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시끄럽고 추운 공간··· 데이터센터의 어제와 오늘, 그리고 내일

2022.08.29 Jeff Rochlin  |  Network World
데이터센터란, 애플리케이션을 실행하기 위한 컴퓨팅 파워, 데이터 처리를 위한 스토리지 역량, 직원과 각종 리소스를 연결해주기 위한 네트워킹 기능을 제공하는 물리적인 시설을 통칭하는 용어다. 전문가들은 온프레미스 데이터센터가 클라우드 기반 대안으로 대체될 것으로 전망하면서도, 사라지지는 않을 것으로 관측하고 있다. 기업 자체의 설비에서, 즉 온프레미스로 구동해야 하는 애플리케이션이 있을 것이라고 현실 때문이다. 실제로 데이터센터는 지속적으로 진화하고 있다.

진화의 방향 중 하나는 ‘분산’이다. IoT 데이터를 처리하기 위해 엣지 데이터센터가 생겨나고 있다. 또 효율적운영을 위해 가상화와 컨테이너 등의 기술을 통해 현대화되고 있다. 이 밖에 온프레미스 데이터센터는 클라우드 리소스와 통합됨으로써 하이브리드 모델을 갖춰가고 있기도 하다. 

데이터센터는 과거 막대한 간, 리소스, 인력을 감당할 수 있는 대규모 조직만 사용할 수 있었지만 오늘날의 데이터센터는 코로케이션(Colocation), 호스팅, 클라우드, 엣지 등 다양한 형태로 제공된다.  이 모든 시나리오에서 데이터센터는 애플리케이션 서버와 스토리지 장치를 안전하게 보관하기 위한 잠겨 있는, 그러면서도 시끄럽고 쌀쌀한 공간이다.
 
Image Credit : Getty Images Bank

데이터센터의 구성요소는 무엇인가?
모든 데이터센터는 유사한 기본 인프라를 공유한다. 기본적인 구성요소에는 다음이 포함된다.

전력: 데이터센터는 장비를 운용하기 위해 깨끗하고 신뢰할 수 있는 전력을 제공받아야 한다. 데이터센터는 높은 가용성을 위해 여러 개의 전력 회로가 있으며 UPS(Uninterrupted Power Supplies) 배터리와 디젤 발전기를 갖춘 경우도 흔하다.

냉각: 전자장비는 열을 발생시키며, 열을 방치할 경우 장비를 손상시킬 수 있다. 데이터센터는 열을 배출하면서 장비 과열을 방지하기 위해 차가운 공기 속에서 동작하도록 설계되어 있다. 데이터센터의 폐열을 활용하거나, 좀더 환경 친화적으로 냉각하려는 시도가 꾸준히 발전하고 있다.

네트워크: 데이터센터 안에서는 장치들이 서로 연결되어 있어 서로 통신할 수 있다. 그리고 네트워크 서비스 제공자는 외부 세계에 대한 연결성을 제공한다. 이를 통해 어느 곳에서나 기업용 애플리케이션에 접근할 수 있도록 허용하며, 때로는 외부 클라우드 서비스와 연결되기도 한다.

보안: 전용 데이터센터는 강력한 물리적 보안 계층을 제공한다. 전용 데이터센터에서 장비는 잠겨 있는 문 뒤에 안전하게 보관되며, 승인된 직원만 장비에 접근할 수 있다. 

데이터센터의 유형
온프레미스: 전통적인 데이터센터 유형이다. 조직의 부동산 자산 위에 구축되고 필요한 모든 인프라를 갖추고 있다. 온프레미스 데이터센터는 비싼 부동산과 리소스 투자가 필요하지만 보안, 준법감시 등을 이유로 클라우드로 이동할 수 없는 애플리케이션에 적합하다.

코로케이션: 코로케이션 유형은 물리적으로 제3자가 소유한 데이터센터다. 시설 내의 물리적 공간, 소비하는 전력, 네트워크 연결성에 대해 비용을 지불한다. 물리적 보안은 잠겨 있는 데이터센터 랙 또는 철창 영역을 통해 제공된다. 시설 접근을 위해서는 자격 증명 및 생체인식을 통한 인증이 필요하다. 코로케이션 모델에는 2가지 옵션이 있다. 리소스의 완전한 통제를 유지하거나 제3자 제공업체가 물리적 서버와 스토리지 장치를 담당하는 호스팅 옵션을 선택할 수 있다.

IaaS: AWS, 구글 클라우드 서비스, 마이크로소프트 애저 등의 클라우드 제공 기업은 인프라 자체를 서비스 형태(IaaS)로 제공한다. 가상 인터페이스 구축 및 관리를 위해 엡 기반 사용자 환경을 통한 공유 서버 및 스토리지 부분에 대한 고객 원격 액세스를 허용한다. 클라우드 서비스는 리소스 소비량을 기준으로 비용을 지불하며, 인프라를 동적으로 확장 또는 축소할 수 있다. 서비스 제공자가 모든 장비, 보안, 전력, 냉각을 관리하며, 고객은 절대로 물리적으로 접근할 수 없다. 

하이브리드: 하이브리드 모델에서는 리소스를 여러 위치에 보관하고 같은 장소에 있는 것처럼 상호작용할 수 있다. 사이트들 사이의 고속 네트워크 연결은 더 빠른 데이터 이동을 용이하게 한다. 하이브리드 구성은 지연 속도 또는 보안에 민감한 애플리케이션을 집에 가깝게 유지하면서 인프라의 외연으로써 클라우드 기반 리소스에 액세스하는 데 좋다. 또한 하이브리드 모델을 통해 임시 장비의 신속한 배치 및 해체가 가능하여 비즈니스 첨두 부하를 지원하기 위해 구매 시 오버 프로비저닝이 필요 없다.

엣지(Edge): 엣지 데이터센터는 일반적으로 성능 요구 때문에 지연 속도에 민감한 데이터의 사본을 보관하는 캐시 처리된 스토리지 장치 등 최종 사용자에게 가까워야 하는 장비를 보관한다. 백업 시스템을 엣지 데이터센터에 배치하여 역외 스토리지 시설로 전송 시 백업 미디어(테이프 등)를 제거 및 교체하기 위해 운영자에게 더 나은 액세스를 제공하는 것이 일반적이다.

데이터센터 티어 4가지
데이터센터는 1역년(calendar year) 동안 잠재적인 서비스 중단 위험을 처리하는 SLA를 중심으로 구축된다. 다운타임을 줄이기 위해 데이터센터는 추가적인 중복 리소스를 배치하여 더 나은 신뢰성을 확보한다(예를 들어, 시설에 2개가 아닌 4개의 지리적으로 다양한 전력 회로가 있을 수 있다). 업타임은 백분율로 표시되며, 99.99%처럼 업타임 백분율을 9의 자릿수로 표시하는 경우가 많다.

데이터센터는 4개의 티어로 측정된다.

• 티어 1: 1역년 동안 잠재적인 서비스 중단이 29시간 이하(99.671% 업타임).
• 티어 2: 22시간 이하(99.741%).
• 티어 3: 1.6시간 이하(99.982%).
• 티어 4: 26.3분 이하(99.995%).

여기에서 알 수 있듯이 티어 1과 4 분류 사이에는 큰 차이가 있으며, 티어들 사이에 극적인 비용 차이가 있을 수 있다.

HCI(Hyper-Converged Infrastructure)란?
전통적인 데이터센터는 특정 애플리케이션을 지원하기 위해 컴퓨팅, 스토리지, 네트워크 리소스가 블록 단위로 할당되어 있는 3-티어(Tier) 인프라를 기반으로 구축된다. HCI에서 3개의 티어가 노드(Node)라는 하나의 요소로 결합된다. 다수의 노드로 클러스터를 구성하여 소프트웨어 계층을 통해 관리할 수 있는 리소스 풀을 구성할 수 있다.

HCI의 매력 중 하나는 스토리지, 컴퓨팅, 네트워킹을 하나의 시스템으로 결합하여 복잡성을 줄이고 데이터센터, 원격 지사, 엣지 위치에서의 배치를 간소화하는 것이다.

데이터센터 현대화?
역사적으로 데이터센터는 특정 애플리케이션을 제공하는 특수한 장비 집합으로 간주됐다. 각 애플리케이션이 더 많은 리소스를 필요로 하게 되면서 장비가 조달되고 이를 배치하기 위한 다운타임이 필요하게 되었으며 물리적 공간, 전력, 냉각 사용량이 증가했다.

가상화 기술의 개발 및 고도화되면 이러한 시각이 변화했다. 지금은 데이터센터를 전체적으로 논리적으로 분할하고 (추가적으로) 여러 애플리케이션을 제공하기 위해 더욱 효율적으로 사용해야 하는 리소스 풀로 보고 있다. 클라우드 서비스와 마찬가지로 서버, 스토리지, 네트워크가 포함된 애플리케이션 인프라는 단일 창에서 상황에 따라 구성할 수 있다. 더욱 효율적인 하드웨어 사용을 통해 더 효율적인 그린 데이터센터가 가능하여 추가적인 냉각 및 전력의 필요성이 감소한다.

데이터센터에서 AI의 역할은?
AI를 통해 알고리즘이 전통적인 DCIM(Data-center Infrastructure Manager) 역할을 하며 전력 분배, 냉각 효율성, 서버 작업 부하, 사이버 위협을 실시간으로 감시하며 자동으로 효율성을 조절한다. AI는 작업 부하를 충분히 이용하지 않는 리소스로 이동하고 잠재적인 구성요소 장애를 감지하며 풀 안의 리소스의 균형을 잡을 수 있다. 이 모든 것을 인간 상호작용 없이 수행한다.

데이터센터의 미래
데이터센터는 쓸모가 많다. 대규모 상업 부동산 투자 및 서비스 기업 CBRE는 북미 데이터센터 시장이 2021년에 17%나 성장했고, 그 이유는 주로 AWS와 애저 및 소셜 미디어 대기업 메타(Meta) 때문이었다고 밝혔다.

기업들은 매일 비즈니스 프로세스 데이터, 고객 데이터, IoT 데이터, OT 데이터, 환자 모니터링 장치 등의 데이터 등 더 많은 데이터를 생성하고 있다. 그리고 그들은 엣지, 온프레미스, 클라우드, 하이브리드 모델 등에서 해당 데이터를 분석하려 하고 있다. 기업들이 새로운 중앙 관리 데이터센터를 물리적으로 구축하지 않을 수 있지만 기존의 데이터센터 시설을 현대화하고 데이터센터를 엣지 위치로 확장하고 있다.

앞으로 자율주행 자동차 기술, 블록체인, 가상 현실, 메타버스의 수요로 인해 데이터센터 성장 속도가 가속화될 것으로 관측된다. ciokr@idg.co.kr
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