스토리지

네트워크 연결 스토리지란 무엇일까요?

NAS(네트워크 연결 스토리지)는 전용 디스크가 있는 하나 이상의 서버가 데이터를 저장하고 이를 네트워크에 연결된 여러 클라이언트와 공유하는 파일 레벨 스토리지 아키텍처입니다. NAS는 SAN(Storage Area Network; 스토리지 영역 네트워크)DAS(Direct-Attached Storage; 직접 연결 스토리지)와 함께 3개의 주요 스토리지 아키텍처 중 하나이며, 기본적으로 네트워크와 연결되어 있고 전체 네트워크 스토리지를 전적으로 지원하는 유일한 스토리지입니다.

이해를 돕기 위해 NAS를 PC의 하드 드라이브, 외장 드라이브, CD 또는 USB 플래시 드라이브 등의 친숙한 스토리지 볼륨과 비교해 볼 수 있습니다. NAS 아키텍처에서도 스토리지 볼륨과 유사하게 파일 기반 데이터를 저장하고 공유할 수 있습니다. 그러나 하드 드라이브, 외장 드라이브, CD 또는 플래시 드라이브는 한 번에 1개의 기기에만 연결할 수 있는 반면 NAS는 네트워크 방식이라 여러 기기를 동시에 지원합니다.

NAS 장치는 데이터를 파일로 처리하도록 설계되어 있습니다. 기술적으로는 일반 서버 태스크도 완료할 수 있지만 NAS 장치는 데이터를 보호하고 사용 권한을 처리하는 소프트웨어를 실행합니다. 따라서 NAS 장치는 완전한 기능을 갖춘 운영 체제가 필요하지 않습니다. 대부분의 NAS 장치에는 데이터를 저장하고 표시할 수 있도록 정교하게 조정된 경량의 운영 체제가 내장되어 있습니다.

이러한 파일을 표시하기 위해 NAS 장치는 Linux®, UNIX, Microsoft Windows, Apple 기기와 통신하는 데 사용되는 NFS(Network File System), SMB(Server Message Block), CIFS(Common Internet File System), AFP(Apple Filing Protocol)와 같은 표준 파일 기반 프로토콜을 사용합니다.

NAS의 주요 이점은 다음과 같습니다.

  • 용량 확장: NAS에 스토리지 용량을 추가하는 것은 하드 디스크를 추가하는 것만큼이나 쉽습니다. 기존 서버를 업그레이드하거나 교체할 필요가 없으며 네트워크를 종료하지 않고도 새로운 스토리지를 사용할 수 있습니다.
  • 성능: NAS가 파일 처리를 전담하므로 다른 네트워크 연결 장치에서 파일을 처리할 필요가 없습니다. 또한 NAS는 빅데이터 또는 멀티미디어 스토리지 등 특정 용도에 맞춰 조정되므로 고객에게 더 우수한 성능을 제공할 수 있습니다.
  • 간편한 설정: NAS 아키텍처는 일반적으로 간소화된 스크립트나 간소화된 운영 체제를 통해 사전 설치된 어플라이언스와 함께 제공되기 때문에 시스템을 설정 및 관리에 소요되는 시간이 크게 단축됩니다.
  • 액세스 가능성: 모든 네트워크 연결 장치는 NAS에 액세스할 수 있습니다.
  • 내결함성: 복제된 디스크, RAID(Redundant Array of Independent Disk) 또는 이레이저 코딩을 지원하도록 NAS를 포맷하여 데이터 무결성을 보장할 수 있습니다.

네트워크 연결 스토리지는 어떻게 작동될까요?

간단히 말해서, NAS는 네트워크상의 기기간에 저장된 데이터를 보다 쉽게 액세스할 수 있게 하는 접근 방식입니다. 전용 하드웨어에 특수 소프트웨어를 설치하면 기업은 단일 지점 액세스 공유와 함께 보안, 관리, 내결함 기능을 활용할 수 있습니다. 블록 또는 오브젝트 스토리지와 비교했을 때, NAS는 가장 쉽게 탐색할 수 있는 포맷인 파일 기반 프로토콜을 사용하여 다른 기기와 통신합니다.

하드웨어

NAS 하드웨어는 NAS 박스, NAS 장치, NAS 서버 또는 NAS 헤드라고도 합니다. 서버 자체는 기본적으로 다른 모든 서버와 유사하게 스토리지 디스크 또는 드라이브, 프로세서, RAM(Random Access Memory)으로 설정됩니다. 더 많은 RAM을 추가하여 NAS 장치를 설정할 수 있으며, 특정 요구 사항을 충족시키기 위해 드라이브 유형과 용량을 유사하게 설정할 수 있습니다. 그러나 NAS와 범용 서버 스토리지의 가장 큰 차이점은 소프트웨어에 있습니다.

소프트웨어

NAS 박스에는 기본 운영 체제에 배포되는 소프트웨어가 일반적으로 하드웨어에 내장되어 있습니다. 전체 기능을 갖춘 운영 체제를 사용하여 매초마다 수백 또는 수천 개의 소규모 요청을 송수신하는 범용 서버와는 달리 NAS 운영 체제는 데이터 저장과 파일 공유라는 두 가지 사항만 관리합니다.

프로토콜

NAS 박스는 기기 간 데이터 전송을 위한 표준 방식인 데이터 전송 프로토콜을 통해 포맷됩니다. 모든 기기를 연결하고 요청을 라우팅하는 중앙 서버 역할을 하는 네트워크 스위치를 통해 클라이언트가 이 프로토콜에 액세스할 수 있습니다. 데이터 전송 프로토콜을 사용하면 기본적으로 다른 컴퓨터에 있는 파일을 자신이 소유한 파일처럼 액세스할 수 있습니다.

네트워크는 여러 데이터 전송 프로토콜을 실행할 수 있지만 대부분의 네트워크에는 기본적으로 IP(인터넷 프로토콜)와 TCP(전송 제어 프로토콜)의 2가지 프로토콜이 필요합니다. TCP는 데이터가 IP를 통해 전송되기 전에 데이터를 패킷으로 결합합니다. TCP 패킷은 압축된 zip 파일, IP는 이메일 주소라고 생각할 수 있습니다. 예를 들어, 소셜 미디어를 사용하지 않고 개인 클라우드에 액세스할 수 없는 사람에게 휴가 사진을 보내려면 이메일을 이용해야 할 것입니다. 이때 사진을 하나씩 보내는 것이 아니라 zip 파일로 묶어서 한 번에 몇 장씩 보낼 수 있습니다. 이와 비슷한 방식으로 TCP는 IP를 통해 네트워크 전체에 파일을 전송하기 전에 파일을 패킷으로 결합합니다.

프로토콜을 통해 전송되는 파일은 다음과 같은 형식으로 포맷될 수 있습니다.

  • NFS (네트워크 파일 시스템): 이 프로토콜은 일반적으로 Linux 및 UNIX 시스템에서 사용됩니다. NFS는 벤더에 국한되지 않는 프로토콜로서 모든 하드웨어, 운영 체제 또는 네트워크 아키텍처에서 작동됩니다.
  • SMB (서버 메시지 블록): SMB를 사용하는 대부분의 시스템은 Microsoft Windows ('Microsoft Windows Network'로 알려져 있음)를 실행합니다. SMB는 CIFS(Common Internet File Sharing) 프로토콜을 통해 개발되어 CIFS/SMB 프로토콜이라고도 합니다.
  • AFP (애플 파일링 프로토콜): macOS를 실행하는 Apple 기기를 위한 독점적 프로토콜입니다.

네트워크 연결 스토리지의 간략한 역사

1980년대에 영국의 컴퓨터 과학자인 Brian Randell이 기능적으로 구별이 불가능한 여러 UNIX 시스템을 연결하는 소프트웨어를 개발했습니다. Newcastle Connection으로 많이 알려진 소프트웨어의 등장으로 NFS와 같은 데이터 전송 프로토콜이 개발되었고 기업은 이를 사용하여 중앙 위치에 데이터를 저장하기 시작했습니다.

네트워크가 발전하면서 클라이언트가 손쉽게 파일을 사용하고 공유할 수 있는 프로토콜이 더 많이 개발되었고, 얼마 지나지 않아 특정 스토리지 상황을 처리할 수 있는 솔루션이 개발되면서 NAS의 발전은 더욱 가속화되었습니다. 지금도 기반 기술은 계속 발전하고 있습니다. 이제 NAS는 한때 자기 회전 디스크의 영역이었던 고속 솔리드 스테이트 드라이브를 통합하며 솔리드 스테이트 드라이브의 비휘발성 메모리는 자주 액세스하는 데이터의 성능을 가속화합니다. 멀티코어 프로세서의 속도가 빨라지고 보다 경제적인 RAM이 등장하면서 NAS는 성능과 규모 면에서 향상되고 있습니다.

NAS 소프트웨어는 엔터프라이즈 표준 스토리지 솔루션으로 빠르게 자리 잡았으며, 신생 기업은 네트워크로 연결된 데이터를 저장하고 구성하며 액세스하는 방식을 최적화하기 시작했습니다. 이들 신생 기업 중 한 곳은 분석 및 가상화 등의 고성능 태스크뿐 아니라 백업 및 아카이브와 같은 대용량 태스크를 위한 NAS 파일 클러스터링에서 두각을 나타내다가 Red Hat® Gluster Storage로 성장했습니다.


그렇다면 NAS가 클라우드일까요?

그렇지 않습니다. NAS 자체는 클라우드가 아닙니다. 클라우드는 관리 및 자동화 소프트웨어를 통해 오케스트레이션되는 가상 리소스(스토리지 등) 풀로서, 사용자는 자동 스케일링 및 동적 리소스 할당이 지원되는 셀프 서비스 포털을 통해 온디맨드로 클라우드에 액세스할 수 있습니다. NAS는 리소스 풀로 가상화되어야만 비로소 클라우드라 불리게 되며 이러한 풀은 관리 및 자동화 소프트웨어를 통해 오케스트레이션되어야만 클라우드 컴퓨팅으로 간주됩니다.

로컬 스토리지를 스펙트럼의 한쪽에 두고 클라우드 스토리지를 다른 쪽에 둔다면 NAS는 그 중간에 있는 것이라 할 수 있습니다. NAS는 몇 가지 로컬 스토리지 기능 (현장 연결, 유선 연결)과 일부 클라우드 스토리지 기능(셀프 서비스, 네트워크 연결 기반 액세스)은 제공하나, 측정된 서비스를 빠르게 확장하고 제공하는 데 필요한 관리 및 자동화 기능은 제공하지 않습니다. NAS는 클라우드가 아니지만 클라우드 컴퓨팅에서 기본적인 역할을 수행할 수 있습니다.


네트워크 연결 스토리지와 다른 스토리지 유형 비교

스토리지 영역 네트워크

스토리지 영역 네트워크는 블록 스토리지를 제공합니다. 블록 스토리지는 하드 디스크, 가상화 스토리지 노드 또는 클라우드 기반 스토리지 리소스 풀과 같은 스토리지 볼륨을 블록이라는 더 작은 볼륨으로 분할하며, 각 볼륨은 서로 다른 프로토콜로 포맷할 수 있습니다. 예를 들어, 한 개의 블록은 NFS용으로 포맷하고, 두 번째 블록은 AFP용으로 포맷하며, 세 번째 블록은 SMB용으로 포맷할 수 있습니다. 이는 사용자에게는 더 많은 유연성을 제공하지만 블록 스토리지가 임의의 분류를 사용하여 데이터를 함께 묶어주기 때문에 모든 것을 수동으로 탐색해야 합니다.

직접 연결 스토리지 (DAS)

직접 연결 스토리지는 단일 컴퓨터에 직접 연결되는 스토리지입니다. 네트워크로 연결되지 않으므로 다른 기기가 쉽게 액세스할 수 없습니다. DAS는 NAS의 이전 버전이지만, 모든 것을 관리하는 NAS와 달리 각 DAS 기기는 별도로 관리해야 합니다. DAS의 가장 일반적인 예는 단일 컴퓨터의 하드 드라이브입니다. 다른 컴퓨터가 해당 드라이브의 파일에 액세스하려면 원래 컴퓨터에서 물리적으로 분리한 후 새 컴퓨터에 연결하거나, 두 기기 간에 연결을 설정해야 합니다.

소프트웨어 정의 스토리지

SDS(소프트웨어 정의 스토리지)는 기본 하드웨어와 독립적으로 작동하는 스토리지 관리 소프트웨어입니다. NAS 박스에 SDS를 설치할 수 있으므로 하드웨어를 특정 워크로드에 맞출 수 있습니다. SDS를 설치하면 스토리지 하드웨어를 클러스터링할 수 있으므로 여러 서버가 특정 목적을 위해 단일 시스템으로 작동하게 할 수 있습니다. 예를 들어, 하나의 서버 클러스터는 사용자 디렉토리와 NFS/CIFS 폴더를 보관할 수 있도록 설정하고, 다른 서버 스토리지는 사진과 멀티미디어를 보관할 수 있도록 블록 스토리지용으로 설정할 수 있습니다. 일부 NAS/SDS 솔루션은 30분 이내에 페타바이트 이상의 데이터를 통합해서 제공할 수 도 있습니다.

스토리지 네트워크 설정에 필요한 모든 항목

백업 및 아카이브 등의 대용량 태스크와 분석 및 가상화 등의 고성능 태스크를 처리하는 소프트웨어 정의 파일 스토리지 플랫폼으로서 특히 컨테이너와 미디어 스트리밍과 원활하게 연동됩니다.

블록 및 파일 스토리지용 인터페이스를 제공하는 소프트웨어 정의 오브젝트 스토리지 플랫폼으로서 클라우드 인프라, 미디어 리포지토리, 백업 및 복원 시스템, 데이터 레이크를 지원하며 특히 Red Hat OpenStack® Platform과 원활하게 연동됩니다.

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