우드의 진입 장벽을 낮춰주는 하나의 재료
베어메탈은 클라우드에서 제공하는 하나의 오퍼링으로 클라우드 상에서의 성능, 보안 그리고 기존 시스템과의 호환성 등 많은 제약 사항을 극복할 수 있는 훌륭한 클라우드 조력자(Enabler)가 될 수 있다. 베어메탈 서비스를 제공하는 클라우드 사업자로는 IBM, 오라클, 랙스페이스 등이 있으며, 최근VM월드 2017에서 공식 런칭된 VM웨어 on AWS 오퍼링도 베어메탈을 활용하고 있다. 각 벤더별로도 베어메탈 구성 및 서비스 오퍼링이 차이가 있기 때문에 각 사업자의 베어메탈 서비스가 제시하는 사양을 상세히 확인해볼 필요가 있다.



IBM 클라우드의 컴퓨트 옵션. IBM 클라우드는 베어메탈 서버 구성에 대한 폭넓은 옵션을 제공하고 있다. 싱글, 듀얼, 쿼드 코어의 CPU, 최대 3TB 메모리, 디스크(SATA/SAS/SSD)에 대한 레이드(RAID) 구성 그리고 10Gbps 업링크(Uplink)를 사용자가 니즈에 맞게 주문할 수 있다. 또 엔비디아 테슬라 P100을 포함한 다양한 GPU 및 NVMe(Non-Volatile Memory Express) 디바이스를 추가할 수 있으며, VM웨어/하이퍼-V/시트릭스 젠 등의 하이퍼바이저를 설치해 클라우드 상에서 단독(Single-tenant) 프라이빗 환경을 자체적으로 구성할 수도 있다.

* 김민석은 한국IBM 클라우드 솔루션 아키텍트다. ciokr@idg.co.kr 

2017.08.31

IBM 기고 | 클라우드를 좀 더 쉽게, 베어메탈(Bare Metal)

김민석 | CIO KR
- 한국IBM이 작성한 본 기고문은 벤더의 시각과 주장, 솔루션에 대한 직접적인 내용을 담고 있다.

‘클라우드 컴퓨팅’ 도입을 고려하고 있는 사용자들은 일반적으로 클라우드가 가상화 환경(Virtualization)이라는 가정을 하고 접근하게 된다. 클라우드가 기존 가상화된 자원 풀(Resource pool)에 온디멘드 셀프 서비스(On-demand self-service)가 가능한 자동화 기능이 추가되면서 발전해왔기 때문에 ‘클라우드는 곧 가상화 환경’ 이라는 가정이 당연할 수 있다.

하지만 대표적인 오픈 클라우드 컴퓨팅 프로젝트인 오픈스택(OpenStack) 및 일부 글로벌 클라우드 사업자들은 이러한 가상화 환경 뿐 아니라 ‘베어메탈(Bare Metal)’ 이라고 불리는 물리 호스트 또한 제공하고 있다.

본 기고문에서는 ‘베어메탈’ 이 무엇인지를 설명하고 IBM 클라우드가 제공하는 다양한 베어메탈 서버 구성 옵션을 소개하고자 한다. 이와 더불어, 베어메탈이 어떻게 활용되는지, 이를 통해 사용자들은 어떤 효과를 얻을 수 있는지 알아본다.

클라우드 = 가상화?
베어메탈이라는 용어를 직역해 보자면 가공되지 않은 서버 정도로 해석해볼 수 있다. 용어 자체에서 유추해볼 수 있듯이 베어메탈이란 가상화가 되지 않은 물리 서버를 지칭한다. 통상적인 퍼블릭 IaaS(Infrastructure as a Service) 모델에서 제공하는 가상 서버(Virtual Machine)가 물리 호스트의 자원의 일부를 사용하는 공유 자원인 반면 베어메탈은 아래 그림에서 명시되어 있듯이 별도의 가상화 영역인 하이퍼바이저(Hypervisor)가 없는 온전한 물리 서버를 이용할 수 있는 옵션을 제공한다.

가상 서버와 베어메탈

혹자는 베어메탈을 클라우드가 아닌 호스팅이라고 반문할 수도 있겠지만, 물리적인 서버를 직접 구매하여 설치하는 것이 아니라 사업자가 구성한 표준 아키텍처의 하드웨어를 가상 서버와 동일한 서비스 형태로 제공받는 점에서 엄연한 클라우드라고 이야기할 수 있다.

잠시 기본으로 돌아가서 NIST(National Institute of Standards and Technology, 미국표준기술연구소) 에서 정의한 클라우드 컴퓨팅의 특징 요소를 살펴보자. NIST에서는 클라우드 컴퓨팅을 다음의 5가지 특징으로 정의하고 있다.

▲온디멘드 셀프서비스(On-demand self-service), ▲네트워크에 의한 접근(Broad network access), ▲리소스 풀링(Resource pooling), ▲민첩한 확장성(Rapid elasticity), ▲측정되는 서비스(Measured service).

베어메탈 역시 언제든지 웹 콘솔을 통해 주문을 진행할 수 있으며 서버 구성 및 운영체제 설치가 완료되면 사용자는 네트워크를 통해 접근할 수 있다. 사용량에 따라 과금되기 때문에 언제든지 자원의 추가 및 삭제가 가능 하지만 서버가 프로비저닝(Provisioning) 되기까지의 시간이 가상 서버 대비 더 오래 걸린다. (전통적인 IDC 환경에서 서버 발주 및 설치까지 주 단위의 시간이 걸렸던 것을 감안하면 충분히 ‘유연하다’고 생각할 수 있겠다.)

베어메탈 서버가 통하는 이유
그렇다면 과연 베어메탈 서버가 클라우드 시장에서 하나의 ‘오퍼링’으로 자리 잡은 이유는 무엇일까? 사용량에 따라 자원이 자동으로 유연하게 수평 확장하는 ‘오토 스케일(Auto-scale)’이 클라우드를 대변하는 상징적인 기능일 정도로 유연성과 확장성이 중시되는 환경에서 이율 배반적인 ‘베어메탈’은 과연 시장성이 있는 것일까?

시장 조사 기관인 마켓샌드마켓 애널리시스(MarketsandMarkets Analysis)에 따르면 베어메탈 서버의 시장 규모는 2016년에 약 8.7억 달러였지만, 2021년에는 약 47억 달러까지 성장할 전망이다. 이렇듯 베어메탈 서버에 대한 수요는 존재하며 이는 지속적으로 증가할 것으로 예측되는 것이다. 이러한 베어메탈 서버의 성장을 견인하는 수요 즉 시장의 니즈는 다음과 같다.

1. 층간 소음 (Noisy neighbor) 이 없는 환경
사용자들이 클라우드 상에서 베어메탈 도입을 고려하는 1순위이자 해당 서비스를 제공하는 클라우드 사업자에서 가장 많이 홍보하는 것이 ‘성능’이다. 실제로 클라우드를 도입해서 운영하다 보면 디스크 IO(Input/Output)가 부족해서DB 응답이 느려지는 Slow Query 등과 같은 성능 이슈가 발생하는 것을 확인할 수 있다. 이는 하나의 호스트를 여러 계정이 공유해서 사용하면서 순간적으로 발생하는 자원 간섭 현상에 따른 영향이다. 타 계정의 여러 워크로드가 하나의 호스트를 공유하는 멀티 테넌트(Multi-tenant) 환경에서는 일정한 성능을 기대하기는 어려운 것이 기존 클라우드가 가지는 단점 중 하나였다.

이러한 간섭 현상을 극복 및 방지하기 위한 가장 직관적인 해답이 베어메탈 서버다. RDBMS, NoSQL, NewSQL를 아우르는 데이터베이스 워크로드는 빠른 데이터 가공 및 응답이 중요하기 때문에 특히 베어메탈 서버를 통해 비용효과를 극대화 할 수 있다. NewSQL DB중 하나인 VaultDB 에서 수행한 벤치마킹 결과에 따르면 베어메탈로 구성한 클러스터가 가장 우수한 성능을 보여주었으며 비용적인 측면에서도 가장 우수한 효과를 얻을 수 있었다.

VaultDB 에서 수행한 벤치마킹 결과


2. 서버를 통제한다
멀티 테넌트 가상화 환경의 클라우드에서 사용자는 자신이 주문한 가상 서버로의 접근만 가능하다. 일부 사업자에서 제공하는 전용 호스트 기반의 프라이빗 가상 서버를 이용한다고 하더라도 호스트로의 접근은 허용하지 않는다. 기본적으로 하드웨어와 하이퍼바이저는 사업자 관리 영역이기 때문에 사용자에게 통제권을 부여하지 않는다.

하지만 베어메탈에서는 예외다. 사용자는 특정 물리 호스트 전체를 임대해서 쓰는 서비스이기 때문에 가상 서버 대비 보다 강화된 통제 권한을 가질 수 있다. [그림.3]을 비교해보면 가상 서버 대비 베어메탈 서버에서 가질 수 있는 통제권의 차이를 확인할 수 있다. 즉 서버 자체를 할당 받는 만큼 사용자는 IPMI(Intelligent Platform Management Interface)를 통해 자신의 서버 상태를 파악하고 제어할 수 있으며, BIOS 설정 변경을 통해 보다 워크로드에 최적화된 환경으로 서버를 튜닝할 수 있다. 또한 클라우드에서 제공하지 않는 이미지를 IPMI 혹은 PXE (Preboot Execution Environment) 설정을 통해 설치할 수 있는 BYOI(Bring Your Own Image) 옵션도 가능하다. 이처럼 클라우드를 도입하면서도 기존 IDC 환경에 준하는 통제권을 유지하고 싶은 사용자면 베어메탈이 좋은 대안이 될 수 있다.


IDC, 버추얼 서버 그리고 베어메탈에서의 통제권


3. 온 프레미스(On-premise)와 오프 프레미스(Off-premise)의 연결 고리
현재 많은 기업들이 클라우드를 하이브리드 형태로 운영하거나 도입 예정인 것으로 조사된다. 신규 혹은 추가 시스템을 설비투자(Capex) 대신 운영비용(Opex)로 전환하여 기업 자본의 유동성을 확보하기 위함이거나 IDC가 없는 해외 지점으로의 시스템 확장 등 클라우드 모델이 고려되는 배경에는 다양한 이유가 있겠지만 기존 시스템과의 연계가 필수로 필요하기 때문에 하이브리드 형태의 클라우드 모델이 우선적으로 검토되고 있다.

클라우드로의 시스템을 확장 혹은 마이그레이션을 가장 안전하고 손쉽게 그리고 확실하게 할 수 있는 방법이 기존 환경과 최대한 유사하게 구성하는 것이며 베어메탈은 이를 위한 하나의 훌륭한 재료가 될 수 있다. 클라우드 사업자가 제공하는 가상 서버를 포함한 환경은 일종의 블랙박스이기 때문에 사전에 기존 시스템과의 연계를 위한 충분한 검증이 필요하며 나아가서는 기존 워크로드/애플리케이션을 수정하거나 변경해야 하는 추가 공수가 발생하게 된다.

하지만 베어메탈을 활용하게 되면 이러한 종속성으로부터 자유로울 수 있고, 더 나아가서는 현재 온 프레미스에서 사용중인 가상화 환경과 동일한 SDE(Software Defined Environment)을 구현해 벤더 종속성을 탈피하고 클라우드와의 상호운영성(Interoperability)를 확보할 수 있다.

즉, 클라우드 경제학(사용량 기반의 과금)을 이용하면서 호스팅처럼 사용자 입맛에 맞는 환경을 구현하여 클라우드 도입에 대한 진입장벽을 낮출 수 있는 것이다. 최근 VM웨어에서 이러한 고객의 니즈를 충족시키는 하나의 패키지 및 서비스를 출시하는 등의 동향에서 볼 수 있듯이 하이브리드 클라우드 연계가 하나의 주요 트렌드이며, 이를 가능하게 해주는 비법 중 하나가 베어메탈이다.

클라우드의 진입 장벽을 낮춰주는 하나의 재료
베어메탈은 클라우드에서 제공하는 하나의 오퍼링으로 클라우드 상에서의 성능, 보안 그리고 기존 시스템과의 호환성 등 많은 제약 사항을 극복할 수 있는 훌륭한 클라우드 조력자(Enabler)가 될 수 있다. 베어메탈 서비스를 제공하는 클라우드 사업자로는 IBM, 오라클, 랙스페이스 등이 있으며, 최근VM월드 2017에서 공식 런칭된 VM웨어 on AWS 오퍼링도 베어메탈을 활용하고 있다. 각 벤더별로도 베어메탈 구성 및 서비스 오퍼링이 차이가 있기 때문에 각 사업자의 베어메탈 서비스가 제시하는 사양을 상세히 확인해볼 필요가 있다.



IBM 클라우드의 컴퓨트 옵션. IBM 클라우드는 베어메탈 서버 구성에 대한 폭넓은 옵션을 제공하고 있다. 싱글, 듀얼, 쿼드 코어의 CPU, 최대 3TB 메모리, 디스크(SATA/SAS/SSD)에 대한 레이드(RAID) 구성 그리고 10Gbps 업링크(Uplink)를 사용자가 니즈에 맞게 주문할 수 있다. 또 엔비디아 테슬라 P100을 포함한 다양한 GPU 및 NVMe(Non-Volatile Memory Express) 디바이스를 추가할 수 있으며, VM웨어/하이퍼-V/시트릭스 젠 등의 하이퍼바이저를 설치해 클라우드 상에서 단독(Single-tenant) 프라이빗 환경을 자체적으로 구성할 수도 있다.

* 김민석은 한국IBM 클라우드 솔루션 아키텍트다. ciokr@idg.co.kr 

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