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다스

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oshc12 (토론 | 기여)님의 2020년 8월 13일 (목) 15:25 판
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다스 방식

다스(DAS, Direct-Attached Storage)란 스토리지에서 사용하는 기술 중 하나로, 네트워크를 경유하지 않고 서버와 스토리지를 직접 연결하는 기술을 말한다. 직접 연결 저장다스 방식.png|썸네일|400 픽셀|다스 방식]] 다스(DAS, Direct-Attached Storage)란 스토리지에서 사용하는 기술 중 하나로, 네트워크를 경유하지 않고 서버와 스토리지를 직접 연결하는 기술을 말한다. 직접 연결 저장장치 라고도 말한다.

개요

다스는 저장매체인 스토리지에서 사용하는 기술 중 하나로 서버와 스토리지가 라우터,스위치,허브와 같은 네트워크 장비를 사용하지 않고 SCSI(Small Computer System Interface), 파이버 채널 등으로 직접연결되어, 각자의 파일시스템을 통해 데이터를 주고 받는 방식을 말한다. 호스트 버스 어댑터를 이용한 스카시 방식으로 연결되었지만, 오늘날에는 SAS나 파이버 채널을 통해 연결된다.쉽게 말한다면 단일디스크로 처리할 수 없는 용량을 저장하기 위해 여러 디스크를 묶어 컴퓨터 또는 서버에 외장 하드디스크 직접 연결해서 데이터를 송수신하는 형태가 된다. 컴퓨터와 인터넷이 전세계적으로 보급화 됨에따라, 인터넷에 존재하는 정보를 저장하기위해 스토리지라는 저장매체가 탄생하게 되었다. 초창기에는 서버에는 램과 하드디스크, 즉 주 기억장치(primary storage)와 보조 기억장치(secondary storage)가 구분되어 있지 않았다. 하지만 늘어나는 용량에 맞추다 보니 공간적인 한계에 봉착했고, 그 결과 구분된 스토리지 시스템을 가진 보조 기억장치가 탄생했다. 이는 직접 연결 스토리지 다스의 개념의 첫 사례가 되었다. 이와 같이 서버와 스토리지를 구분함으로써 업무 효율을 위해 보다 정교하고 복잡한 아키텍처를 구성할 수 있게 되었다.[1] 다스는 스토리지의 기술인 나스(NAS, Network Attached Storage), 샌(SAN, Storage Area Network)과 함께 주요기술로 사용된다. 다스는 컴퓨터 혹은 서버와 직접적으로 연결이 되기때문에 데이터의 입출력이 많은 대기업이나, 금융권보다는 소규모 회사나 개인사용자 용도로 많이 사용된다. 흔히 서버, 클라이언트 환경에서의 부족한 저장 공간을 가장 쉽게 확보하는 방법으로 서버 자체에 물리적으로 외부 저장 장치를 연결하여 사용한다. 직접연결을 했기때문에 데이터 입출력 속도가 매우빠르고 다수의 디스크가 여러개 존재하는 외장하드의 개념으로도 볼 수 있다. 저장공간이 부족하다면 디스크를 구입하여 저장공간을 늘릴수 있다. 샌방식과는 다르게 샌스위치가 없어 스토리지를 구축하고 유지보수하는데 가격이 매우 저렴하고 직접연결하기 때문에 보안측면에서도 우수하다. 하지만 연결할 수있는 포트의 개수가 제한적이다. 그리고 데이터의 증가에 따른 외부 저장 장치의 지속적인 추가는 서버의 효율성을 저하시킬수 있다. 또한 네트워크에 연결된 서버가 다운되는 경우에는 중지된 서버에 장착된 스토리지또한 사용할수 없다.[2]


종류

다스는 네트워크 장치가 없는 서버와 스토리지 간의 연결방식이다. 그렇기 때문에 호스트 버스 어댑터(HBA),IDE , SAT A, SAS, SCSI, 파이버 채널 등과 같은 다양한 인터페이스 기술을 사용하여 서버와 스토리지가 연결된다. 이러한 인터페이스는 다른 유형의 네트워크 스토리지에도 적용이 된다. 다스는 스토리지 디스크의 위치가 어느곳에 있는지 따라 내부다스, 외부다스 두 가지 유형으로 나뉘게 된다.

  • 내부 다스
    내부서버에 연결된 다스
내부 다스를 사용하면 스토리지 디스크가 호스팅 서버 내부에 직접 연결을 실행한다. 공통 인터페이스 연결은 호스트 버스 어댑터를 통해 이루어진다. 호스트 버스 어댑터의 주요 기능은 호스트 서버와 스토리지 장치 또는 스토리지 네트워크간에 고속 버스 연결 또는 통신 채널을 제공하는 것이다. 또한 호스트 버스 어댑터는 호스팅 CPU의 처리 코드를 완화하기 위해 많은 무거운 작업도 처리 할 수 ​​있다. 일반적으로 내부 다스는 시스템 부팅을 위해 하나 또는 두 개 이상의 디스크 드라이브를 사용한다. 이는 물리적인 공간을 제한하게 된다. 만약 추가적인 서버공간이나 응용프로그램 설치, 저장이 필요한 경우에는 더 큰 스토리지 용량을 추가하여 확장이 필요하고 호스트 서버 내의 물리적 공간을 사용할 수없는 경우 외부에서 디스크를 연결해야한다.
  • 외부 다스
    외부서버에 연결된 다스
외부 다스 배열의 경우 스토리지 디스크는 네트워크 장치없이 서버에 직접연결된다. 단 내부 방식과는 다르게 스토지가 여러개의 하드디스크를 가지고있다. 그리고 프로토콜이 다른 호스트 서버와 인터페이스를 하게된다. 스카시 및 파이버채널을 사용하고 내부 다스 방식에 비해 호스트 서버와 스토리지 디스크 사이의 물리적 공간 및 거리 문제를 극복할 수있다. 또한 스토리지 디스크는 둘 이상의 호스트 서버에서 공유가 가능하다. https://www.sciencedirect.com/topics/computer-science/direct-attached-storage

특징

다스 기술은 하드 디스크 드라이브 와 SSD 디스크를 사용하고 인터페이스 기술을 함께 사용하여 디스크 사용과 에너지 효율성을 받게된다. 다스 시스템 에너지 효율성을 위해 서버나 하드 디스크의 이중화, 에너지 절약 효과 기술을 사용하였다. 일반적인 전원 공급 장치 보다 안전성을 위해 더욱 효율적인 전원 공급 장치를 사용하고 특정 프로그램에 대해 대용량 하드 디스크 드라이브를 사용한다. 고성능 스토리지가 필요하지 않은 프로그램일 경우 일반적으로 더 큰 용량의 다스크를 사용하는것이 더 효율적이다. 사타 디스크 드라이브는 파이버채널 드라이브보다 테라 바이트 당 최대 절반이상의 전력효과가 있다. 또한 물리적인 공간 절약을 위해서 전력효율이 더높은 디스크를 사용하고 소프트웨어 적으로는 하드웨어 레이드 기술을 사용함으로 스토리지의 사용을 극대화 시킨다. 보통 데이터 보호를 고려하여 레이드 6 을 사용한다. 또한 EMC, CLARIX 같은 냉각 기능을 사용항 스토리지 프로세서 내의 공기 흐름과 온도를 지속적으로 모니터링하고 시스템의 활동에 따라 송풍기와 디스크의 팬 속도를 조정하여 시시각각으로 변화는 물리적 환경에 따라 지속적으로 적응여 최적의 성능과 에너지의 효율을 제공한다,











인터페이스

  • 호스트 버스 어댑터
    호스트 어댑터 카드
다스는 서버와 스토리지를 연결하기위해 호스트 버스 어댑터(HBA,Host Bus Adapter)를 장착하여 서버와 스토리지를 직접 연결한다. 호스트 버스 어댑터는 서버와 다른장비 사이의 통신을 위해서 장착하는 카드이고 호스트 어댑터 카드를 사용하는 이유는 서버와 모든 장치들 사이에 모두 같은 인터페이스를 갖추고 있지 않기때문이다. 서버와 각각 장치들을 만드는 제조사 마다 인터페이스가 다르기 때문에 서로 호환을 시켜주기 위해서 호스트 버스 어댑터가 필요하다. 즉 서버에서 각 장비들을 사용할 수 없는 상황에서 장비들을 원할하게 사용하기 위해서 각 장비들에 맞춘 호환 기능을 제공하는 것이다. 서버와 다른 장비들의 연결이 아니더라도 호스트 어댑터 카드가 쓰이는 경우가 있다. 운영체제에서 대형 하드디스크를 지원하지 않는 경우에 사용하는데, 하드디스크의 용량이 너무나도 빠르게 커지는 바람에 운영체제들이 하드디스크 용량을 모두 인식하지 못하는 경우가 있다. 이럴 때 운영체제가 하드디스크를 제대로 인식할 수 있도록 도와줄 수 있는 것도 호스트 어댑터 카드이다. 호스트 어댑터 카드를 구입할 때에는 서버에 맞는 제품인지를 확실하게 알아봐야 하고, 같은 회사의 제품이더라도 다른 서버를 지원하는 경우도 있기 때문에 철저히 확인하고 구매를 해야 서버와 다른장치간의 원활한 연결이 가능하다. [3]
  • 스카시
    스카시 인터페이스
스카시/스커지 (SCSI)는 주변기기를 컴퓨터에 연결할 때 직렬 방식으로 연결하기 위한 표준을 일컫는다. 다시 말해, 컴퓨터에서 주변기기를 연결하기 위한 직렬 표준 인터페이스로 입출력 버스(통신)를 접속하는 데에 필요한 기계적, 전기적인 요구 사항과 모든 주변 기기 장치를 중심으로 명령어 집합에 대한 규격을 말한다. 스카시는 IBM 호환기종을 제외한 애플, 썬 마이크로시스템즈 등에 널리 쓰이고 있으며 각각 연결할려는 컴퓨터나 하드디스크, 외부장치 기기의 번호만 각각 지정해 주면 자료 충돌 없이 주변 기기를 제어할 수 있다. 또한 스카시 어댑터를 통해 독립적으로 버스를 구성하기도 하지만 주변기기 자체가 사용하는 프로토콜이 조금이라도 다르면 사용할 수 없다. 스카시는 주변장치를 제어하는 기능이 호스트에 있는 것이 아니라 장치 자체에 스카시 컨트롤러가 들어 있어서 스카시를 사용하는 주변장치들은 모두 호스트 어댑터를 통해 직접 통신할 수 있다. 스카시가 발전된 것으로 스카시-2가 있는데 이는 초기 스카시 방식의 단점을 보완하고자 발표된 2차 표준안으로, 이 규격은 표준 디스크와 테이프 장치 이외에 광자기 디스크, 매체 교환 장치, 통신 장치 등에도 적용하였다. 비용이 비싼 것이 단점이라 일반 개인용 컴퓨터에는 잘 도입하지 않았으나, 최근에는 개인 용도로 이 방식을 많이 쓰고 있다.[4]
스카시 종류
종류 최고 버스 속도(MB/s) 버스 폭(bit) 최고 버스 길이(m) 최고 지원 드라이브 수
단일 LVD(최저전압) HVD(최고전압)
스카시-1 5 8 6 3 25 8
Fast 스카시 10 8 3 3 25 8
Fast Wide스카시 20 16 3 3 25 16
울트라 스카시 20 8 1.5 3 25 8
Wide 울트라 스카시 40 16 (3) 3 25 16
울트라 스카시3 160 16 4 12 5 16
[5]
  • 파이버채널
파이버채널(Fibre Channel)은 스토리지 네트워킹을 위한 직렬 인터페이스로 시작하여, 1998년 미국 표준 협회에서 정보 이동에 관련하여 몇가지를 표준화한 통신 프로토콜 및 규격이다. 파이버채널의 단어의 뜻을 분석해 보면 "섬유"란 뜻의 "Fibre"와 "통로" 란 뜻의 "Channel"이 합쳐진 말이다. 파이버 채널은 스카시와 IP 프로토콜을 사용하는 워크스테이션(Workstation), 메인프레임(Mainframe), 서버(Server), 데이터 스토리지(Data Storage) 등 그외의 장치들과의 실시간 통신을 위해 신뢰성과 기가비트 상호 통신 기술들을 보장하는 고속 네트워킹 인터페이스이다.[6] 오늘날 다스 기술에서 가장많이 사용한는 규격이며최대 128Gbps의 데이터 속도로 데이터 센터, 컴퓨터 서버와 통신하며 안정적이고 확장 가능한 고 처리량, 지연 프로토콜 및 인터페이스에 대한 요구를 충족함으로써 스카시 및 HIPPI (고성능 병렬 인터페이스) 의 단점을 극복하기 위해 개발되었습니다. 파이버 채널은 특히 서버를 공유 스토리지 장치에 연결하고 스토리지 컨트롤러 및 드라이브를 상호 연결하는 데 적합하다. 다스 방식 뿐 아니라 샌방식에서도 파이버 채널 인터페이스가 사용된다. 다중 모드 광섬유를 물리적 매체로 사용하는 경우 파이버 채널 장치는 10km 떨어진 거리까지 통신이 가능하다. 파이 채널은 또한 동축 케이블 과 일반 전화 연선을 사용하여 작동한다 . 파이버채널은 무손실, 순차 원시 블록 데이터를 제공하기 위해 지점 간, 스위치 및 루프 인터페이스를 제공하고 스카시 보다 몇 배 더 빠르기 때문에 서버와 클러스터 스토리지 장치 간의 전송 인터페이스로서 해당 기술을 대체하고있다. 또한 파이버 채널 네트워크상에서 파이버 채널 프로토콜(FCP)을 사용하면 스카시 명령 및 정보 장치도 전송할 수 있다. 스카시뿐만 아니라 인터넷 프로토콜 및 기타 프로토콜과도 상호 운용되도록 설계되었다. 파이버 채널은 또한 이더넷 및 고성능 통신을 통한 원격 직접 메모리 액세스(RDMA)와 플래시를 개선하기 위해 NVMe-oF(NonVolatile Memory Express over Fabrics )사양에서 데이터를 전송하기 위해 고성능 컴퓨팅 환경에서 사용된다. 파이버 채널을 연결하기 위해서는 호스트 버스 어댑터와 포트가 필요하다. 파이버 채널 스위치도있지만 다스에서는 사용하지 않는다. 호스트 버스 어댑터에 파이버 채널 케이블을 연결하면 서버와 스토리지간의 연결이 가능하다. 이 경우 스토리지의 작업 서버 처리를 오프로드하고 서버성능을 향상시킨다. 호스트 버스 어댑터와 파이버 채널은 물리적 또는 가상 포트를 통해 서로 연결되고 서버에 연결된다. 파이버 채널 구조의 구조는 다음과 같다.
  • 점대점: (point-to-point) 가장 간단하고 가장 제한된 파이버 채널 토폴로지는 호스트 서버를 다스(직접 연결 스토리지)에 연결하는 것과 같이 두 개의 포트를 직접 연결한다.
  • 중재 루프: 하나의 고리 모양으로 통신이 연결된다. 고리모영의 각 노드 또는 장치는 데이터를 다음 노드 등으로 보낸다. 대역폭은 모든 장치간에 공유되며, 하나의 장치 또는 포트에 장애가 발생하면 여러 장치에 연결된 포트에 장애가 퍼지지 않도록 하기 위해서는 파이버 채널 허브를 사용해야 한다. 중재 루프에 최대 127개의 장치까지 연결할 수있다.
  • 스위치 패브릭 : 스위치 패브릭 토폴로지의 모든 장치는 최단경로(FSPF) 라우팅 프로토콜을 사용하여 데이터 경로를 최적화하고 여러 쌍의 포트가 동시에 상호 연결되도록하는 스위치를 통해 연결 및 통신한다. 포트는 직접 연결되지 않고 스위치를 통해 흐르는데 즉, 한 포트에 장애가 발생하더라도 다른 포트의 작동은 영향을받지 않아야 한다. 패브릭의 모든 노드는 동시에 작동하여 효율성을 높이고 장치 간 경로 중복은 가용성을 높인다. 스위치 패브릭은 네트워크를 중단하지 않고도 패브릭에 스위치를 추가 할 수있다.[7]

SATA



문제점

다스의 가장 큰 문제점은 서버간의 파일 공유가 불가능 하다는 점이다. 직접연결 방식을 사용하다보니 스토리지 내의 파일시스템을 다른곳에서 사용할 수 없다. 그러다보니 데이터를 많이사용하는 기업이나 금융권등에서 다스의 사용은 거의 불가능하다. 많은데이터를 처리하고 최근 클라우드의 등장으로 파일 및 동영상공유가 활성화되면서, 네트워크를 통해 스토리지를 연결하는 나스방식이 출현하게 되었다.






각주

  1. ↑ 박주형, 〈스토리지 기초 지식 1편: DAS, SAN, 그리고 NAS〉, 《테크지 블로그》, 2019-12-02
  2. ↑ 에이원네트웍스, 〈NAS / DAS /SAN 의 개념 정리〉, 《에이원네트웍스》, 2016-03-21
  3. ↑ Klero, 〈HBA, HBA 카드에 대한 정의〉, 《티스토리》, 2015-05-15
  4. ↑ bestheroz , 〈하드웨어의 선택 - IDE, SCSI, SATA, SAS〉, 《네이버 블로그》, 2009-05-08
  5. ↑ 김건중 기자 , 〈(강좌) SCSI 란 무엇인가?〉, 《케이벤처》, 2000-01-01
  6. ↑ shan1020, 〈5회: Fibre Channel〉, 《네아버 블로그》, 2004-02-18
  7. ↑ Margaret Rouse , 〈Fibre Channel〉, 《TechTarget》, 2018-08-27

참고자료

같이 보기


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