스토리지 성능평가 기준마련을 위한 기초연구 최종결과보고서.hwp

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1 최종연구보고서 정부통합전산센터 도입 스토리지 성능평가 기준 마련을 위한 기초연구 사업수행기관 : 사단법인 한국정보기술학회 - i -

2 제 출 문 정부통합전산센터장 귀하 본 보고서를 "정부통합전산센터 도입 스토리지 성능평가 기준 마련을 위한 기초연구"의 연구보고서로 제출합니다. 2009년 11월 24일 수 탁 기 관 : 사단법인 한국정보기술학회 수탁기관장 : 이 영훈 (인) 연구책임자 : 고 대식 (인) 참여연구원 : 강윤희 곽윤식 연구보조원: 정용완, 박필원 - i -

3 요 약 서 본 연구에서는 스토리지 성능평가 관련 국내외 성능평가 지표를 참고하여 정부통합전산센터 도입 스토리지 성능평가를 위한 성능지 표를 정의하고 성능평가를 위한 측정조건과 측정시나리오 그리고 스토리지 등급분류 기준안을 연구 분석하였으며 연구결과를 요약하 면 다음과 같다. 1. 스토리지 성능평가 관련동향 분석 SPC는 스토리지 벤더 중립적인 표준 성능측정 기관으로 스토리 지 업계의 요구와 관심에 초점을 맞춘 업계 최초의 성능벤치마크 표 준스펙을 개발하여 제공하고 있으며 아래 표는 SPC 회원사 목록이 다. 특이한 것은 EMC가 회원사가 아니라는 점이다. SPC-에 발표되어있는 모든 벤더의 모든 모델들에 대하여 SPC-1의 IOPS와 SPC-2의 MBPS BMT 결과 값을 비교하였다. 아래 표는 IOPS와 MBPS가 높은 순으로 정렬한 것이다. 표에서 2009년에 발표 - ii -

4 된 IBM powertm 모델과 TMS의 RamSan400 모델이 IOPS와 MBPS 모두 높은 값을 나타내고 있다. 여기서 TMS는 주로 Flash 및 DRAM SSD 기반의 스토리지를 생산하는 벤더이다. 스토리지 성능측정 결과표(IOPS 높은 순으로 정렬 - 전체내용 부록2) 스토리지 성능측정 결과표(MBPS 높은 순으로 정렬 - 전체내용 부록2) - iii -

5 한편 ideas에서 스토리지 벤더별 제품을 등급별로 구분하고 그에 대한 스펙을 비교분석한 결과는 다음과 같다. 저성능(workgroup)급 모델의 경우, 최대 디스크드라이버의 개수는 12-14개 정도이며, 최대 용량은 2-15TB, 그리고 subsystem의 최대 드 라이버 개수는 개이고 최대 확장 가능한 용량은 45-60TB로 나 타났다. 호스트 인터페이스 개수는 2-4개이며 최대 캐시용량은 256MB-2GB 이다. 한편, 중성능(midrange)급 모델의 경우, 최대 디스크드라이버의 개 수는 12-48개 정도이며, 최대 용량은 TB, 그리고 sub system의 최대 드라이버 개수는 이고 최대 확장 가능한 용량은 TB 로 나타났다. 호스트 인터페이스 수는 2-12개이며 최대 캐 시용량은 512MB-36GB 이다. 끝으로 고성능(enterprise 혹은 high end)급의 모델의 경우는 최대 디스크드라이버의 개수는 개 정도로 나타났으나 SUN을 제외 한 벤더는 128개 이상이 대부분이며, 최대 용량은 TB, 그리고 subsystem의 최대 드라이버 개수는 이고 최대 확장 가능한 용 량은 TB로 나타났다. 호스트 인터페이스 수는 2-224개이나 역시 48개 이상이 대부분이며 최대 캐시용량은 512MB- 512GB 로 나타났으나 역시 대부분 모델은 128GB 이상이었다. 분석결과, 벤더에서 주장하는 등급의 스펙이 매우 커다란 차이가 있 음을 알 수 있다. 그러므로 정부통합전산센터에서 스토리지를 도입할 경우에는 응용을 고려하여 등급만으로 스토리지의 성능이나 우수함을 평가하지 말고 디스크드라이버의 수, 호스트 인터페이스의 수, 그리고 캐시용량의 크기를 구체적으로 명시할 필요가 있을 것이다. - iv -

6 2. 스토리지 성능요소(지표) 스토리지 시스템 성능의 대표적인 성능지표에는 IOPS 및 MB/s (혹은MBPS)와 응답시간(response time), CPU 사용률, 가용성 (availability) 등이 있고 이중에서 IOPS, MB/s 그리고 응답시간 (response time)을 정부통합전산센터 도입 스토리지의 성능지표로 권고한다. 이는 SPC의 측정스펙과 주요 스토리지 벤더들의 의견을 참고하여 결정한 것이다. 3. 스토리지 성능평가를 위한 측정조건 (1) 스토리지 정의 스토리지 성능측정시 용량은 동일하게 하는 것을 기본으로 하되, 미러링을 수행하는 경우 물리적인 디스크 공간의 1/2 을 성능측정 을 위한 용량으로 활용하도록 권고하며 스토리지 성능측정에 있어서 스토리지의 캐시크기가 성능에 커다란 영향을 미치기 때문에 성능측 정시 작업부하의 크기를 캐시크기의 최소 4배 이상으로 설정하는 것 을 권고한다. 스토리지 성능측정시 디렉토리 깊이는 3이상으로 설정하여야 하고, 최소 서브디렉토리의 수는 10 이상으로 설정하는 것을 권고하며, 디렉토리에 포함되어야 하는 파일의 수는 최소 1000 개 이상으로 정 의한 후 이를 균일하게 개별 디렉토리에 포함시키도록 권고한다. (2) 블록크기 기준 OLTP 응용에 활용되는 스토리지의 IOPS 성능지표 측정을 위한 블록크기는 4KB, 8KB, 16KB를 포함하여 측정하고 하나의 대표 값은 8KB로 권고한다. - v -

7 아울러, 백업, VOD, LFP(Large File Processing) 응용에 사용되는 스토리지의 MB/s 측정은 SPC-2의 의견을 기반으로 64KB, 256KB, 1,024KB로 권고하고 대표 값은 응용에 따라서 다르게 적용하는 것 을 권고하고자 한다. 즉 VOD 스토리지와 LFP를 위한 MB/s의 대표 값은 256KB, 배치작업이나 LDQ(Large Data Query)를 위한 MB/s의 대표 값은 64KB, 백업 스토리지를 위한 MB/s의 대표 값은 1,024KB 를 대표 값으로 하는 것이 가능한 실제상황과 유사하면서 최대성능 을 표현할 수 있기 때문이다. 그럼에도 불구하고 MB/s에 대하여 반 드시 하나의 대표 값이 필요하다면 이 세가지 응용에 따른 MB/s 결과 값의 평균값이나 혹은 블록크기가 256KB일 때의 MB/s 값을 선택하는 것을 권고하고자 한다. (3) 읽기쓰기 비율 기준 본 연구에서는 스토리지 BMT 전문가들의 의견을 기반으로 하여 읽기: 쓰기 비율을 읽기 100%, 쓰기 100% 그리고 읽기: 쓰기가 7 : 3 으로 3 가지 이상을 측정하고 하나의 읽기 쓰기 비율만을 선택 하여 대표 값을 정한다면 7 : 3 읽기쓰기 비율 기준을 권고한다. (4) 측정도구 기준 본 연구에서는 스토리지 성능측정 도구로써 Vdbench를 권고한다. Vdbench은 java로 작성되었기 때문에 다수의 플랫폼에서 동작할 수 있고 SPC-1 과 SPC-2 스펙에 의한 측정이 가능하고 벤더의 BMT에 서도 널리 사용되는 측정도구이기 때문이다. 4. 스토리지 등급 분류기준안 본 연구에서는 정부통합전산센터 도입 스토리지의 등급을 분류하 는 기준을 먼저 주요기준과 부가기준으로 나누었고, 주요기준으로는 - vi -

8 스토리지 아키텍처와 확장성(디스크 드라이버 개수, 호스트 인터페 이스 개수, 캐시용량)을 분류기준으로 권고하였고, 부가기준으로는 IOPS와 MB/s 를 부가기준으로 권고하였다. 이때, 스토리지 아키텍 처와 응용은 IDC 의 등급분류 기준을 반영한 것이고 확장성 및 캐시 메모리용량은 SNIA의 분류기준과 IDEAS 의 등급별 스펙비교분석 결과를 반영한 것이다. 한편, 부가기준으로 선정한 IOPS 및 MBPS는 SPC BMT 결과를 반 영한 것이다. 하지만 SPC-1의 IOPS 값은 IOPS가 최대값을 나타낼 수 있는 조건 즉, DAS환경, 블록크기가 512B, 읽기 100%인 조건에서 측정된 값이므로 본 연구에서 제시하는 SAN환경, 블록크기가 8KB, 읽기와 쓰기비율이 7:3인 경우에 대해서는 IOPS 값을 추정하기가 불 가능하다. 그러므로 향후 정부통합전산센터에서는 본 연구에서 제시 하는 기준을 적용하여 BMT를 실시하여 획득한 IOPS 값을 등급분류 가이드라인으로 적용할지 여부를 결정하여야 할 것이다. <스토리지 아키텍처> 구 분 특 징 비고 저성능 (Low-end or Entry-level) 중성능 (Midrange) 모든 JBOD 스토리지, 저성능 NAS 시스템 - 모듈화된 스토리지 아키텍처 - 고성능 (High-end) 메인프레임 연결형 모노리딕 아키텍처 - - vii -

9 <확장성 및 캐시메모리> 기준 고성능 중성능 저성능 디스크 드라이브 개수 240 이상 이하 캐시메모리 용량 (GB) 128 이상 이하 호스트 인터페이스 개수 64 이상 이하 < 처리율 > 분류 고성능급 중성능급 저성능급 IOPS(spc-1) 100,000 이상 30, ,000 30,000 이하 MBPS(spc-2) 3,000 이상 1,500-3,000 1,500 이하 - viii -

10 본 연구에서는 벤더에게 자사 스토리지를 등급별로 분류해 달라고 요청하였으며 그 결과를 정리하면 다음과 같다. 구분 벤더 IBM HP HDS EMC SUN Fujitsu 고성능(High-End) 중성능(Midrange) 저성능(Entry) DS6800 DS /72 DS3200 XIV DS /82 DSC9900 DS3300 DS5020 DS8100 DS5100 DS3400 DS8300 DS8700 XP20000 XP24000 USP-VM USP-V DMX DMX-4 StorageTek 9990V StorageTek 9985V Sun Storage 6780 ETERNUS8000 Model 1200 ETERNUS8000 Model 2200 DS5300 EVA8400 EVA6400 EVA4400 AMS1000 AMS500 AMS200 AMS2100 AMS2300 AMS2500 WMS100 CX4-120 CX4-240 CX4-480 CX4-960 EXP3000 MSA50 MSA60 MSA70 MSA2000i MSA2000fc MSA2000sa SMS100 AX150 AX4 Sun Storage 6580 StorageTek 2540 Sun Storage 6180 StorageTek 6140 Sun Storage 7410(NAS) Sun Storage 7310(NAS) Sun Storage 7210(NAS) ETERNUS4000 Model 400 ETERNUS4000 Model 600 StorageTek CSM200 (CSM2) (Expansion) StorageTek 2530 StorageTek 2510 Storage J4500(JBOD) Storage J4400(JBOD) Storage J4200(JBOD) Storage F5100(JBOD) Sun Storage 110 NAS) ETERNUS DX60 ETERNUS DX80 - ix -

11 5. 스토리지 성능 측정방안 및 시나리오 (1) 스토리지 측정시스템 구성안 스토리지 성능측정 시스템은 서버나 SAN 스위치가 스토리지 성능 에 영향을 미치지 않도록 하기 위해서 SPC에서 이미 IBM, HP, SUN 의 고성능 스토리지 성능평가에 사용한 Unix 서버 사양을 권고하고자 한다. 만약 2개 이상의 서로 다른 서버벤더를 이용하는 측정시스템 구성을 원하면 IBM, HP, SUN, NT 4개의 서버를 SAN 스위치로 연 결하는 형태로 구성하여 서로 다른 서버에서 스토리지 성능을 측정하 고 성능의 최고치를 나타내는 서버환경과 최저 성능 치를 나타내는 서버환경 그리고 각 성능측정치를 평균한 값으로 결과 값을 보고할 수 있도록 한다. 위에서 언급한 측정시스템 중 IBM의 서버사양은 SPC BMT를 위 하여 IBM, HP등 주요 4개 벤더가 공용으로 사용했던 서버로 다음과 같은 사양이다. IBM P5 595 Model 9119: Ghz CPU - 2CPU/POWER5 cip 32KB L1 cache, 960KB L2 cache, 18MB L3cache per CPU, 98 GB MM, AIX 5.3 ML$, PCI-X/RIO. 그러므로 2개 이상의 서버를 이용하는 구성을 원한다면 HP, SUN 의 서버사양도 위에서 제시한 IBM 서버사양과 동일 등급으로 할 것 을 권고하고자 하며, 만약 예산 등의 문제가 있다면 하나의 고성능 서버를 이용하는 측정시스템을 권고하고자 한다. SAN 스위치는 Brocade 300 SAN switch (815 FC HBA) 급과 동 - x -

12 일 등급의 SAN 스위치 사용을 권고하고자 한다. 끝으로 만약, 현재의 정부통합전산센터의 IOT시스템 환경에서 도입 스토리지 성능을 평가하고자 한다면 동일한 조건에서 BMT를 실시하기 때문에 공정성은 유지할 수 있지만 서버성능이 낮은 이유 로 인하여 고성능급 스토리지의 측정 시에는 스토리지 성능에 영향 을 미칠 수 있음을 고려하여야 할 것이다. (2) 센터 IOT와 연계한 측정방안 연구 현재 정부통합전산센터의 IOT를 위한 시험시스템 구성은 윈도우 서버와 리눅스 서버를 이용하고 SAN 스위치로 구성된 환경이다. 만약 현재의 IOT 시스템 환경에서 도입 스토리지 성능을 평가하고 자 한다면 서버 성능과 O/S가 만족스런 사양은 아니지만 벤더 모두 동일한 조건에서 BMT를 실시하는 것이기 때문에 공정성은 유지할 수 있을 것이다. 그렇지만 고성능 스토리지 성능을 측정하고자 한다 면 향후, 서버의 사양을 본문에서 언급한 사양으로 업그레이드 할 것을 권고한다. 스토리지 성능측정 수행절차는 요구사항정의, 측정파라미터 설정, 성능측정 수행, 분석 및 보고 네 단계로 나눌 수 있으며 각 단계별 수행내용과 지침을 정리하면 아래 표와 같다. - xi -

13 단계 수행내용 항목 지침 성능평가 요구사항 정의 성능파라미 터 작성 성능시험 수행 분석 및 보고 OLTP 기반의 응용 주성능지표 IOPS, 측정지표 부수지표 응답시간 성능지표정의 대용량 응용 주성능지표 MB/s 측정지표 평가도구 선정 평가도구 선정 Vdbench 블록크기 OLTP 응용 4KB, 8KB, 16KB의 블록크기 지정 대푯값 8KB 사용 배치 응용 64KB, 256KB, 1,024 KB 대푯값 256KB 사용 읽기:쓰기 비율은 0:1, 1:0, 0.7: 0.3 읽기:쓰기 비율 시험 최소기준 의 비율을 포함하여 수행하고 0.7:0.3을 대푯값 순차/임의 비율 OLTP 응용 임의 접근만을 고려하여 수행 VOD, 배치응용 순차접근 만을 고려하여 성능시험 작업부 단위 시험의 I/O 작업부하의 크기를 최소 캐쉬 하크기 작업부하 크기 크기의 4배 이상으로 설정 스토리 디렉터 최소 10개의 하위 디렉터리 및 3 지 디렉터리의 구조 리 깊이 이상으로 구성 정의 파일 평균파일크기 평균파일크기 64KB 구성 파일 수 파일 수는 1024 개 이상으로 지정 반복획수 최소반복 수행 30회 이상 수행 평균과 30% 이상 차이의 시험은 노이즈 결과값 제외 결과값 획득 재시험 수행 올바른 결과값 획득 중간값을 사용 보고서 작성 보고서 작성 이상과 같은 수행절차를 거쳐 측정된 결과는 다음과 같은 결과보 고서 양식을 이용하여 보고된다. - xii -

14 구분 Read/ write 블록크기(KB) 응용 지표 비율 :0 IOPS 0:1 OLPT (응용명) 0.7: 0.3 대표값 1:0 응답시간 0:1 대용량 (응용명) Tool MB/s 0.7: 0.3 대표값 1:0 0:1 0.7: 0.3 대표값 Vdbench 스토리지 Date 6. 활용방안 및 예상문제점 본 연구의 결과 중 BMT를 위한 스토리지 성능지표, 측정조건, 측 정도구, BMT 결과보고서 양식을 포함하는 스토리지 성능평가 기준 안은 정부통합전산센터를 비롯한 공공기관 스토리지 도입을 위한 BMT의 가이드라인으로 활용될 수 있을 것이다. 본 연구의 결과 중 스토리지 등급분류 기준안은 정부통합전산센터 를 비롯한 공공기관의 스토리지의 Tiering 구성이나 스토리지 및 백 업장치의 재배치 설계와 신규장비 도입 시 가이드라인으로 활용될 수 있을 것이다. 그러나 본 기준을 적용하고자 한다면 벤더와의 추 가적인 의견수렴 협의가 필요하며 실제적인 BMT를 통하여 검증한 이후에 적용하는 것이 바람직 할 것이다. - xiii -

15 본 연구의 결과를 활용할 때 예상되는 문제점은 다음과 같다. 스토리지 성능의 IOPS와 MB/s 의 측정조건에서 본 연구에서 제 안하는 블록크기 기준 8KB와 256KB를 수용하지 않고 4KB와 128KB 를 블록크기 기준으로 주장하는 벤더가 있을 수 있고, IOPS와 MB/s 값을 SPC BMT의 결과 값을 그대로 활용하는 경우, 회원이 아닌 벤더의 제품에 대한 결과값이나 회원이더라도 모든 제품모델의 BMT 결과가 발표되어 있는 것이 아니기 때문에 SPC에 발표되어 있 지 않은 모델에 대한 성능 값을 무엇으로 할지에 대한 논란이 예상 된다. 그러므로 IOPS, MB/s 등의 성능지표는 본 연구에서 제안하는 기준에 의하여 실제 BMT를 실시하고 이 값을 활용하는 것이 합리 적일 것이다. - xiv -

16 목 차 제 1 장 서론 1 제 1 절 연구의 배경 및 필요성 1 제 2 절 주요 연구내용 및 방법 2 제 2 장 스토리지 성능요소 및 국내외 성능평가기준 분석 4 제 1 절 스토리지 성능요소 분석 4 1. 스토리지 시스템 4 2. IOPS, Capacity, Reliability, MB/s 등 성능요소 정의 및 분석 5 제 2 절 스토리지 성능평가에 대한 국내외 동향분석 국내동향분석 국외동향분석 SPC 스펙 분석 스토리지 벤더별 스토리지 성능스펙 및 측정환경 조사 분석 29 제 3 장 정부통합전산센터 도입 스토리지 성능평가 기준 연구 33 제 1 절 성능평가 요소, 평가방법 도출, 동 방법에 따른 기준수립 스토리지 성능요소 스토리지 정의 블록크기 기준 읽기 쓰기 비율기준 스토리지 성능 측정도구기준 42 제 2 절 스토리지 등급별 성능 가이드라인 연구 44 - xv -

17 1. 스토리지 벤더별 제품군에 대한 등급별 성능 비교분석 정부통합전산센터 도입 스토리지 등급별 성능 가이드라인 연구 52 제 4 장 센터 IOT 연계한 스토리지 성능측정 방안 연구 59 제 1 절 스토리지 성능평가 기준에 따른 성능측정 환경 스토리지 성능측정 환경 사례연구 스토리지 성능측정 시스템 구성방안 64 제 2 절 스토리지 성능평가 기준에 따른 IOT에 적용 가능한 성능 측정 방법 및 시나리오 연구 스토리지 벤치마크 특징 스토리지 성능측정 시나리오안 스토리지 성능측정 결과보고서 양식 76 제 5 장 결론 82 제 1 절 연구내용 결론 82 제 2 절 활용방안 85 제 3 절 활용시 예상되는 문제점 85 * 참고문헌 * 부록 1. 제 3회 KSN포럼 컨퍼런스 발표자료 2. SPC-1, SPC-2 BMT 결과 비교분석자료 3. 스토리지 등급별 스펙 비교분석자료 4. EMC BMT 측정환경 - xvi -

18 그 림 목 차 [그림 1] 스토리지 장비 구성 4 [그림 2] SPC의 ASU(Application Storage Unit)구성 5 [그림 3] SPC 스토리지 계층 구조 7 [그림 4] MTBF을 위한 구역 표현 8 [그림 5] EMC의 BMT 권고사항 9 [그림 6] SPC의 역할정리 14 [그림 7] SPC의 스토리지 성능평가를 위한 구성 예시(DAS) 15 [그림 8] SPC의 분산 스토리지 시스템의 성능평가를 위한 구성 예시 16 [그림 9] SPC-1과 SPC-2의 특징 비교 17 [그림 10] 작업부하생성기 구성요서, I/O스트림 및 ASU관계 19 [그림 11] 주요 메트릭 테스트와 테스트 단계 20 [그림 12] 스토리지 네트워크(SAN) 구성방식 21 [그림 13] 반복성 테스트 단계 22 [그림 14] SPC-1 성능테스트 과정 요약 23 [그림 15] SPC-1 결과보고서 양식 23 [그림 16] SPC-1 결과보고서 양식(용량) 24 [그림 17] SPC-1 결과보고서 양식(작업부하율에 따른 응답시간) 24 [그림 18] SPC-2 측정 방법 26 [그림 19] EMC 제품의 스펙표현(표준제안서 참고) 31 [그림 20] EMC의 BMT 측정환경 32 [그림 21] EMC 스토리지 BMT 시나리오 32 [그림 22] 고성능급 스토리지를 위한 MarketScope 55 [그림 23] SPC에서 고성능(high-end) 급 스토리지 BMT에 공용으로 사용 된 구성 60 [그림 24] SPC의 HP스토리지 성능측정을 위한 시스템 구성 61 - xvii -

19 [그림 25] I사의 국내지사에서 실시한 BMT 측정 구성사례(SAN) 62 [그림 26] E사의 스토리지 BMT 환경사례 63 [그림 27] E사의 BMT 환경 구성사례 63 [그림 28] 스토리지 시험환경 구성도 안 예시 64 [그림 29] 스토리지 시스템 성능평가 절차 66 [그림 30] 현 NCIA의 IOT 환경 구성도 70 - xviii -

20 표 목 차 [표 1] SPC 회원사 명단 15 [표 2] LEP의 파리미터 종류와 블록크기 25 [표 3] LDQ의 파리미터 종류와 블록크기 25 [표 4] VOD의 파리미터 종류와 블록크기 25 [표 5] SPC-2 측정과정 요약 27 [표 6] SPC-2 결과보고서 양식 예시 28 [표 7] SPC-1 스토리지 성능측정 결과표(IOPS 높은 순으로 정렬) 30 [표 8] SPC-2 스토리지 성능측정 결과표(MBPS 높은 순으로 정렬) 30 [표 9] HDD의 임의 읽기/쓰기에 대한 결과 35 [표 10] Flash SSD의 임의 읽기/쓰기에 대한 결과 35 [표 11] DRAM SSD의 임의 읽기/쓰기에 대한 결과 35 [표 12] IBM의 응용별 블록크기 36 [표 13] LEP의 파리미터 37 [표 14] LDQ의 파리미터 37 [표 15] VOD의 파리미터 37 [표 16] SPC-2의 읽기/쓰기 비율 39 [표 17] SPC-1의 읽기/쓰기 비율 39 [표 18] 국내 I 벤더 지사에서 BMT할 경우의 읽기/쓰기 비율 40 [표 19] 국내 스토리지 서버 벤더의 BMT에서 읽기/쓰기 비율 41 [표 20] 벤더별 스토리지 등급별 주요모델명 45 [표 21] SPC-1의 고성능(High-end)급 스토리지 테스트 결과 46 [표 22] SPC-2의 고성능(High-end)급 스토리지 테스트 결과 47 [표 23] SPC-1의 중성능(Midrange)급 스토리지 테스트 결과 47 [표 24] SPC-2의 중성능(Midrange)급 스토리지 테스트 결과 48 [표 25] SPC-1의 저성능(Entry)급 스토리지 테스트 결과 48 - xix -

21 [표 26] SPC-2의 저성능(Entry)급 스토리지 테스트 결과 48 [표 27] ideas의 스토리지 등급별 구분 50 [표 28] SNIA에서 High-end 스토리지의 요구 조건 53 [표 29] SNIA에서 Midrange 스토리지의 요구 조건 53 [표 30] IDC 의 스토리지 등급별 분류기준 55 [표 31] IDC의 스토리지 등급별 가격 기준 56 [표 32] 상기 BMT 환경의 시스템 상세 스펙 60 [표 33] HP스토리지 성능측정을 위한 시스템 구성 상세 스펙 61 [표 34] SPC-1 결과보고서 양식 예시 76 [표 35] SPC-2결과보고서 양식 예시 77 [표 36] e기업의 BMT 결과 양식예제 78 [표 37] T기업의 BMT결과 양식 예제 79 [표 38] E기업의 BMT결과보고서 양식 예제 80 [표 39] E기업의 스토리지 Batch BMT 결과보고서 양식예제 80 [표 40] 정부통합전산센터의 스토리지 성능평가 결과보고서 양식 안 81 - xx -

22 제 1장 서 론 제 1 절 연구배경 및 필요성 고도화된 IT 환경에서 시스템운용이나 관리자의 가장 중요한 역할 은 체계적인 분석을 통하여 시스템 활용도를 높이는 것이다. 그런 의미에서 탄생한 것이 성능분석이라는 분야이다. 예를 들어 컴퓨터 의 성능평가나 분석은 컴퓨터가 운영되고 있는 상태에서 시스템이 언제 부하가 걸리거나 어디에 부하가 걸리는가를 확인하기 위한 다 양한 이벤트를 측정하는 과정을 말한다. 이러한 분석을 제대로 하지 못한다면 시스템이 아무리 고사양이더라도 고객은 매우 낮은 성능의 IT자원만을 활용할 수밖에 없다[1]. 스토리지 시스템은 스토리지의 용량(capability), 신뢰성(reliability), 가용성(availability) 그리고 성능(performance)을 증진하기 위하여 구 성된 디스크 저장장치의 집합체이다[2,3]. 스토리지 시스템은 활용 목적에 따라 디스크 어레이(disk array), 테이프 라이브러리(tape library), 디스크-테이프(disk-tape) 백업 시스템, 그리고 디스크와 플 래시 드라이브(Flash 기반 SSD)로 구성된 하이브리드 스토리지 등 다양하다. 여기서 SSD는 반도체 스토리지를 말하며 Flash를 저장매 체로 사용하는 것과 DRAM을 저장매체로 사용하는 두 가지 유형이 있으며 지금까지 데이터센터에서는 디스크 어레이가 주요 스토리지 시스템으로 사용되고 있으나 최근에는 SSD를 이용하는 하이브리드 형에도 관심을 갖게 되었다. 스토리지의 성능요소 지표에는 기본적으로 저장용량과 단위 시간 당 입출력 동작처리 건수를 나타내는 IOPS(Input Output Operation Per Second), 단위시간당 I/O 데이터처리량을 나타내는 MB/s, 혹은 - 1 -

23 MBPS(Megabyte Per Second), 그리고 사용자의 요청을 처리 완료하 는 시간을 나타내는 응답시간(response time) 등이 있다. 스토리지 벤더들은 이러한 성능요소들에 대한 결과 값을 대부분 공개하지 않 고 있으며, 각 벤더의 자체 실험조건과 실험방법 또한 공개하지 않 는 실정이다. 스토리지의 성능평가 측정에 영향을 미치는 요소에는 서버의 성능, 스토리지 연결 인터페이스, 캐시사용여부와 같은 하드웨어 조건과, 파일시스템, 운영체제, 응용프로그램과 같은 소프트웨어 조건, 그리 고 임의 및 순차적 액세스 여부(random access/sequential access), 읽기/쓰기 비율(read/write), I/O블록의 크기(block size)와 같은 작 업부하(workload)의 특징이 있다. 그럼에도 불구하고 스토리지 성능 을 표현하는 방법이 서로 다르고 성능측정 환경이나 측정도구, 측정 시스템을 일부 white paper를 통하여 발표할 뿐 고객의 입장에서 공정한 평가를 하기 어려운 스펙을 발표하고 있음을 알 수 있다. 아 울러 작업부하의 종류에 따라서 성능의 차이가 많음에도 불구하고 자신의 어플리케이션의 특징을 일일이 알 수 없기 때문에 적정한 스 토리지 자원을 예측하기도 어려운 실정이다[5]. 이와 같은 배경을 감안할 때, 향후 정부통합전산센터도입 스토리지 에 대한 스토리지 등급분류기준과 스토리지 성능평가 측정조건 및 측정 가이드라인에 관한 연구의 필요성이 있다. 제 2 절 주요 연구내용 및 방법 본 연구에서는 스토리지 성능평가를 주도하고 SPC(Storage Performance Council)와 주요 스토리지 벤더들의 BMT 전문가의 의견을 참고하여 - 2 -

24 정부통합전산센터 도입 스토리지 성능평가를 위한 성능지표를 정의 하고 성능시험을 위한 측정조건과 측정시나리오를 연구하였다. 본 연구의 주요내용은 크게 세 가지로 나눌 수 있다. 첫째는 스토 리지 성능요소 및 국내외 성능평가 기준 분석연구로써 IOPS, 용량 (Capacity), 신뢰성(Reliability), MBPS 등의 성능요소 정의를 정의하 고 스토리지 성능평가에 대한 국내외 동향 분석을 위하여 스토리지 벤더별 스토리지 성능 스펙 및 측정환경 조사 분석하는 것이다. 둘째로는 정부통합전산센터 도입 스토리지 성능평가 기준을 연구하 는 것이다. 이를 위하여 스토리지 성능요소 평가방법 도출 및 동 방 법에 따른 측정조건기준을 연구하고 스토리지 등급(고성능, 중성능, 저성능)별 성능 가이드라인을 제안하는 것이다. 끝으로 센터 IOT와 연계한 스토리지 성능측정 방안을 연구하는 것이다. 이를 위하여 동 성능평가 기준에 따른 성능측정 환경을 제시하고 동 성능평가 기준 에 따른 성능측정 방법 및 시나리오 연구하는 것이다. 이와 같은 내용을 연구하기 위하여 본 연구에서는 스토리지 성능 평가 기관인 SPC 협회의 SPC-1, SPC-2 성능평가 스펙을 조사 분석 하였고 주요 스토리지 벤더와의 협의를 통하여 의견을 조율하였으며 스토리지 등급별 벤더 모델의 스펙을 조사 분석하였다. SPC는 스토 리지 시스템 벤치마크 스펙을 정의하고 BMT 결과를 제공하는 비영 리 단체로써 IBM, HP, HDS, SUN, Fujitsu 등 EMC를 제외한 대부 분의 스토리지 벤더가 회원으로 활동하고 있는 단체이다[2]. 또한 산학연 관련 전문가의 의견과 6개 스토리지 벤더들의 BMT전 문가를 대상으로 자문 및 인터뷰를 통하여 벤더의 BMT 관련 의견 과 스토리지 등급분류 관련 자문과정을 시행하였다

25 제 2장 스토리지 성능요소 및 국내외 성능평가기준 분석 제 1절 스토리지 성능요소 분석 1. 스토리지 시스템 그림 1은 이와 같은 스토리지 장비의 구성을 보인 것이다. 그림 1 에서 스토리지 시스템은 장치관리(device manager), 볼륨관리 (volume manager) 그리고 원시파일(raw) 및 파일시스템(file system) 관리를 위한 소프트웨어 파트와 관리 소프트웨어의 운영을 위한 서 버 하드웨어 플랫폼(server) 그리고 HBA(host bus adaptor) 및 Fibre channel과 같은 인터페이스 그리고 캐시, 컨트롤러, 저장장치를 포함 하는 스토리지 장치(storage system)로 구성된다. 사용자 응용 (application)은 관리 소프트웨어를 통해 구성되어진 볼륨 상의 파일 시스템에 대한 접근이 이루어진다[6]. 그림 1 스토리지 장비 구성 - 4 -

26 그림 2는 스토리지 성능평가 표준단체인 SPC에서 응용수준의 스 토리지 성능평가를 위해 정의한 구성단위인 Application Storage Unit(ASU)를 보인 것으로 ASU는 1개 이상의 논리 볼륨으로 이루어 지는 것을 볼 수 있다. 그림 2에서 ASU1은 논리볼륨 LV1 과 LV2로 구성되며, ASU2는 논리볼륨 LV3, 그리고 ASU3는 LV4로 구성됨을 볼 수 있으며 CSC(configured storage capacity)와 PSC(physical storage capacity) 등 나머지 용어는 뒤에서 자세히 설명할 것이다[2]. 그림 2 SPC의 ASU(Application Storage Unit) 구성 2. IOPS, Capacity, Reliability, MB/s 등 성능요소 정의 및 분석 스토리지 시스템 성능평가의 첫 번째 단계는 시스템의 성능 특징 인 성능요소 즉 성능평가지표를 추출하는 것이다. 스토리지 성능의 대표적인 평가지표로는 IOPS와 MB/s 와 같은 처리량(throughput), 응답시간(response time)이 있으며 이외에도 CPU 사용률, 가용성 (availability)과 같은 지표가 있으며 이를 좀 더 자세하게 설명하면 다음과 같다

27 가. IOPS IOPS (Input/output operation per second)는 초당 I/O 동작 처 리건수로 정의된다. IOPS는 일반적으로 이메일 서비스나 금융서비스 에서 사용되는 임의의 읽기쓰기 특징이 있고 4KB에서 16KB 정도의 작은 블록의 I/O를 갖는 OLTP (online transaction processing) 응용 을 위한 스토리지의 성능 지표로 매우 중요하게 활용될 수 있다. 나. Capacity (용량) 스토리지 용량은 스토리지가 확보하고 있는 저장 공간의 크기로 정의할 수 있다. SPC에서는 스토리지 용량에 대하여 Physical Storage Capability(PSC), Configured Storage Capability(CSC), Addressable Storage Capability(ASC), Logical Volumes(LV) 로 구 분하여 스토리지 용량을 정의하고 있다. 그림 3은 SPC에서 정의한 스토리지 용량의 계층구조를 보인 것이 다. ASC는 호스트 시스템에서 어플리케이션 프로그램에 의해 읽고 쓸 수 있는 전체 스토리지를 표현하는 것으로 ASU는 한개 이상의 LV로 구현될 수 있으며 각 LV는 동일한 크기를 갖는다. CSC는 ASC와 미러링 (Mirroring)을 위한 용량을 포함한 용량을 표현하는 용어이며 PSC는 포맷되어진 스토리지 용량으로서 사용되 어지지 않는 용량까지 모두 포함하는 물리적인 테스트 저장용량을 의미한다

28 그림 3 SPC 스토리지 계층 구조 다. MB/s MB/s는 MBPS라고도 하며 단위시간당 스토리지가 처리하는 바이 트수로 정의된다. 단위에서 볼 수 있듯이 MBPS는 스토리지 시스템 이 단위시간당 처리할 수 있는 데이터의 전송률(transfer rate)이며 업무의 특성상 대용량 파일처리(LFP)나 배치처리(batch processing) 그리고 VOD(Video On Demand)와 같은 응용을 위한 스토리지 성 능지표로 매우 중요한 기준이 된다. 뒤에서 제시하겠지만 정부통합 전산센터에서 도입하고자 하는 스토 리지의 응용분야를 고려하여 IOPS와 MB/s를 중요한 지표로 활용할 수 있을 것이다. 라. 응답시간 (response time) 응답시간은 사용자 요청시작 후 사용자의 요청반환 완료까지의 시 간간격으로 정의할 수 있으며 사용자(end-user) 측면에서는 체감효 과가 있기 때문에 주요한 성능평가 지표중 하나이다

29 마. CPU 소비율(CPU utilization) CPU의 소비율은 시스템이 사용자가 요청한 작업부하를 처리하기 위하여 CPU가 사용된 시간으로 정의한다. 그러므로 단위시간당 I/O 요청의 수가 증가됨에 따라 CPU 소비 율이 증가되게 될 것이다. 동일 스토리지에 대한 동일 작업부하가 주어지는 경우 CPU 소비율은 전체 시스템 중 CPU의 처리능력 또 는 CPU 등급에 의해 결정된다. 바. Reliability(신뢰성) 신뢰성은 스토리지 시스템이 얼마나 중단 없이 동작하는지에 대한 안정성을 표현하는 척도이다. 만약 스토리지 시스템이 동작하지 않 은 시간을 고장시간(downtime) 이라 하고 시스템이 동작하는 시간 을 가동시간(uptime)이라고 하면, 평균 신뢰성은 MTBF(Mean Time Between Failure)으로 정의할 수 있다. 그림 4 MTBF을 위한 구역 표현 - 8 -

30 사. 기타 이상의 스토리지 성능요소들 이외에도 벤더에 따라서는 복제 (Replication)성능이나 TPS(transaction per second) 성능 그리고 thin provisioning과 같은 가상화 성능지원이나 관리운영에 관한 성능도 언급하는 벤더도 있다. 예를 들어, EMC의 경우는 스토리지 성능 BMT를 실시할 때, 성능 이외에도 아래와 같은 안정성, 기능성, 관리 및 운영성에 관한 BMT 도 실시해야 하는 것으로 주장하고 있다. 그림 5 EMC의 BMT 항목 권고사항 - 9 -

31 제 2 절 스토리지 성능평가에 대한 국내외 동향분석 1. 국내동향분석 국내 IT 관련한 각종 표준을 주도하고 있는 TTA(정보통신기술협 회)의 표준에서 스토리지 관련한 성능평가나 성능측정 관련 기준이 나 지침, 그리고 표준을 조사한 결과 스토리지 성능평가 관련 지침 은 전무한 것으로 나타났다. 단지 스토리지는 아니지만 IT 자원 중 네트워크 성능측정에 관한 표준과 네트워크 보안장비에 관한 표준이 있는 것이 조사되었으며 이에 대한 요약을 다음과 같다. [10]. 가. TTA 표준명 : 네트워크 성능측정 * 표준번호: TTAE.ET-TS100_ * 개정일 총패이지 14 * 영문 표준명 Network Performance Metrics * 한글 내용요약: 국가 재난망 무선통신기술로서 TETRA TRS가 채택되었으며, 각 기관의 통신망은 평상시에는 고유 업무를 수행하다가 재난재해 발생 시에는 통합지휘 무선통신망의 기능을 수행한다. 국내에 구축되는 한국형 디지털 TRS 시스템들이 국내 통신환경에 서 상호연동하고 각각의 업무목적에 맞는 서비스와 품질을 제공하기 위하여 표준화된 네트워크 성능 측정 에 대한 규격을 제공한다. 나. TTA 표준명: 네트워크 보안 장비에 대한 성능 측정 방법 * 표준번호 TTAS.KO * 개정일 총패이지 26 * 영문 표준명 Performance Measurement Methodologies for

32 Network Security Devices * 한글 내용요약: 본 표준은 방화벽, IDS 및 IPS와 같은 네트워크 보안 장비에 대 한 성능 측정 기준과 성능측정 방법에 대한 규격을 정의하는 것을 주된 내용으로 삼고 있다. 세부적으로는 패킷전송률, 지연시간, 및 패킷손실률과 같은 필수 성능 측정 기준에 대하여 실제 네트워크 환경과 유사한 상황에서 다 양한 인터넷 응용 트래픽과 복잡한 보안 정책 규칙을 적용하여 네트 워크 보안 장비의 성능을 측정하는 방법을 정의하고 있다. 다. 정보화진흥원 지침 또 하나의 IT 자원 관련한 가이드라인 지침들을 발표하고 있는 정 보화진흥원(구 전산원)에서 발표하고 있는 자료를 조사하였다. 정보화진흥원에서도 상호호환성(IOT)를 위한 표준과 공공부문 IT HW 자원의 규모산정을 위한 지침을 발표하고 있으나 IOT의 상호호 환성이 있는지 여부를 측정하는 것이므로 스토리지의 성능을 측정하 는 것은 아니고 공공부문 IT HW 자원의 규모산정 지침에서도 스토 리지의 경우, 용량의 크기산정에 관한 지침만을 제시하고 있다. 하지만 스토리지의 용량은 이미 고객이 원하는 만큼 거의 무한대 로 확장이 가능한 형태의 기술로 발전하고 있기 때문에 스토리지의 성능에서 용량의 크기는 더 이상의 이슈가 아니다. 용량보다는 오히려 얼마나 빠른 처리율을 지원하는가? 얼마나 고 장률이 적은가? 가상화나 재난대비 백업기능과 같은 신기술을 지원 하는가에 초점이 맞추어져 있다[11]. 한편 주요스토리지 벤더와의 회의에서 의견을 청취한 결과, 스토리 지 성능평가를 위한 벤더 전체가 사용하는 공통된 지침이 없기 때문 에 고객의 환경과 요구에 따라 스토리지 BMT를 실시하는 것으로

33 조사되었다. 더군다나 스토리지 성능에 영향을 미치는 다양한 요인 즉 서버성능 및 구성과 같은 종류와 같은 시스템의 환경과 블록크 기, 읽기 쓰기 비율, 측정도구와 같은 측정조건 등에 따라서 측정하 는 스토리지의 성능에 커다란 차이가 있지만 고객이 요구하는 고객 의 환경에서 동일한 조건으로 벤더별 스토리지만 변경시켜 가면서 테스트를 진행하기 때문에 측정항목과 측정치는 수시로 다르게 나타 나며 측정 결과 값은 철저하게 보안을 유지하도록 되어 있는 것으로 조사되었다. 2. 국외동향분석 스토리지 시스템에 대한 성능평가는 전체 정보시스템에서 스토리 지의 성능 결정 부분이 증가됨에 따라 중요해지고 있다. 현재 국내 외적으로 Transaction Performance Council(TPC)[8], Standard Performance Evaluation Corporation(SPEC)[9], Storage Performance Council(SPC)[2,3]은 스토리지 성능평가를 위한 국제적인 기관으로 자체적인 성능평가 기준을 마련하여 제공하고 있다. 가. TPC (The Transaction Processing Performance Council: tpc.org) 먼저 TPC는 파일시스템 수준에서의 입출력 연산의 수행시간과 상 용 DBMS를 사용한 트랜잭션 처리의 성능평가 명세를 제공한다[8]. TPC-B는 데이터베이스의 갱신을 위한 트랜잭션 처리에 대한 성능 측정에 사용한다. 이는 은행 데이터베이스 상에서의 계정변경을 시 뮬레이션 한다. 성능 측면에서 초당 트랜잭션 수를 측정하여 최대 산출 율을 측정 하고 2초 내에 모든 트랜잭션의 90%를 처리할 때 응답시간을 보장 하도록 한다. 또한 시스템과 요구되어지는 저장장치에 대한 가격을 리포트 한다

34 TPC-C는 상용 DBMS의 평가를 위한 표준 성능측정 도구로서 산 업계의 실질적 표준이다. TPC-C는 신뢰도 높은 온라인 트랜잭션 프 로세싱(OLTP) 작업의 성능과 확장성에 대한 측정 벤치마크로 활용 되고 있다. 나. SPEC(Standard Performance Evaluation Corporation: spec.org) SPEC은 차세대 고성능 컴퓨터에 적용하기 위한 표준 벤치마크를 제공하는 비영리 기관으로 CPU, 전력, 메일서버, 웹서버, 가상화 (virtualization)등 다수의 성능시험 및 평가를 위한 벤치마크 스펙과 결과를 제공한다[9]. 스토리지 성능측정을 위해 SPEC은 네트워크 파일시스템의 성능측 정 및 평가를 위한 기준인 SPECsfs2008을 정의한다. SPECsfs2008은 NAS 성능을 평가하기 위한 NFS 프로토콜인 SFS97의 최근 버전으 로 NFS 또는 CIFS 서버에 대한 성능 시험을 위한 명세를 제공한다. SFS97은 NFS 버전 3의 처리량과 지연 시간을 비교하여 파일 서 비스 작업부하의 성능평가에 사용한다. 다. SPC (Storage Performance Council: Storageperformancecouncil.org) SPC는 스토리지 벤더 중립적인 표준 성능측정 기관으로 스토리 지 업계의 요구와 관심에 초점을 맞춘 업계 최초의 표준 성능 벤치 마크 스펙을 개발하여 제공하고 있으며 그림 6은 SPC의 역할들을 정리한 것이다

35 그림 6 SPC의 역할정리 표 1은 SPC의 2009년 7월 현재 회원사 목록이다. 특이한 것은 주 요 스토리지 벤더중 하나인 EMC가 회원이 아닌 점이다. EMC 한국 지사에 문의한 결과, 최종적인 것은 본사의 정책결정이었으며, 다만 SPC가 IOPS와 같은 지표만을 부각시켜 발표하는데 EMC는 스토리 지의 성능지표로 IOPS 보다는 시장점유율, 관리운용성 및 기능성을 중요한 지표로 삼고 있기 때문에 SPC의 정책에 동의하지 않기 때문 에 가입하지 않았다는 답을 얻었다. 그림 7은 SPC에서 스토리지 시스템의 성능평가를 위해 구성한 벤 치마크 구성도를 보인 것으로 외장 스토리지 장치는 SCSI, FC 등의 장치버스를 통해 접근되며, 호스트 시스템은 해당 장치 연결을 위한 스토리지 컨트롤러가 사용된다. 외부의 스토리지 컨트롤러는 호스트 시스템의 I/O 인터커넥션을 위한 데이터버스에 연결되게 된다. 최근 시스템의 I/O 인터커넥션을 위한 형식은 고속화하고 있어 스토리지의 데이터 전송률을 개선할 수 있도록 하고 있다

36 표1 SPC 회원사 명단 그림 7 SPC의 스토리 성능평가를 위한 구성 예시 (DAS) 한편, 그림 8은 분산 스토리지 환경의 성능평가를 위한 구성도를 보인 것으로 다수의 호스트 시스템에서 네트워크로 접근되어지는 스 토리지에 엑세스할 수 있도록 구성한 것으로 외장 스토리지 장치는

37 스토리지 컨트롤러를 통해 연결되며, 호스트 시스템에서는 논리 볼 륨의 구성형태인 ASU에 따라 한 개 이상의 스토리지를 마운트한 후 성능평가 시험이 이루어진다. 그림 8 SPC의 분산스토리시스템의 성능평가를 위한 구성도 예시 SPC는 반복적이고 다양한 조건의 스토리지 성능평가를 위한 정형 화된 성능평가 프레임워크인 SPC-Benchmark-1(SPC-1)과 SPC-2 등을 설계하여 표준으로 제시하고 있다. SPC-1의 주요성능지표는 IOPS와 응답시간으로서 임의접근(random access)의 I/O 패턴에 대한 소형 I/O블록의 처리능력을 평가하기 위 해 사용한다. IOPS는 임의접근을 갖는 대표 응용인 OLTP(online transaction processing), 데이터베이스, 메일 서버 응용의 성능 평가

38 시에 활용한다. 성능 시에서는 데이터블록의 크기를 평균 2KB에서 16KB로 증가시키며 수행한다. 대용량 파일처리(LFP) 같은 응용을 위한 스토리지의 성능평가 스펙인 SPC-2에 대한 설명은 뒤에서 추가 할 것이며 SPC-1과 SPC-2의 특징을 요약하면 그림9와 같다. 그림 9 SPC-1과 SPC-2의 특징 비교

39 3. SPC BMT 스펙 분석 가. SPC-1 BMT 스펙 SPC 벤치마크-1(SPC-1) 은 주로 은행업무와 같은 OLTP 서비스에 대한 스토리지 성능측정을 위한 벤치마크 스펙이다. 그러므로 SPC-1 에서는 512byte에서 8KB 크기로 블록크기를 변화시켜 가면서 IOPS 를 테스트 하고 이중 가장 높은 IOPS 값을 나타내는 512byte 조건 의 IOPS를 결과보고서에 제공하고 있다. (1) SPC-1 작업부하 생성기(workload generator) SPC-1 작업부하 생성기는 응용프로그램의 수행을 시뮬레이션하기 위한 호스트 시스템 상의 응용프로그램으로 구성할 수 있으며 작업 부하 생성기의 주요기능을 다음과 같다. l l l l l l 테스트 대상 장치에 대한 I/O 요청 파라미터를 생성함 테스트를 위한 저장장치 구성에 따라 I/O 요청을 발생시킴 저장장치로부터 완료된 I/O 요청을 입수함 I/O 요청에 대한 오류 점검 및 타임스탬프를 구성함 완료된 I/O 요청과 테스트 반복에 대한 통계정보를 계산함 벤치마크 내의 각 테스트반복에 대한 태스크 결과를 생성함 I/O 스트림 생성기는 테스트 저장장치의 개별 인스턴스에 대한 일 련의 I/O 요청을 생성하며 I/O 스트림의 전송크기(Transfer Size), 전송주소(Transfer Address), I/O 연산의 형태 및 I/O 요청에 대한 전송 얼라인먼트(Transfer Alignment) 을 계산한다

40 SPC-1의 작업부하를 위한 스토리지는 그림 10과 같이 ASU 1 - Data Store, ASU 2 - User Store, ASU 3 Log/Sequential Write 와 같은 3개의 ASU로 구성되어 있다. ASU-1-data store 는 4개의 병렬 I/O 스트림을 가지고 있으며 전 체 주소공간에 균일하게 분포된 읽기/쓰기 스트림이 있으며 순차적 읽기 스트림이 나타나고 있다. ASU-1을 위한 I/O 강도는 전체 SPC-1 I/O command 트래픽의 59.6% 로 나타나고 있다. ASU-2 user store는 이와 관련된 3개의 병렬 I/O가 있다. ASU-1 과 마찬가지로 ASU 전체주소 공간에 걸쳐 랜덤하게 분포 된 읽기/쓰기 스트림을 가지고 있으며 data store 보다는 집중된 I/O 스트림이 훨씬 적게 나타난다. I/O강도도 전체 command 트래 픽의 12.3% 로 나타나고 있다. 끝으로 ASU 3 Log/Sequential Write는 logging이나 다른 순차 적 쓰기(sequential write)동작을 나타낸다. I/O강도도 전체 command 트래픽의 28.1 % 로 나타나고 있다. 그림 10 작업부하생성기 구성요소, I/O 스트림 및 ASU 관계

41 (2) SPC-1 BMT 스펙 SPC-1의 성능테스트 스펙은 테스트 방법과 테스트 과정을 구체적 으로 제공하고 있다. SPC-1의 실행은 그림 11과 같이 ramp-up 즉 start-up 단계와 steady state 기간 즉 측정구간, 그리고 ramp-down 즉 shut-down 구간인 3 구간으로 구분한다. 그러므로 측정 구간 내에서 완성된 I/O 만이 유효 값으로 측정된 IOPS가 된다. 그림 11 주요 메트릭 테스트와 테스트단계 SPC-1의 스토리지의 환경 구성은 DAS, NAS, 그리고 SAN등 다양 하게 지원하고 있으며 SPC-1에서는 이들 3가지 구성방식에 대한 성능 테스트 시스템 구성방식을 제공하고 있으나 최고 성능을 측정하기에 적합한 DAS 구성환경을 기본으로 벤치마크 결과를 제공하고 있다. 하지만 최근 실제 사용자들이 스토리지를 운용하는 구성방식은 SAN 방식이므로 이에 대한 성능테스트 시스템 구성방식이 필요하 며 그림 12는 SPC-1 의 SAN 구성을 보여주고 있다

42 그림 12 스토리지 네트워크 (SAN) 구성방식 한편, SPC-1 성능테스트에서는 반복성을 테스트 한다. 그림 13은 SPC-1의 반복성 테스트를 위한 이벤트들과 컴포넌트들 을 보여준다. 그림 13에서 동일한 테스트 단계를 2회 반복하는 것을 볼 수 있다

43 그림 13 반복성 테스트 단계 이상과 같은 SPC-1 벤치마크 테스트 과정을 요약하면 그림 14와 같다. 그림 14에서 볼 수 있듯이 테스트 시간은 3시간으로 지정하고 있으며 작업부하를 10% 부터 100% 까지 변화시켜 가면서 최소 10 분씩 테스트하고 또한 이와 같은 과정을 반복하는 반복성 테스트를 거치는 것을 알 수 있다

44 그림 14 SPC-1 성능테스트 과정 요약 마지막으로 그림 15는 SPC-1 BMT 결과보고서양식들이다. 그림 15 SPC-1 결과보고서 양식(IOPS)

45 그림 16 SPC-1 결과보고서 양식(용량) 그림 17 SPC-1 결과보고서 양식(작업부하율에 따른 응답시간) 나. SPC-2 BMT 스펙 SPC-2는 대용량 파일 처리(LFP: large file processing), 대용량 데이터베 이스 질의(LDQ: large database query) 그리고 VOD(Video on Demand) 의 세 종류 작업부하에 대한 성능평가를 위해 사용하는 스펙이다. 이들 작업부하의 특징은 공통적으로 순차접근 및 대형 블록의 I/O 처리라는 점이다[3]. SPC-2의 주요성능지표인 MBPS는 초당 처리할 수 있는 데이터 전 송 처리량으로 일반적으로 순차접근 및 대형블록의 I/O의 특성을 갖는 대용량 프로세싱, 스트리밍 어플리케이션, 큰 파일 액세스, 백 업/재저장, 배치 작업, VTL에 활용된다. SPC-2에서는 위와 같은 3가지의 응용에 대하여 64KB, 256KB 그리

46 고 1024KB 블록크기 변화에 따른 MB/s를 측정한 이후에 그들의 평 균값으로 최종보고서를 작성한다. 아래 표 2, 3, 4는 3가지 작업부하들의 블록크기와 읽기쓰기 비율 등 파라미터를 정리한 것이다. 표 2 LEP의 파라미터 종류와 블록크기 표 3 LDQ의 파라미터 종류와 블록크기 표 4 VOD의 파리미터의 종류와 블록크기

47 그 이외의 측정 방법은 SPC-1과 대부분 동일하게 실시되며 아래 그림 18과 표 5는 SPC-2 측정방법을 요약한 것이다. 역시 SPC-2도 반복 테스트를 하는 것을 볼 수 있다. 그림 18 SPC-2 측정 방법

48 표 5 SPC-2 측정과정 요약

49 이와 같은 SPC-2 BMT 스펙을 이용하여 측정한 결과는 표 6과 같 은 결과보고서 양식에 의하여 제공된다. 표 6에서 볼 수 있듯이 LFP, LDQ, 그리고 VOD 3가지 작업부하에 따른 각각의 MB/s를 제공하고 아울러 이 3가지 결과 값의 평균값 을 SPC-2 MBPS 로 제공하고 있음을 볼 수 있다. 표 6 SPC-2 결과보고서 양식 예시

50 4. 스토리지 벤더별 스토리지 성능스펙 및 측정환경 조사 분석 가. IBM, HP, HDS, SUN, Fujitsu 벤더 IBM, HP, HDS, SUN, Fujitsu 벤더 등의 성능스펙과 측정환경은 SPC에 잘 나타나있다. 본 연구에서는 스토리지 벤더별 성능스펙 및 측정환경을 조사 분석하기 위하여 SPC에서 2009년 10월 현재까지 발표하고 있는 스토리지 벤더별 SPC-1, SPC-2 BMT 결과를 비교분 석하였다. 표 7부터 표 8까지는 이들을 각 비교항목별로 상위에 있는 모델들 을 정리한 것이다. SPC-1에서 발표하고 있는 IOPS 성능은 IBM의 powertm 595 모델이 300,000 IOPS로 가장 높게 나타났고 SPC-2에 서 발표하는 MB/s의 경우는 SUN storage 6780이 4675 MB/s를 나 타내고 있다. 단, SPC의 IOPS는 512B 블록크기에서 측정한 값이고 MB/s 는 256, 1024 KB 블록크기와 LFP, LDQ 그리고 VOD 세 가지 측정값을 평균한 값이다. SPC-에 발표되어있는 모든 벤더와 모든 모델들에 대한 SPC-1, SPC-2 BMT 결과를 이용하여 각각의 성능별 비교결과 즉 IOPS가 높은 순으로 정렬, MBPS가 높은 순으로 정렬, 응답시간이 빠른 순 으로 정렬된 표를 부록 2에 첨부하였다

51 표 7 SPC-1 스토리지 성능측정 결과표 (IOPS 높은 순으로 정렬 - 전체내용 부록2참고) 표 8 SPC-2 스토리지 성능측정 결과표 (MBPS 높은 순으로 정렬 - 전체내용 부록2참고) 1)

52 나. EMC 벤더 한편, SPC에 가입되어 있지 않기 때문에 SPC에 발표되어 있지 않은 EMC 벤더의 스토리지 측정환경을 조사하기 위하여 EMC 한국지사 전 문가로부터 관련 자료를 획득하였다. 그림 19, 20은 EMC의 표준제안 서에 나타난 EMC DMX-4 고성능 스토리지 모델의 성능스펙과 측정시 스템 구성도중의 하나이고, 그림 21은 EMC의 BMT 시나리오를 보여 준다. EMC에서 획득한 관련 자료는 부록 4로 첨부하였다. 그림 19 EMC 제품의 스펙표현 (표준제안서 참고) 1) TMS:: Texas Memory Systems, DRAM기반의 SSD 스토리지 전문업체

53 그림 20 EMC 의 BMT 측정환경 예 그림 21 EMC 스토리지 BMT 시나리오예시

54 제 3 장 정부통합전산센터 도입 스토리지 성능평가 기준 연구 제 1절 성능평가 요소, 평가방법 도출, 동 방법에 따른 기준 수립 1. 스토리지 성능요소 기준 스토리지 시스템 성능의 대표적인 성능지표인 IOPS 및 MB/s 와 응답시간(response time), CPU 사용률, 가용성(availability) 중에서 IOPS, MB/s 그리고 응답시간을 정부통합전산센터 도입 스토리지의 성능지표로 권고한다. 이는 SPC의 측정스펙과 주요 스토리지 벤더들의 의견을 참고하였다. 2. 스토리지 정의 스토리지 성능측정시 용량은 동일하게 하는 것을 기본으로 하되, 미러링을 수행하는 경우 물리적인 디스크 공간의 1/2 을 성능 시험 을 위한 용량으로 활용하도록 권고하며 성능측정을 위한 디스크 공 간의 볼륨 구성은 성능시험조건에서 정의한 환경에 따라 구성하도록 한다. 즉, 두개 이상의 응용의 동시 수행을 위한 시스템을 위한 스토 리지 성능측정은 논리적 볼륨(LV)을 2개 이상 구성하도록 하며, 논 리적 볼륨은 1개 이상의 물리적 파티션으로 구성할 수 있다. 스토리지 성능측정에 있어서 스토리지의 캐시크기가 성능에 커다 란 영향을 미치기 때문에 성능측정시 작업부하의 크기를 캐시크기의 최소 4배 이상으로 설정하는 것을 권고한다. 스토리지 성능측정시 디렉토리 깊이는 메타데이터 접근 성능을 평 가하기 위한 파라미터로서 I/O 요청을 위해 단일 디렉토리에 테스

55 트 파일을 구성하는 경우는 디렉토리 캐쉬(메타데이터) 에 따라 메 타데이터의 I/O 성능 평가가 쉽지 않으므로 디렉토리의 깊이는 3이 상으로 설정하여야 하며, 최소 서브디렉토리의 수는 10 이상으로 설정하는 것을 권고한다. (참고 : A Performance Comparison of NFS and iscsi for IP-Networked Storage, USENIX 2004) 디렉토리에 포함되어야 하는 파일의 수는 최소 1000 개 이상으로 정의한 후 이를 균일하게 개별 디렉토리에 포함시키도록 한다. 3. 블록크기 기준 가. 블록크기의 영향조사 스토리지의 중요한 성능지표인 IOPS, MB/s 그리고 응답시간 모두 블록크기에 따라 커다란 변화가 있다. 아래 표는 SolidStorage의 HDD, Flash SSD 그리고 DRAM SSD 스토리지의 Random 읽기/쓰기별, 블록크기에 따른 IOPS, MB/s 그 리고 평균 응답시간 측정값을 보여주고 있다

56 표 9 HDD의 임의 읽기/쓰기에 대한 결과 RANDOM READ RANDOM WRITE Block Size Read IO/s Read MB/s Avg Service Time-ms Block Size Write IO/s Write MB/s Avg Service Time-ms 512B B K K K K K K K K K K K K K K K K 표 10 Flash SSD의 임의 읽기/쓰기에 대한 결과 RANDOM READ RANDOM WRITE Block Size Read IO/s Read MB/s Avg Service Time-ms Block Size Write IO/s Write MB/s Avg Service Time-ms 512B B K K K K K K K K K K K K K K K K 표 11 DRAM SSD의 임의 읽기/쓰기에 대한 결과 RANDOM READ RANDOM WRITE Block Size Read IO/s Read MB/s Avg Service Time-ms Block Size Write IO/s Write MB/s Avg Service Time-ms 512B B K K K K K K K K K K K K K K K K

57 표 9-11에서 IOPS 측정을 위하여 블록크기를 512B부터 128KB 까 지 다양하게 변화시켰을 때, IOPS는 I/O 동작 처리건수를 측정하는 것이므로 당연히 블록크기가 가장 작을 때 즉 512B일 때 가장 커다 란 값을 나타내는 것을 볼 수 있다. 반면에 MB/s 는 블록크기가 클 수록 오히려 높은 값을 나타내고 있으며 실제로 SPC-1에서는 512B 일 때의 IOPS 값을 최종 보고서로 SPC-2에서는 MB/s를 64KB, 256KB, 1024KB 블록크기에 대한 평균값으로 제공하고 있다. 나. 블록크기 기준 사례조사 사이 트에서 제공하고 있는 IBM의 응용별 블록크기는 표 12와 같다. 표 12 IBM의 응용별 블록크기 응용별 구분 Groupware on Windows (Lotus Domino, Exchange) Database server on Windows (Oracle, SQL Server, DB2) File server (Windows) File server (NetWare) File server (Linux) Web server Video file server (streaming media) Other 블록 크기 32 KB to 64 KB 32 KB to 64 KB 16 KB 16 KB 64 KB 8 KB 64 KB to 1 MB 16 KB 한편 MB/s 는 특성상 LFP나 배치처리(batch processing) 그리고 VOD와 같은 응용을 위한 스토리지 성능지표로 매우 중요한 기준이 된다. SPC-2 에서는 아래 표 13, 14, 15와 같이 LFP, LDQ(large database query), VOD 3가지의 작업부하를 64KB, 256KB와 1024KB 블록크기 변화에 따른 MB/s를 측정한 이후에 그들의 평균값으로 최종보고서를 작성한다

58 표 13 LEP의 파라미터 표 14 LDQ의 파라미터 표 15 VOD의 파리미터 다. 정부통합전산센터 스토리지 성능평가를 위한 블록크기 기준 정부통합전산센터에서 스토리지를 이용하는 환경에서 블록단위 읽기쓰기에서 블록크기가 512B 인 응용프로그램은 거의 없고 이메 일이나 웹서버 등의 OLTP 성 처리 대부분은 4KB, 8KB, 16KB 이다. 그러므로 OLTP 응용에 활용되는 스토리지의 IOPS 성능지표 측정 을 위한 블록크기는 4KB, 8KB, 16KB를 포함하여 측정하고 하나의

59 대표 값은 8KB로 권고한다. 아울러, 백업, VOD, LFP(Large File Processing) 응용에 사용되는 스토리지의 MB/s 측정은 SPC-2의 의견을 기반으로 64KB, 256KB, 1,024KB로 권고하고 대표 값은 응용에 따라서 다르게 적용하는 것 을 권고하고자 한다. 즉 VOD 스토리지와 LFP를 위한 MB/s의 대표 값은 256KB, 배치작업이나 LDQ(Large Data Query)를 위한 MB/s의 대표 값은 64KB, 백업 스토리지를 위한 MB/s의 대표 값은 1,024KB 를 대표 값으로 하는 것이 가능한 실제상황과 유사하면서 최대성능 을 표현할 수 있기 때문이다. 그럼에도 불구하고 MB/s에 대하여 반 드시 하나의 대표 값이 필요하다면 이 세가지 응용에 따른 MB/s 결과 값의 평균값이나 혹은 블록크기가 256KB일 때의 MB/s 값을 선택하는 것을 권고하고자 한다. 4. 읽기쓰기 비율기준 가. 읽기쓰기 비율기준 사례조사 읽기 쓰기 비율 또한 스토리지 성능지표인 IOPS, MB/s 그리고 응답시간 모두에게 영향을 미친다. 표 16에서 볼 수 있듯이 SPC에 서는 읽기 100%, 쓰기 100% 그리고 읽기 쓰기 비율을 5:5의 비율로 하는 것을 볼 수 있다

60 표 16 SPC-2의 읽기/쓰기 비율 표 17 SPC-1의 읽기쓰기 비율

61 아래 표 18은 주요 스토리지 벤더중 하나인 I 사에서 국내고객을 위하여 BMT할 때 사용한 읽기쓰기 비율로써 7 : 3의 비율을 사용하 고 있음을 볼 수 있다. 표 18 국내 I 벤더 지사에서 BMT할 경우의 읽기/쓰기 비율 한편, 표 20은 스토리지 서버벤더인 e 사에서 국내고객을 위하여 BMT 할 때 사용한 읽기쓰기 비율이다. 표 19에서는 응용을 blog, web server와 file server와 streaming server, 그리고 DB server 4가지로 나누고 각 응용에 대하여 읽기쓰 기 비율을 다르게 적용하여 측정한 것을 볼 수 있다. 이 벤더에서는 8 : 2 비율을 더 많이 적용한 것을 볼 수 있다

62 표 19 국내 스토리지 서버 벤더의 BMT에서 읽기/쓰기 비율 나. 정부통합전산센터의 읽기쓰기 비율 기준 이상과 같이 SPC 및 벤더의 측정 시 사용하는 읽기 쓰기 비율을 분석한 결과, SPC에서는 읽기 100%, 쓰기 100% 그리고 읽기와 쓰기 5 : 5로 측정하고 있으나, 본 연구에서는 스토리지 BMT 전문가들의 의견 수렴을 통하여 읽기쓰기 비율을 읽기 100%, 쓰기 100% 그리고 읽기: 쓰기가 7 : 3 으로 하는 것을 권고하고자 한다. 만약 한 가지 읽기 쓰기 비율만을 선택하여 대표 값을 정한다면 7 : 3 비율 기준을 권고한다

63 5. 스토리지 성능 측정도구 기준 가. 스토리지 성능평가 측정도구 사례조사 (1) IOMeter IOMeter 는 시스템에 장치된 디스크와 같은 저장장치의 성능을 측 정하는 대표적인 측정도구로서 IOPS 및 MB/s 등 다음과 같은 성능 지표를 측정할 수 있다. 1 IOPS(Input Output Per Second) : IOPS 2 Response time : ms 3 DTR(Data Transfer Rate) : MB/s 4 CPU Utilization : % 하지만 IOMeter 는 1 Solaris 9, 2 Red hat Linux, 3 Windows 2003, xp로서 플랫폼이 제한 적이다. (2) Bonnie++ Bonnie++ 는 디스크와 파일시스템의 성능을 측정하는 도구로서 통상적으로 순차적인 I/O측의 순차적 읽기, 순차적 쓰기, 순차적 다 시쓰기를 중점적으로 성능 측정하는 프로그램 중 하나이며 측정항목 은 다음과 같다. 1 Sequential Read Throughput : MB/s 2 Sequential Write Throughput : MB/s 3 Sequential Rewrite Throughput : MB/s 4 CPU Utilization : % 5 Seek time : ms

64 Bonnie++ 는 Red hat Linux 환경에서 측정가능한 도구이다. (3) Vdbench Vdbench는 Vandenbergh benchmarking의 약어로써 디스크 및 테 이프 I/O 작업부하생성이 가능하며, 직접 또는 네트워크로 연결되어 진 다음과 같은 스토리지의 성능을 측정할 수 있다. 1 IOPS(Input Output Per Second) : IOPS 2 Response time : ms 3 DTR(Data Transfer Rate) : MB/s 4 CPU Utilization : % Vdbench은 java로 작성되었기 때문에, Solaris Sparc, X86, Windows, AIX, Linux, HP, OS/X 과 같은 다수의 플랫폼에서 동작할 수 있는 장점이 있고 SPC-1 과 SPC-2의 작업부하 생성을 지 원한다. 나. 정부통합전산센터 스토리지 성능평가 측정도구 기준 본 연구에서는 스토리지 성능측정 도구로써 Vdbench를 권고하고 자 한다. Vdbench은 java 로 작성되었기 때문에 다수의 플랫폼에서 동작할 수 있고 SPC-1 과 SPC-2 BMT 스펙에 의한 측정이 가능하기 때문이다. 반면에 널리 쓰이고 있는 Iometer는 window O/S 로 제 한되는 단점이 있다

65 제 2절 스토리지 등급별 성능 가이드라인 연구 1. 스토리지 벤더별 등급분류 및 스펙비교분석 가. 벤더별 스토리지 등급분류 표 20은 주요 스토리지 주요벤더별로 고성능(high-end), 중성능 (midrange), 그리고 저성능(entry) 급을 제품 모델명으로 분류해놓는 것이다. 표 20은 벤더에서 보내온 자료를 그대로 정리한 것이며 벤 더마다 특정 타 벤더의 모델에 대하여 고성능이 아닌 중성능이다 라 는 식의 등급분류에 대한 다른 견해를 피력하는 경우도 있었다. 스토리지를 고성능, 중성능, 저성능으로 분류하는 기준을 다양한 방법으로 문의하고 협의하였으나 벤더별로 합의된 기준을 찾는 것은 불가능하였다. 벤더들 대부분 용량, IOPS, 그리고 MB/s와 같은 정 량적인 성능지표 보다는 확장성, 가용성 그리고 다양한 기능지원여 부를 가지고 분류하여 발표하고 있고, 고성능은 신뢰성이 가장 중요 한 기준이고 저성능은 가격이 가장 중요한 기준이라는 견해를 가진 벤더도 있었다

66 표 20 벤더별 스토리지 등급별 주요모델명 구분 벤더 IBM HP HDS EMC SUN 고성능(High-End) 중성능(Midrange) 저성능(Entry) DS6800 DS /72 DS3200 XIV DS /82 DSC9900 DS3300 DS5020 DS8100 DS5100 DS3400 DS8300 DS8700 XP20000 XP24000 USP-VM USP-V DMX DMX-4 StorageTek 9990V StorageTek 9985V Sun Storage 6780 DS5300 EVA8400 EVA6400 EVA4400 AMS1000 AMS500 AMS200 AMS2100 AMS2300 AMS2500 WMS100 CX4-120 CX4-240 CX4-480 CX4-960 EXP3000 MSA50 MSA60 MSA70 MSA2000i MSA2000fc MSA2000sa SMS100 AX150 AX4 Sun Storage 6580 StorageTek 2540 Sun Storage 6180 StorageTek 6140 Sun Storage 7410(NAS) Sun Storage 7310(NAS) Sun Storage 7210(NAS) StorageTek CSM200 (CSM2) (Expansion) StorageTek 2530 StorageTek 2510 Storage J4500(JBOD) Storage J4400(JBOD) Storage J4200(JBOD) Storage F5100(JBOD) Sun Storage 110 NAS) Fujitsu ETERNUS8000 Model 1200 ETERNUS8000 Model 2200 ETERNUS4000 Model 400 ETERNUS4000 Model 600 ETERNUS DX60 ETERNUS DX

67 나. SPC 에 발표된 주요벤더의 스토리지 등급별 성능 비교분석 본 연구에서는 SPC-1과 SPC-2에 발표된 주요벤더의 스토리지 모 델을 고성능, 중성능, 그리고 저성능으로 구분하고 이에 대한 성능을 비교분석하였다. 표 22, 23의 분석결과에서 나타났듯이, 고성능급 모 델의 IOPS는 58,000에서 300,000까지 다양하게 나타났으며 MB/s도 3,200MB/s에서 8,700MB/s까지 다양하게 발표되고 있다. 중성능급 모델의 IOPS는 12,000부터 90,000까지, MB/s는 800MB/s 부터 5,000MB/s까지로 발표하고 있다. 마지막으로 저성능급 스토리 지의 IOPS는 9,000정도, 그리고 MB/s는 300MB/s부터 700MB/s까지 로 발표되고 있다. 이와 같은 SPC 결과는 측정년도가 2005년 이전 것도 있고 이미 단종된 품목도 있기는 하지만 스토리지 등급을 분류 하는데 기준을 삼을만한 최소한의 근거를 내포하고 있다고 판단된 다. 물론 스토리지 기술의 발전에 힘입어 수년전에 고성능 급이었던 것이 현재는 중성능급으로 분류될 수밖에 없고 중성능 급이었던 것 이 저성능(entry)급으로 분류되는 것이 많을 것으로 예상된다. 표 21, 22는 고성능급 모델에 대한 주요 스토리지 벤더들의 등급별 모델에 대하여 SPC-1 및 SPC-2 성능스펙을 비교한 것이다. 표 21 SPC-1의 고성능(high-end)급 스토리지 BMT 결과비교

68 표 22 SPC-2의 고성능(high-end)급 스토리지 BMT 결과 표 23, 24는 중성능급 모델에 대한 주요 스토리지 벤더들의 등급별 모델에 대하여 SPC-1 및 SPC-2 성능스펙을 비교한 것이다. 표 23 SPC-1의 중성능(midrange)급 스토리지 테스트 결과

69 표 24 SPC-2의 중성능(midrange)급 스토리지 테스트 결과 표 25, 26은 저성능급 모델에 대한 주요 스토리지 벤더들의 등급별 모델에 대하여 SPC-1 및 SPC-2 성능스펙을 비교한 것이다. 표 25 SPC-1의 저성능(entry)급 스토리지 테스트 결과 표 26 SPC-2의 저성능(entry)급 스토리지 테스트 결과

70 다. Ideas 의 벤더별 스펙비교 자료 한편 S 벤더에서 보내온 벤더별 등급별 스펙 비교자료를 부록 3으 로 첨부하였다. 이 자료는 Ideas의 아래 사이트에서 얻은 일반 사용 자에게는 비공개된 자료로써 벤더 모델별로 등급을 명시하고 각각의 스펙들을 자세하게 비교해 정리했기 때문에 참고할 만한 자료이다. 표 27은 ideas에서 스토리지 벤더별 제품을 등급별로 구분하고 그 에 대한 스펙을 비교한 것이다. 저성능(workgroup) 모델의 경우 최대 디스크드라이버의 개수는 12-14개 정도이며, 최대 용량은 2-15TB, 그리고 subsystem의 최대 드 라이버 개수는 개이고 최대 확장 가능한 용량은 45-60TB로 나 타났다. 호스트 인터페이스 수는 2-4개이며 최대 캐시용량은 256MB-2GB 로 나타났다. 한편, 중성능(midrange)급의 모델의 경우는 최대 디스크드라이버의 개수는 12-48개 정도이며, 최대 용량은 TB, 그리고 sub system 의 최대 드라이버 개수는 이고 최대 확장 가능한 용량은 TB 로 나타났다. 호스트 인터페이스 수는 2-12개이며 최대 캐 시용량은 512MB-36GB 로 나타났다. 끝으로 고성능(enterprise, high end)급의 모델의 경우는 최대 디스 크드라이버의 개수는 개 정도로 나타났으나 SUN을 제외한 벤 더는 128개 이상이 대부분이며, 최대 용량은 TB, 그리고 subsystem의 최대 드라이버 개수는 이고 최대 확장 가능한 용 량은 TB로 나타났다. 호스트 인터페이스 수는 2-224개이나 역시 48개 이상이 대부분이며 최대 캐시용량은 512MB- 512GGB 로 나타났으나 대부분은 128GB 이상이었다. 분석결과, 벤더에서 주장하는 등급의 스펙이 매우 커다란 차이가 있 음을 알 수 있다. 그러므로 정부통합전산센터에서 스토리지를 도입할

71 경우에는 응용을 고려하여 등급만으로 스토리지의 성능이나 우수함을 평가하지 말고 디스크드라이버의 수, 호스트 인터페이스의 수, 그리고 캐시용량의 크기를 구체적으로 명시할 필요가 있을 것이다. 표 27 ideas의 스토리지 등급별 구분

72 - 51 -

73 2. 정부통합전산센터 도입 스토리지 등급별 성능 가이드라인 연구 가. 스토리지 등급 분류기준 사례조사 (1) SNIA 의 등급분류기준 국제적인 스토리지 네트워킹 산업협회인 SNIA에서는 고성능 enterprise급의 요구조건으로 다음과 같은 특징을 언급하고 있다. 고성능 enterprise급 스토리지는 로컬 및 원격 복제기능이 있고 고 가용성과 높은 처리율을 가지고 있고 캐시 크기도 256GB까지 확장가 능하고 front end FC 인터페이스 개수가 까지, back end는 많 은 링크를 갖는 FC를 기본으로 하고, 디스크 드라이브는 GB까 지 지원하는 것으로 정의하고 있다. SNIA 발표 자료가 2008년 교육 자료임에도 불구하고, 캐시크기는 256GB를 최대로 표기하는 것을 보면 다소 낮은 기준을 삼은 측면이 있어 보이지만 등급분류 기준으로 IOPS나 MBPS를 구체적으로 언급 하지 않은 것을 주목해야 할 것이다. 반면에 중성능급 스토리지는 로컬 및 원격 복제기능과 가용성이 제한적이거나 옵션이고 캐시 크기도 1-16GB까지로 제한적이고 dual controller 당 8까지의 FC 링크를 가지고 있고, GB의 드라이브 옵션과 7.2K RPM부터 15K RPM을 지원하는 것으로 정의하고 있다. 이와 같은 SNIA 의 고성능급, 중성능급 분류기준을 정리하면 표 28, 29와 같다

74 표 28 SNIA의 고성능급 스토리지의 요구 조건 표 29 SNIA의 중성능급 스토리지의 요구 조건 (2) Gartner의 enterprise 등급 스토리지 분류기준 2009년 8월에 발표된 Gartner 그룹의 보고서 MarketScope for High-End Enterprise Disk Arrays, April Adams, Roger W. Cox, Stanley Zaffos 에서는 엔터프라이즈급 스토리지의 구분을 위하여 IOPS, MBPS 와 같은 성능지표자체 보다는 다음과 같은 시장의 반 응을 기준으로 제시하고 있다. Marketing strategy (completeness of vision) Sales strategy (completeness of vision) Product strategy (completeness of vision)

75 Product or service (ability to execute) Sales execution and pricing (ability to execute) Market responsiveness and track record (ability to execute) Customer experience (ability to execute) 이와 같은 기준에 의하여 가트너가 정한 Enterprise 대상의 스토리 지는 벤더별로 다음과 같다. EMC Symmetrix V-Max and DMX-4 Hitachi/Hitachi Data Systems Universal Storage Platform V and VM IBM System Storage DS8000 HP StorageWorks XP24000, XP20000 (Hitachi OEM 제품) Sun Sun StorageTek 9990V and 9985V (Hitachi OEM) Fujitsu ETERNUS8000 그림 22는 이 보고서에서 발표한 시장에서의 반응을 분석한 자료 이다. 시장에서는 EMC와 히다찌 제품에 매우 긍정적인 반응을 보이 고 있음을 알 수 있다. 단 IBM에서는 XIV 2009년에 XIV를 발표한 바 있으며 이 모델의 성능지표는 기존 제품보다 대부분 상위에 있으 나 본 보고서에서는 누락되어 있다

76 그림 22 고성능급 스토리지를 위한 MarketScope (3) IDC의 스토리지 등급 분류기준 한편, 대표적인 국제 시장조사 기관인 IDC 에서는 스토리지 등급 을 다음 표 30과 같은 스토리지의 아키텍처 중심의 기준과 표 31의 가격기준으로 분류하고 있음을 알 수 있다. 표 30 IDC 의 스토리지 등급별 분류기준 구분 특징 비고 저성능(Low-end or Entry-level) 중성능(Midrange) 모든 JBOD 스토리지, 저성능 NAS 시스템, 저 가격 모듈화된 스토리지 아키텍처, 즉 EMC CLARiiON, IBM FAStT (now DS4000 family), HP EVA, HDS Thunder 등 - - 고성능(High-end) 메인프레임 연결형 모노리딕 아키텍처, 즉 IBM ESS Shark와 DS8000/6000, EMC Symmetrix/DMX, 그리고 HDS Lightning 등

77 표 31 IDC의 스토리지 등급별 가격 기준 스토리지 구분 저성능급 중성능급 고성능급 가격 기준 US$1,000 - US$150,000 US$15,000 - US$500,000 US$300,000 - US$500,000 표 31의 등급별 가격범위는 IDC's Worldwide Disk Storage Systems Quarterly Tracker 에서 2009년 3분기에 발표한 것으로써 전 세계에 판매된 스토리지의 평균가격들을 조사한 것이다. 그러므로 저성능의 최고가격이 150,000$인데 중성능의 최저가격은 150,000$가 아닌 15,000$로 시작하여 등급 간에 매우 가격이 많이 겹쳐지는 것을 볼 수 있고 금융위기의 영향으로 고성능의 최고가격이 1분기 750,000 $에서 오히려 하락된 것을 볼 수 있다. 참고로 2009년 10월 웹자료 에 의하면 Hitachi 2TB가 $145 로서 이를 환산하면 $0.0725/GB 이 된다. 나. 정부통합전산센터 도입 스토리지 등급 분류기준안 본 연구에서는 정부통합전산센터 도입 스토리지의 등급을 분류하는 기준으로 다음과 같은 주요기준과 부가적 기준으로 분류하고 각각에 대한 기준 특징을 권고하고자 한다. 스토리지 아키텍처와 응용은 IDC 의 등급분류 기준을 반영한 것이 고 확장성 및 캐시메모리용량은 SNIA의 분류기준과 IDEAS 의 등급 별 스펙비교분석 결과를 반영한 것이다. 부가기준으로 선정한 IOPS 및 MBPS는 SPC BMT 결과를 반영하였 다. 단, IOPS의 경우는 SPC의 결과값은 IOPS가 최대값을 나타낼 수 있는 조건 즉, DAS환경, 블록크기가 512B, 읽기 100% 조건에서 측정 된 최대 값이므로 본 연구에서 제시하는 SAN환경, 블록크기 8KB,

78 읽기와 쓰기비율이 7:3인 경우에 대해서는 IOPS 값을 추정하기가 불가능하기 때문에 향후 정부통합전산센터에서는 본 연구에서 제시 하는 기준을 적용하여 BMT를 실시한 다음, 그 IOPS 값을 등급분류 가이드라인으로 적용할지 여부를 결정하여야 할 것이다. (1) 정부통합전산센터 스토리지 등급분류 주요기준안 <스토리지 아키텍처> 구 분 특 징 비고 저성능 (Low-end or Entry-level) 중성능 (Midrange) 모든 JBOD 스토리지, 저성능 NAS 시스템 - 모듈화된 스토리지 아키텍처 - 고성능 (High-end) 메인프레임 연결형 모노리딕 아키텍처 - <확장성 및 캐시메모리> 기준 고성능 중성능 저성능 디스크 드라이브 개수 240 이상 이하 캐시메모리 용량 (GB) 128 이상 이하 호스트 인터페이스 개수 64 이상 이하

79 (2) 부가기준 < 처리율 > 분류 고성능급 중성능급 저성능급 IOPS 30, ,000 이상 (spc-1측정조건) 100,000 30,000 이하 MBPS (spc-2 측정조건) 3,000 이상 1,500-3,000 1,500 이하 스토리지 등급분류 기준은 벤더별로 매우 민감한 사안이기 때문에 이상의 분류기준안에 대하여 6개 스토리지 벤더에 문의하였으며 벤 더별로 서로 다른 다양한 의견을 제시하였다. 모 벤더에서는 타 벤 더의 특정모델은 고성능급으로 인정할 수 없고 중성능으로 분류해야 한다고 주장하는 경우도 있었고, 등급분류 기준에서 디스크드라이브 개수 또한 스토리지 구조에 따라서 개수가 적어도 고성능으로 분류 될 수 있다고 주장하기도 하였다

80 제 4 장 센터 IOT 연계한 스토리지 성능측정 방안 연구 제 1절 스토리지 성능평가기준에 따른 성능측정 환경 1. 스토리지 성능측정 환경 사례연구 스토리지 성능평가를 위한 측정환경을 연구하기 위하여 SPC의 테 스트 환경과 스토리지 주요벤더의 국내 지사 BMT 전문가와 의견을 교류하였다. 가. SPC 측정시스템 사례조사(DAS) 먼저 SPC에서 IBM, HP, SUN, Fujitsu의 고성능 스토리지 측정을 위하여 공용으로 사용한 BMT 시스템 구성환경을 조사한 결과, 그림 23과 같은 DAS 구성이었으며 표 32는 그림 23의 구성도에 사용된 서버성능의 상세스펙이다. 이 구성도는 특히 2009년도에 출시된 IBM의 고성능급 스토리지 성능측정에 사용된 사양이기 때문에 이와 같은 서버 사양을 활용하면 이하 중성능급 스토리지 성능측정에 있 어서 서버로 인한 영향은 없을 것으로 판단된다

81 그림 23 SPC에서 고성능급 스토리지 BMT에 공용으로 사용된 구성 표 32 상기 BMT 환경의 시스템 상세 스펙

82 나. SPC의 HP 스토리지 측정구성도 사례조사 (DAS) SPC에 발표된 또 하나의 고성능급 스토리지를 측정하는 환경 구 성도를 조사하였다. 그림 24와 표 33은 HP의 고성능급 스토리지의 성능 측정을 위하여 사용된 시스템 구성환경과 서버 상세스펙이다. 그림 24 SPC의 HP스토리지 성능측정을 위한 시스템 구성 표 33 HP스토리지 성능측정을 위한 시스템 구성 상세 스펙

83 다. 국내 스토리지 BMT 측정환경 사례 조사(SAN) 한편 주요스토리지 벤더의 국내 지사에서 실제로 실시하는 BMT 측정 구성도를 조사하였다. 벤더에 따라서는 측정시스템 구성도도 보안으로 하고 있기 때문에 미공개하고 있으나 벤더와의 미팅에서 확인한 결과, BMT 구성도 자체가 고객의 요구에 의하여 그때그때 변하기 때문에 특별한 지침은 없는 것으로 판단된다. 그림 25는 I벤더의 국내지사에 SAN 스위치를 이용하고 단일서버 환경에서 스토리지 성능을 BMT하는 구성환경 사례를 보여준다. 이 구성환경은 Windows 환경과 IOmeter를 이용하는 측정환경이었다. 이와 같이 국내 스토리지 BMT는 측정도구나 측정시스템 환경이 고 객의 요구에 의하여 그때그때 변하는 것을 알 수 있다. 그림 25 I사의 국내지사에서 실시한 BMT 측정 구성사례(SAN)

84 또한, E벤더의 국내지사에서 실시한 BMT 측정구성도 사례는 그림 26, 27과 같다. 그림 26 E사의 스토리지 BMT 환경사례 그림 27 E사의 BMT 환경 구성사례

85 2. 정부통합전산센터 도입 스토리지 성능측정 시스템 구성방안 정부통합전산센터의 스토리지는 대부분 SAN환경에서 이용되기 때 문에 센터 도입 스토리지 성능측정을 위한 시스템 구성은 그림 30과 같이 SAN으로 구성하고 센터의 스토리지는 다양한 서버벤더를 이 용한 SAN 환경이므로 IBM, HP, SUN, NT 4개의 서버를 SAN 스위 치로 연결하는 형태로 구성하는 것을 권고한다. 만약 서로 다른 서버에서 동일한 스토리지 모델의 스토리지 성능 을 측정하였음에도 불구하고 측정값이 다르게 나오는 경우는 성능의 최고치를 나타내는 서버환경과 최저치를 나타내는 서버환경 각각을 제시하고 각 성능측정치를 평균한 값으로 결과 값을 보고할 수 있도 록 한다. 그림 28 스토리지 측정환경 구성도 안 예시

86 그림 28의 측정시스템 중 IBM의 서버사양은 SPC BMT를 위하여 IBM, HP등 주요 4개 벤더가 공용으로 사용했던 다음과 같은 서버의 모델과 사양을 권고하고자 한다. IBM P5 595 Model 9119: Ghz CPU - 2CPU/POWER5 cip 32KB L1 cache, 960KB L2 cache, 18MB L3cache per CPU, 98 GB MM, AIX 5.3 ML$, PCI-X/RIO. 마찬가지로 HP, SUN 의 서버사양도 위에서 제시한 IBM 서버사양 과 비슷하거나 동일 등급으로 할 것으로 권고하고자 하며, 만약 예 산 등의 문제가 있다면 하나의 고성능 서버를 이용하는 측정시스템 을 권고하고자 한다. 그림 30에서 SAN 스위치는 Brocade 300 SAN switch (815 FC HBA) 급과 동일 등급의 SAN 스위치 사용을 권고하고자 한다. 끝으로 만약, 현재의 정부통합전산센터의 IOT 시스템 환경에서 도 입 스토리지 성능을 평가하고자 한다면 동일한 조건에서 BMT를 실 시하기 때문에 공정성은 유지할 수 있지만 서버성능이 낮은 이유로 인하여 고성능급 스토리지의 측정 시에는 스토리지 성능에 영향을 미칠 수 있음을 고려하여야 할 것이다

87 제 2 절 스토리지 성능평가기준에 따른 IOT에 적용 가능한 성능측정 방법 및 시나리오 연구 1. 스토리지 벤치마크 특징 벤치마킹은 성능평가를 위한 주요한 작업이다. 그러나 스토리지 시 스템의 벤치마킹은 쉽지 않은 작업이다. 이는 I/O 장치, 캐쉬, 커널 데몬 및 다른 OS 구성요소간의 복잡한 상호작용으로 인해 분석이 어렵기 때문이다. 특히, SAN 환경의 스토리지 시스템의 경우 다양 한 호스트 서버의 구성 및 스토리지 시스템에 다양한 작업부하를 정 의하여 수행하는 것은 쉽지 않다. 그러므로 올바른 스토리지 성능 평가를 위해서는 다양한 성능시험 수행이 필요하다. 2. 스토리지 성능측정 시나리오 안 가. 스토리지 성능평가 수행절차 본 연구에서 작성된 스토리지 시스템 성능측정 시나리오는 스토 리지 도입이나 스토리지 성능지표 기준을 설정하기 측정 가이드 라 인으로 활용될 수 있다. 그림 29는 스토리지 성능평가를 위한 수행 절차를 보인 것이다. 성능평가 요구사항정의 성능 파라매터 작성 성능시험 수행 측정 및 분석 그림 29 스토리지 시스템 성능평가 수행절차

88 나. 성능평가 요구사항 정의 성능시험을 위한 1단계인 성능평가 요구사항 정의에서는 다음을 수행한다. - 측정 성능지표를 정의 - 평가도구 선정 - 성능시험을 위한 환경의 주요한 고려사항을 파악 스토리지 성능시험의 목적은 스토리지를 기반으로 운영예정인 응 용의 요구사항에 의해 결정되어야한다. 장기적인 성능시험 목적은 성능시험결과에 대한 분석을 통해 스토리지 시스템의 성능 예측을 지원하는 것이다. (1) 측정 성능지표정의 요구사항 정의 중 측정지표는 성능시험 대상 스토리지 시스템이 정부통합전산 센터의 응용 및 장기적인 비즈니스 목적을 만족할 수 있는 값으로 정의한다. l OLTP 기반의 응용에 활용하는 경우는 SPC-1을 참고하여 주요성 능 지표인 IOPS를 측정지표로 선정하며, 부수적으로 응답시간을 지표로 선정하였다. l 대용량 파일처리, 대용량질의처리를 포함한 배치처리 유형 응용 에 활용하는 경우에는 SPC-2를 참고하여 주요성능 지표인 MB/s를 측정지표로 선정하였다. l 웹서버, WAS 와 같은 상호대화식(interactive) 응용의 경우는 사 용자의 요청에 대한 시스템의 서비스 시간인 응답시간을 주 측정 지표로 부수적인 성능지표로 IOPS를 측정지표로 선정할 것을 권고 한다

89 (2) 평가도구 선정 성능시험을 위한 평가도구의 선정 시에는 성능평가지점에 따라 2 개 이상의 마이크로 벤치마크 (micro-benchmark)도구와 1개의 매크 로 벤치마크(macro-benchmark) 도구를 사용하는 것이 좋지만, 다수 의 벤치마크의 도구의 적용이 어려운 경우, VDbench 측정도구를 사 용하도록 권고한다. VDbench 는 성능시험에 활용 시 다음의 장점을 갖는다. l Java 기반으로 구성되므로 다양한 시험환경에서 운영할 수 있음 l SPC-1과 SPC-2의 성능시험을 위한 작업 파라미터를 지원함 l SAN 기반 시험환경을 지원함 (3) 성능측정 환경 고려사항 일반적으로 SAN 기반의 성능시험은 시험에 참여하는 호스트 서버 의 종류 및 사양에 따라 동일한 시험 조건에서 상이한 결과가 발생 할 수 있다. 이를 해결하기 위해 정부통합전산센터는 공정한 성능 시험을 위한 테스트베드를 구성하는 것을 고려하여야 한다. l 스토리지 성능시험 과정에서는 센터 IOT 시스템 구성 시에 가 질 수 있는 문제점을 식별하여야 할 수 있도록 서버의 운영체제 /하드웨어, FC 채널 구성을 포함한 SAN 구성 및 성능시험에 대한 지속적 모니터링 환경에 대한 지원여부를 점검하여야 함 l 스토리지 성능시험은 파일시스템 장애 발생 시의 복구될 때까 지의 최대시간을 정의하도록 하여야 함으로서 응용 처리 서버 수준에서의 신뢰성을 보장하도록 설정하여야 함 l 정부통합전산센터 내의 스토리지 시스템은 IOPS, MB/S 및 응 답시간의 성능 측정지표 외에도 응용에서의 데이터 신뢰성 및 안정적인 데이터 백업 등을 고려하여 구성하여야 한다

90 l 정부통합전산센터의 IOT를 위한 시험시스템은 윈도우 서버와 리눅스 서버 환경과 SAN 스위치를 이용하는 환경으로 윈도우 의 CIFS와 리눅스의 운영체제에서의 NFS의 프로토콜 처리 방 식이 상이하므로 응답속도에 많은 차이점을 보임 l 정부통합전산센터의 IOT를 위한 시험시스템은 최신 높은 데이 터 전송률을 지원하는 IP 기반 스토리지 전송프로토콜인 iscsi 에 대한 지원을 위한 환경 구성이 요구됨 l 정부통합전산센터의 IOT 시험 시스템은 리눅스기반의 서버와 윈도우즈 2003기반의 서버가 SAN 으로 구성되어 있는 구조로 서 동시에 스토리지에 대한 성능시험을 하는 경우 SAN 스위치 의 형상 구성에 따라 일관된 성능시험 결과를 얻기 어려울 것 으로 예상됨 l 정부통합전산센터의 IOT 시험 시스템을 활용하는 경우에는 SAN 구성 시 서버와 스토리지는 FC 채널을 통해 연결되므로 상이한 UNIX 다수 및 Linux 서버로부터 I/O 작업부하가 스 토리지에 부여되는 경우 올바른 성능 평가가 어려우므로 SAN 에는 단일 채널로 연결하여 성능시험을 수행하도록 권고함 l 센터의 IOT 시험 환경에서는 단일 FC 채널로 연결된 서버와 스토리지 성능시험에 추가적으로 서브 스토리지와 목적 스토리 지 간의 외부복제를 위한 FC를 활용할 수 있는 시험 환경 구성 을 고려하여야 함 l 센터의 IOT 시험환경을 이용한 다양한 성능시험을 위해서는 벤 치마크 성능도구 외에도 TPC-C 및 TPC-H 등의 성능시험을 고 려하여야 하며, DBMS 의 탑재 및 데이터베이스 테이블 스페이 스 생성 및 데이터 import 및 export 를 위한 추가환경 구성을 고려하여야 함 l 동일한 서버 및 SAN 조건하에서 벤더의 스토리지 성능을 측 정하는 것은 동일한 조건이므로 공정성은 있지만 고성능 스토

91 리지 성능평가를 측정할 때는 서버의 종류나 외부 인터페이스 의 성능이 영향을 미칠 것으로 예측되며, 이를 피하기 위해서 는 SPC에서 사용한 사양의 Unix 머신을 사용하는 것을 권고하 고자 함 그림 30 현 NCIA의 IOT 환경 구성도 다. 성능측정 조건 파라미터 작성 본 연구에서의 성능 파라미터는 스토리지 성능시험을 위한 최소한 의 성능 결정요소를 도출하여 정의하였으며, 응용에서의 스토리지 요구사항에 따라 추가적인 성능파라미터의 도출이 요구된다. 작업부하 구성을 위한 성능파라미터에서 I/O 비율이 높을 경우 이 를 처리하는 호스트 시스템은 스토리지 미디어 장치에 대한 접근에 많은 시간을 소모하며, 이에 따라 응답시간도 증가하게 된다. 전송률 (data transfer rate)은 초당 스토리지에서 전송되어지는 데이터의 크 기로서 전송률이 높은 경우, 호스트는 스토리지 미디어 접근에 많은

92 시간을 소모하게 되며, 이에 따라 응답시간도 증가하게 된다. VDbench 를 사용하는 경우 성능 파라미터의 작성은 성능시험의 작업부하인 SPC-1 과 SPC-2를 참고하여 적용하도록 한다. 성능 파 라미터 중 작업부하는 성능평가 도구를 통해 스토리지에 부여되는 I/O의 구성을 의미한다. (1) 블록크기 기준 정부통합전산센터에서의 성능시험을 위한 블록 크기는 OLTP(상호 대화식 응용포함)와 배치처리 응용으로 구분한 후 작업부하를 고 려하여 결정한다. l OLTP 성능시험은 4KB, 8K, 16KB의 블록크기를 파라미터로 설정 하여 수행하고 l OLTP 성능시험의 대표 값은 8KB의 블록크기를 사용하도록 권고함 l 배치처리 성능시험은 64KB, 256KB, 1,024KB의 블록크기를 사용 하도록 권고함 l 대표 값은 응용에 따라서 다르게 적용하는 것을 권고하고자 한 다. 즉 VOD 스토리지와 LFP는 256KB, 배치작업이나 LDQ는 64KB, 백업 스토리지는 1024KB 블록크기를 대표 값으로 하는 것 이 가능한 실제상황과 유사하면서 최대성능을 표현할 수 있기 때 문이다. l 하나의 블록크기만을 결정하여 테스트해야 한다면 256KB를 선 택하는 것을 권고하고자 한다. l (2) 읽기: 쓰기 비율 정부통합전산센터에서는 응용의 I/O 특성을 고려하여 읽기: 쓰기 비율을 정하는 것이 좋지만 읽기쓰기 비율을 읽기 100%, 쓰기 100%

93 그리고 읽기: 쓰기가 7 : 3 으로 하는 것을 권고하였다. 만약 한 가지 읽기 쓰기 비율만을 선택하여 대표 값을 정한다면 7 : 3 비율 기준을 권고하였다. (3) 순차/임의 비율 기준 정부통합전산센터에서의 순차와 임의 I/O 비율은 스토리지 시스템 의 성능을 결정하는 파라미터로서 응용의 요구사항에 따라 해당 값 의 비율을 조정하여야 한다. OLTP 성능시험의 경우 트랜잭션의 수 행행태를 반영하여 임의 접근만을 고려하여 수행하도록 권고하며, 배치응용 성능시험의 경우 DW 구성 및 실시간 백업 응용의 I/O 특 성인 순차접근 만을 고려하여 성능시험을 하도록 권고한다. l 스토리지 장치를 구성하는 미디어의 특성상 임의 I/O 비율이 높 은 경우 IOPS와 MB/s의 값은 낮아지며, 순차접근 비율의 높은 경우 IOPS 와 MB/s의 값은 증가하게 됨 l DRAM 기반 스토리지의 경우 순차와 임의 I/O 접근시간의 차이 가 없는 특징이 있음 l 성능시험 시 순차와 임의 접근은 순차읽기, 순차쓰기, 임의읽기, 임의쓰기에 대해 개별 시험으로 수행하도록 하여 결과 값을 얻도 록 하는 것을 원칙으로 함 (4) 캐쉬 비율 기준 최근 스토리지 시스템에 디스크 캐쉬의 크기는 대용량화하는 추세이 다. 스토리지 장치는 I/O의 성능을 개선하기 위해 수십 및 수백 GB의 디스크 캐쉬를 갖는다. 정부통합전산센터에서의 스토리지 성능시험 역 시 응용수준에서의 스토리지의 성능 평가를 목적으로 하고 있으므로 스토리지 캐쉬를 통한 성능지표 개선을 결과값으로 고려한다

94 성능시험에서의 I/O의 작업부하의 크기를 최소 캐쉬 크기의 4배 이상 2) 으로 설정하여야 하며, 성능시험시의 파일선택을 임의선택으로 함으로서 성능시험을 수행하도록 권고한다. 파일선택의 임의선택을 높이기 위해 성능시험을 위한 파일의 수와 디렉터리의 수 및 깊이를 조정하도록 하여야 한다. (5) 스토리지 용량기준 미러링을 수행하는 경우 물리적인 디스크 공간의 1/2 을 성능 시 험을 위한 공간으로 활용하도록 권고한다. 성능시험을 위한 디스크 공간의 볼륨 구성은 성능시험조건에서 정의한 환경에 따라 구성하 도록 하며, 두개 이상의 응용의 동시 수행을 위한 시스템을 위해서 는 논리적 볼륨을 2개 이상 구성하도록 하며, 논리적 볼륨은 1개 이상의 물리적 파티션으로 구성할 수 있다. (6) 파일시스템 기준 l 성능시험 시 호스트 서버에서 마운트하는 파일시스템은 응용의 종류 및 작업부하에 따라 시험 결과가 상이하며, 특정 파일시스템 으로 한정하여 제한하지 않도록 한다. l 성능시험 시 파일시스템은 디렉터리의 구조(디렉터리의 수, 디 l l 렉터리의 깊이, 디렉터리내의 파일 수), 특정파일의 크기, 파일에 대한 선택은 성능결과에 영향을 미치므로 시험환경 구성 시에 고 려하여야 한다. 다. 단일 디렉터리의 평균 파일의 크기는 64KB 이상 1024개 이상으로 한 디렉터리 수 및 깊이 : 10개 이상의 하위 디렉터리와 3 이상의 2) 성능평가도구 Bonnie 문서에서는 4배 이상의 메모리 크기를 파일의 크기로 사용하도록 권고하고 있으므 로 동일한 수준에서 성능시험의 파일크기를 설정함

95 디렉터리 깊이로 구성한다. 라. 성능시험 수행 본 연구에의 성능시험 수행을 위한 고려사항은 스토리지 시스템 의 성능시험을 위한 최소한의 사항만을 기술하며, 응용의 요구사항 의 변경되는 경우 추가적인 성능시험을 수행하도록 한다. l 성능시험은 대해 최소 30회의 반복시험을 하도록 권고한다. 마. 측정 및 분석 측정 및 분석과정은 성능시험 결과의 적정성 평가 및 스토리지 성 능시험 후 측정되어진 지표가 성능시험 요구사항 정의에서의 응용 요구사항을 만족하는가를 평가하기 위해 사용한다. 특히 응용요구사 항을 만족하지 못하는 경우 해당 스토리지 시스템은 정부통합전산센 터 내의 정의된 응용에 적합하지 못할 수 있으며 유사한 스토리지 스펙을 갖는 제품에 대해서도 추가적인 성능시험을 통해 응용 적합 성을 보이도록 하여야 한다. 성능시험을 통해 얻어진 벤치마크의 결과는 예측의 정확성을 비교 하기 위해 성능시험 결과 값은 95% 신뢰구간을 결과가 갖도록 한 다. 다음은 결과 분석에서의 주요 고려 사항을 기술한 것이다. l 평균 데이터 전송률의 지표인 MB/s는 캐쉬가 채워지기 위해 필요 한 시간인 가열시간(warming time) 에 의해 영향을 받게 되므로 초 기 가열시간의 결과는 무시하여 결과의 정확성을 높일 것을 권고함 l 성능지표의 결과값이 평균편차를 고려하여 평균과 30% 이상의 차이를 보이는 경우 해당 시험의 결과는 무시한 후 반복수행을 하도록 권고함 l 성능지표의 결과값에 대한 올바른 성능평가를 위해서는 단순 산 술평균 값(mean value)을 사용하는 것 보다 중간값(median value) 을 사용하는 것이 성능시험의 주요한 목적 중 하나인 향후 스토리

96 지 시스템의 성능 예측에 도움을 줄 수 있음 이와 같은 단계별 수행내용을 요약하면 다음과 같다. 단계 수행내용 항목 지침 성능평가 요구사항 정의 성능파라미 터 작성 성능시험 수행 분석 및 보고 OLTP 기반의 응용 주성능지표 IOPS, 측정지표 부수지표 응답시간 성능지표정의 대용량 응용 주성능지표 MB/s 측정지표 평가도구 선정 평가도구 선정 Vdbench 블록크기 OLTP 응용 4KB, 8KB, 16KB의 블록크기 지정 대푯값 8KB 사용 배치 응용 64KB, 256KB, 1,024 KB 대푯값 256KB 사용 읽기:쓰기 비율은 0:1, 1:0, 0.7: 0.3 읽기:쓰기 비율 시험 최소기준 의 비율을 포함하여 수행하고 0.7:0.3을 대푯값 순차/임의 비율 OLTP 응용 임의 접근만을 고려하여 수행 VOD, 배치응용 순차접근 만을 고려하여 성능시험 작업부 단위 시험의 I/O 작업부하의 크기를 최소 캐쉬 하크기 작업부하 크기 크기의 4배 이상으로 설정 스토리 디렉터 최소 10개의 하위 디렉터리 및 3 지 디렉터리의 구조 리 깊이 이상으로 구성 정의 파일 평균파일크기 평균파일크기 64KB 구성 파일 수 파일 수는 1024 개 이상으로 지정 반복획수 최소반복 수행 30회 이상 수행 평균과 30% 이상 차이의 시험은 노이즈 결과값 제외 결과값 획득 재시험 수행 올바른 결과값 획득 중간값을 사용 보고서 작성 보고서 작성

97 3. 스토리지 성능측정 결과보고서 양식 스토리지 성능평가를 마치고 최종적으로 제공되는 스토리지 성능 평가 결과보고서 양식 또한 다양하다. 가. SPC 결과보고서 양식사례 먼저 SPC에서 제공하는 SPC-1과 SPC-2 BMT결과 보고서 양식을 조사해 보았다. 표 34는 SPC-1의 결과보고서이고, 표 35는 SPC-2의 결과보고서 양식이다. 표 34 SPC-1 결과보고서 양식 예시

98 표 35 SPC-2 결과보고서 양식 예시

99 나. 국내기업의 BMT 결과보고 사례 한편, 국내 기업들의 BMT결과보고서 양식을 조사하였다. 표 36은 e기업의 BMT결과보고서 양식이고, 표 37은 T기업의 BMT결과보고 서 양식예제이다. 그리고 표 38, 39는 E기업의 BMT결과보고서 양식 예제 및 스토리지 Batch BMT 결과보고서 양식예제이다. 표 36 e기업의 BMT 결과 양식예제