방송대 클라우드컴퓨팅 - 9강. 클라우드 컴퓨팅 기술 3

 

1. 스토리지 가상화

2. 클라우드 서비스 무정지 기술

[실습]

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1. 스토리지 가상화 (Storage Virtualization)

■ 정의

• 여러 물리적 스토리지 장치를 논리적으로 통합하여 하나의 가상 스토리지처럼 관리하는 기술
• 데이터 중복 저장 방지, 장애 복구 용이, 자원 효율성 극대화

■ 스토리지 시스템 요구사항

• 대용량/고속 처리, 데이터 공유 및 보안, 확장성·유연성
• 정형/비정형 데이터를 모두 효율적으로 관리할 수 있는 메커니즘 필요

 

(1) 스토리지 단위

단위	설명
파일(File)	데이터 스트림을 파일 단위로 저장, 폴더 구조로 구성 SMB, NFS 등 프로토콜 사용
블록(Block)	하드웨어에 가까운 최소 단위. 빠른 접근 속도. 별도의 전송 오버헤드 없음. 낮은 latency가 요구되는 DB에 주로 사용
데이터 세트(Data set)	테이블·레코드 등 구조화된 데이터 단위 관계형 또는 비관계형 DBMS에서 사용됨.
오브젝트(Object)	데이터 + 메타데이터를 하나의 객체로 저장 REST API 기반, 고유 ID 부여

 

 

(2) 스토리지 다중화 (RAID / NAS / SAN)

기술	설명
RAID (Redundant Array of Independent Disks)	다수의 디스크를 병렬적으로 구동하는 동시에 시스템의 신뢰성을 향상 시키는 기법 ▪  중복된 데이터의 분산 저장 ▪  디스크 장애 발생 시 손실된 데이터 복구가 가능 → 미러링: 쓰기 연산 발생 시 분산되어 있는 모든 물리 디스크에 기록 ▪ 읽기 요청이 다수의 디스크가 나누어 처리함으로써 읽기 속도를 향상 ▪ 병렬성 향상 - RAID 0: 스트라이핑(속도 향상) - RAID 1: 미러링(복제 통한 안정성 향상) - RAID 3(바이트),4(블록): 패리티 기반 스트라이핑(에러 검출용 패리티 디스크 유지) - RAID 5: 분산 패리티 저장으로 성능+신뢰성 균형
NAS (Network Attached Storage)	네트워크 스위치를 통해 접근하는 스토리지 중계역할을 하는 전용 파일 서버가 파일 일관성 유지 공유에는 용이하지만, I/O 지연 커서 DB용으로는 부적합함.
SAN (Storage Area Network)	파이버 채널 기반 고속 네트워크 서버–스토리지 간 빠른 데이터 전송 대규모 환경에 적합하지만 비용·관리 복잡도 높음

 

RAID 0 스트라이핑	RAID 1 미러링

RAID 3 바이트 단위	RAID 4 블록 단위

NAS(Network Attached Storage)	SAN(Storage Area Network)

 

(3) 스토리지 가상화 방식

• 물리적 스토리지 시스템과 서버 사이에 스토리지 가상화 소프트웨어 층을 추가
• 애플리케이션 구동 시 필요한 데이터의 위치에 대한 드라이브, 파티션, 스토리지 인식없이 사용이 가능
• 디바이스의 크기, 특징, 제조사 등 이기종 디바이스의 특징 고려 없이 단일 스토리지 계층으로 그룹화하여 운용하여 유연한 구조

방식	설명
디스크 컨트롤러 가상화	디스크 제어기를 논리적으로 분리해 여러 서버가 동시에 접근 가능하도록 구성
네트워크 기반 가상화	SAN 등 네트워크 상의 스토리지를 하나로 통합 관리 유휴 공간을 모아 스토리지 풀(Storage Pool) 구성
소프트웨어 정의 스토리지 (SDS)	하드웨어와 스토리지 소프트웨어를 분리 용량 확장과 업그레이드 용이 → 하드웨어 종속성 제거, 유연한 관리 가능

 

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2. 클라우드 서비스 무정지 기술 (Fault Tolerance & Availability)

(1) 개요

• 장애가 발생해도 서비스 중단 없이 자동 복구(Failover) 되도록 하는 기술
• 클라우드의 대규모 서버 환경에서 SPOF(단일 장애 지점) 방지 목적

 

(2) 주요 개념

개념	설명
SPOF (Single Point of Failure)	시스템 구성 중 한 부분의 장애로 전체 서비스 중단이 일어나는 지점
FT (Fault Tolerance)	장애 발생 시에도 시스템이 중단 없이 동작하도록 이중화 구성
Failover System	주 서버 장애 시 예비 시스템으로 자동 전환하는 장애 조치 시스템
VM 복제/이중화	물리 서버 장애 시 가상 서버(VM)가 다른 서버로 즉시 이전

 

(3) 장애 감시 및 복구 절차

 

① 장애 감시 → ② 장애 탐지 → ③ 복구 요청 → ④ 자동 복구 실행

• 하트비트(Heartbeat) 모니터링: 서버 생존 신호(Health Check)를 주기적으로 확인
• 클라우드 모니터: VM, 네트워크, 스토리지 등 리소스 상태를 감시하고 장애 시 자동 복구 요청

 

(4) 클라우드 모니터링 기능

기능	설명
관찰 및 감시	가상 서버, 네트워크, 스토리지의 상태 실시간 점검
장애 탐지	이벤트 발생 시 원인 분석 및 복구 요청
자동 대응	새로운 VM 생성 및 마이그레이션 수행
로그 관리	장애 로그 기록 및 전송
관리자 알림	SNMP 트랩 또는 이메일로 관리자에게 전달

 

 

(5) 에스컬레이션(Escalation) 단계

① 장애 후 로그 기록
② 콘솔 메시지 전송
③ 로그 파일 전송
④ 이메일/트랩 알림

→ 복구 실패 또는 심각한 장애 시 상위 CSP 관리자에게 단계적으로 보고

클라우드 무정지 기술은 Fault Tolerance + Failover + Monitoring 구조로
장애를 자동 감시하고, 서비스 중단 없이 복구하는 것이 핵심이다.
하트비트 기반 감시와 VM 이중화로 안정적인 서비스 운영을 보장한다.

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