백서 Best Practice 계획 요약 본백서에서는 EMC VPLEX 를간략하게소개하고 VPLEX 를통해데이터센터의워크로드복구성능을향상시킬수있는방법을설명합니다. 또한 VPLEX 를통해다양한장애시나리오에대처하는방법과함께고가용성환경을위해권장되는 Best Practice 를제시합니다. 2010 년 5 월
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목차 내용요약...4 소개...4 대상... 4 VPLEX 기술개요...4 EMC VPLEX 클러스터링아키텍처... 6 VPLEX 디바이스가상화... 7 VPLEX 하드웨어개요...7 구축개요...9 VPLEX Local 구축... 9 VPLEX Local 구축이적합한경우... 10 데이터센터내 VPLEX Metro 구축... 10 데이터센터내 VPLEX Metro 구축이적합한경우... 11 데이터센터간 VPLEX Metro 구축... 11 데이터센터간 VPLEX Metro 구축이적합한경우... 12 워크로드복구...12 스토리지운영중단... 13 Best Practice... 13 SAN 운영중단... 14 Best Practice... 14 VPLEX 구성요소장애... 15 Fibre Channel 포트장애... 15 입출력모듈장애... 16 디렉터장애... 16 엔진전원공급장치장애... 17 엔진팬장애... 17 클러스터내 IP 서브넷장애... 17 클러스터내 Fibre Channel 스위치장애... 17 VPLEX 엔진장애... 17 SPS( 대기전원공급장치 ) 장애... 17 클러스터간링크장애... 18 메타데이터볼륨장애... 18 더티영역로그장애... 18 관리서버장애... 18 UPS( 무정전전원공급장치 ) 장애... 19 VPLEX 클러스터장애... 19 호스트장애...19 데이터센터운영중단... 19 결론...20 참고자료...20 Best Practice 계획 3
내용요약 EMC VPLEX 제품군은데이터센터내부는물론서로다른데이터센터간에전혀새로운차원의정보이동성능및액세스기능을제공하는차세대솔루션이며업계최초로로컬및분산환경의리소스연합기능을모두제공하는플랫폼입니다. 로컬연합은한사이트내에서운영중단없이물리적요소를공유할수있게해주는기능이며, 분산환경에서의리소스연합은서로다른두사이트간에데이터를액세스할수있게해주는기능입니다. VPLEX 솔루션의연합기능은 EMC 스토리지와타사스토리지를모두지원합니다. VPLEX 솔루션은 EMC 의가상스토리지인프라스트럭처를보완하고, 데이터센터의애플리케이션을실행하는호스트컴퓨터와이러한애플리케이션이사용하는물리적스토리지를제공하는스토리지시스템사이에서가상스토리지를지원하는계층을제공합니다. 본백서에서는 VPLEX 를사용하여데이터센터내부및서로다른데이터센터간에실행되는애플리케이션에한차원높은복구성능을제공하는방법을살펴봅니다. 본백서에서는이러한기능을워크로드복구성능이라지칭하겠습니다. 소개 본백서에서는 VPLEX 기술을사용하여데이터센터의워크로드복구성능을향상시키는방법을알아봅니다. 오늘날일반적으로사용되고있는기술및방식과 VPLEX 구축관련 Best Practice 를결합하면스토리지가동중단은물론이고데이터센터유지보수나정전과같이운영에커다란영향을미치는이벤트도견딜수있는수준으로데이터센터의워크로드복구성능을향상시킬수있습니다. 이러한기능에대해서는 VPLEX 기술및활용사례를개괄하면서함께소개하겠습니다. 그다음에는 VPLEX 하드웨어와이기술의일반적인구축사례를설명하고, 백서의나머지부분에서는운영환경에서발생할수있는다양한장애상황에서 VPLEX 가어떤식으로작동하는지살펴보겠습니다. 아울러데이터센터에서 VPLEX 를사용하여각유형의장애를극복하고워크로드복구성능을극대화하기위해권장되는 Best Practice 를제시합니다. 대상 본백서는 VPLEX 를통해데이터센터스토리지인프라스트럭처의복구성능을높이는방법을알고자하며스토리지, SAN(Storage Area Network), 서버인프라스트럭처의기본개념을숙지하고있는스토리지설계자및관리자를대상으로합니다. VPLEX 기술개요 EMC VPLEX 는 EMC 가지난 20 년간엔터프라이즈급지능형캐시와분산형데이터보호솔루션을설계, 구축및완성하면서축적해온전문지식과기술력을결집하여개발한새로운차원의아키텍처를기반으로합니다. 확장성과가용성이뛰어난프로세서엔진을기반으로하는 EMC VPLEX 제품군은소규모로구축하여중간규모구성, 대규모구성으로원활하게확장할수있습니다. VPLEX 가서버와이기종스토리지사이에구축될경우, 독보적인클러스터링아키텍처를통해서로다른데이터센터에있는서버에서공유블록스토리지디바이스를액세스하여읽기 / 쓰기작업을수행할수있습니다. Best Practice 계획 4
이새로운아키텍처의고유한특징은다음과같습니다. 스케일아웃클러스터링하드웨어 예측가능한서비스수준을유지하면서처음에는운영환경을소규모로구축한후나중에원하는규모로원활하게확장할수있도록지원 보다향상된데이터캐싱기능 대용량 SDRAM 캐시를사용하여입출력성능향상및지연최소화, 스토리지시스템경합현상최소화 분산환경에서캐시정합성보장 클러스터전체에서입출력자동공유, 밸런싱및페일오버 일관된뷰제공 하나의데이터센터내에배치된 VPLEX 클러스터또는동기식으로원격연결된서로다른사이트에배치된 VPLEX 클러스터전체에걸쳐하나이상의 LUN 에대해일관된뷰가제공되므로새로운차원의고가용성및워크로드재배치모델구현가능 그림 1. EMC VPLEX 시스템의이기종스토리지연합기능 EMC AccessAnywhere 는 VPLEX 를통해제공되는 EMC 의혁신적인기술로서, 하나의데이터복제본을서로다른사이트간에공유하고액세스하고재배치할수있게해줍니다. EMC GeoSynchrony 는 VPLEX 운영체제입니다. VPLEX 제품군은 VPLEX Local 과 VPLEX Metro 의두개제품으로구성됩니다. VPLEX Local 은이기종스토리지간에데이터를간편하게관리하고운영중단없이이동할수있게해줍니다. VPLEX Metro 는동기식으로원격연결된서로다른두 VPLEX 클러스터간에데이터를액세스하고이동할수있게해줍니다. 그림 2. EMC VPLEX 제품별아키텍처사양 독보적인스케일업 / 스케일아웃아키텍처를기반으로하는 VPLEX 제품군은보다향상된데이터캐싱기능과분산환경에서캐시정합성을보장하는기술을통해워크로드밸런싱, 스토리지도메인의자동공유, 밸런싱및페일오버를지원할뿐아니라로컬및원격데이터액세스시예측가능한서비스수준을보장합니다. Best Practice 계획 5
VPLEX Local 은현재로컬리소스연합기능을지원합니다. VPLEX Metro 는분산환경의리소스연합기능을제공하며동기식으로연결된서로다른두사이트간에데이터를액세스할수있게해줍니다. 또한 AccessAnywhere 를활용하여서로다른사이트간에하나의데이터복제본을공유하고액세스하고재배치할수있도록지원합니다. 고객들은가상화데이터센터와 EMC VPLEX 를함께결합하여사용함으로써완전히새로운방식으로 IT 문제를해결하고새로운컴퓨팅모델을도입할수있습니다. 특히다음과같은이점을얻을수있습니다. 서로다른데이터센터간에가상화애플리케이션이동 서로다른사이트간에워크로드밸런싱및재배치 대규모데이터센터통합및완벽한 24x7 IT 서비스제공 EMC VPLEX 클러스터링아키텍처 VPLEX 는독보적인클러스터링아키텍처를통해고객이데이터센터의물리적한계를극복하고서로다른데이터센터의서버에서공유블록스토리지디바이스를액세스하여읽기 / 쓰기작업을수행할수있게해줍니다. VPLEX Local 구성에서는 VPLEX 엔진을 1 개, 2 개또는최대 4 개까지확장할수있으며, 이러한엔진은완벽하게이중화된엔진간 Fabric 상호연결을통해하나의클러스터로통합됩니다. 이러한클러스터상호연결기능을사용하면 VPLEX 엔진을운영중단없이추가할수있으므로 VPLEX Local 과 VPLEX Metro 구성모두에서뛰어난확장성이보장됩니다. VPLEX 클러스터노드간접속구성과 VPLEX Metro 구성전반의접속구성은모두완벽하게이중화되어탁월한데이터보호효과를제공합니다. 기존 VPLEX 클러스터에엔진을추가함으로써성능을스케일업할수있고클러스터를 VPLEX Metro( 두개의 VPLEX 클러스터를원격으로연결하는방식 ) 에연결함으로써 VPLEX 클러스터를스케일아웃할수있습니다. VPLEX Metro 를사용하면가상화호스트를비롯하여워크로드를운영중단없이이동및공유하고, 데이터센터를통합하며, 데이터센터간에리소스활용도를최적화할수있습니다. 또한무중단데이터이동, 이기종스토리지관리및애플리케이션가용성향상등의이점을얻을수있습니다. VPLEX Metro 는약 100km 거리에서동기식으로연결된서로다른두사이트의데이터센터에배치된클러스터를최대두개까지지원합니다. 그림 3. EMC VPLEX Local 및 VPLEX Metro 의로컬및분산환경의리소스연합기능 EMC VPLEX 는엔터프라이즈급스토리지가용성에대한고객의기대치를충족합니다. 최고수준의가용성을보장한다는것은이중화기능뿐아니라무중단업무운영및업그레이드기능까지도제공하는것을의미합니다. EMC VPLEX 가지원하는기능은다음과같습니다. AccessAnywhere 를통한서로다른클러스터및 Metro-Plex 구성간완전한리소스접속 이기종스토리지시스템간데이터이동및마이그레이션옵션 Best Practice 계획 6
대규모통합환경에서도서비스수준및기능을안정적으로유지하는기능 복잡한환경에서간편하게용량할당을수행할수있는기능 스토리지시스템간데이터동적로드밸런싱 VPLEX 디바이스가상화 VPLEX 의디바이스가상화기능을사용하면 VPLEX 내에서스토리지디바이스를스토리지볼륨으로할당한다음슬라이싱하거나익스텐트로캡슐화하여호스트에가상볼륨으로표시되는복합디바이스를구성하는데사용할수있습니다. VPLEX 는다음과같이물리적디바이스를가상디바이스로전환하는여러가지방법을지원합니다. 익스텐트 익스텐트란스토리지볼륨에서특정범위의연속된페이지로구성된디바이스를의미합니다. 익스텐트는스토리지볼륨전체를캡슐화할수도있고스토리지볼륨에서특정슬라이싱부분을한정할수도있습니다. VPLEX 4.0 페이지는 4KB 의저장공간으로구성됩니다. RAID 0 RAID 0 디바이스는 2 개이상의디바이스를묶은것입니다. 스토리지의논리페이지는입출력성능을높일목적으로데이터를여러스핀들에분산시켜이러한디바이스전체에스트라이핑됩니다. RAID-C RAID-C 디바이스는더큰스토리지디바이스를구성하기위해논리적으로연결되어있는 2 개이상의디바이스를묶은것입니다. RAID 1 RAID 1 디바이스는크기가동일한 2 개이상의로컬디바이스를사용하여미러를구성합니다. 이러한디바이스는각각전체데이터복제본을제공하고 RAID 1 디바이스에대한쓰기작업은이러한미러의각구간에적용됩니다. DR-1 DR-1 디바이스는분산형 RAID 1 디바이스로서 RAID 1 과유사하지만, 미러링된디바이스의구간이동일한 VPLEX 시스템의각기다른클러스터를통해제공된다는차이가있습니다. VPLEX 4.0 은디바이스가상화기능외에분산환경에서캐시정합성을보장하는기능을제공합니다. 다양한시스템디렉터사이에서 VPLEX 캐시는전사적으로일관성있게유지됩니다. 이와함께디렉터의캐시는각가상볼륨의데이터가서로다른여러디바이스및데이터센터에분산되고이들데이터센터에서액세스할수있다는사실에도불구하고각가상볼륨이단일디스크인것처럼인식하고작동합니다. VPLEX 하드웨어개요 이전섹션에서설명한바와같이각 VPLEX 4.0 시스템은 1 개또는 2 개의 VPLEX 클러스터로구성되며, 각클러스터는다시 1 개, 2 개또는 4 개의엔진으로구성됩니다. VPLEX 엔진은 2 개의디렉터, 이중화된전원공급장치, 팬, 입출력모듈및관리모듈로구성된섀시입니다. 디렉터는시스템에서매우중요한역할을하는구성요소로서, 호스트의입출력요청을처리하고분산된캐시에서데이터를처리및유지할뿐만아니라가상화환경과물리적환경간에입출력을전환하고스토리지시스템과의상호작용을통해입출력을처리합니다. 그림 4 는 4 중엔진클러스터 2 개로구성된 VPLEX Metro 의모습입니다. Best Practice 계획 7
그림 4. 대규모클러스터 2 개로구성된 VPLEX Metro 그림 5 는 VPLEX 엔진을보여줍니다. 여기에서 VPLEX 엔진이지원하는 12 개의입출력모듈이각디렉터에 6 개씩할당된것을확인할수있습니다. 각디렉터에는프런트엔드 SAN( 호스트 ) 접속에사용되는 4 포트 8Gb/s Fibre Channel 입출력모듈 2 개와백엔드 SAN( 스토리지 ) 접속에사용되는 4 포트 8Gb/s Fibre Channel 입출력모듈 2 개가있습니다. 이러한모듈은각각해당디렉터의 CPU 를지원하는 10Gb/s 의 PCI 대역폭을제공합니다. 다섯번째입출력모듈은클러스터내통신을위한 8Gb/s Fibre Channel 접속포트 2 개와클러스터간통신을위한 8Gb/s Fibre Channel 접속포트 2 개를제공합니다. 여섯번째입출력모듈은 1Gb/s 이더넷포트 4 개를포함하나현재는사용되지않는상태입니다. 그림 5. VPLEX 엔진과그구성요소 Best Practice 계획 8
VPLEX 엔진에는 2 개의이중화된전원공급장치가있어각각섀시에충분한전원을공급할수있습니다. 이중화된관리모듈은각클러스터와함께제공되는관리서버와디렉터간의 IP 접속을제공합니다. 2 개의전용 IP 서브넷은클러스터의디렉터와클러스터의관리서버간에이중화된 IP 접속을제공합니다. 4 개의이중팬이엔진섀시를냉각하고하나의팬에장애가발생할경우에도충분한냉각을제공할수있도록 3+1 구성모델을지원합니다. 각엔진에는일시적전원손실상황에서도최대 5 분까지정상가동상태를유지하도록전력을공급하는이중화된 SPS( 대기전원공급장치 ) 가지원됩니다. 엔진이 2 개이상인클러스터에는한쌍의 Fibre Channel 스위치가있어디렉터간에클러스터내통신을지원하는이중화된 Fibre Channel 접속구성을제공합니다. 각 Fibre Channel 스위치에는일시적인전원손실상황에서도정상가동상태를유지할수있게해주는전용 UPS( 무정전전원공급장치 ) 가지원됩니다. 구축개요 VPLEX 는다양한요구사항을충족할수있도록여러가지구축모델을지원합니다. 이어지는섹션에서는이러한다양한모델들을소개하고각모델을어떤경우에사용해야하는지에대해설명합니다. VPLEX Local 구축 그림 6 은 VPLEX Local 시스템의일반적인구축모습입니다. VPLEX Local 시스템은각각 1 개, 2 개, 4 개의엔진으로이루어져 2 개, 4 개, 8 개의디렉터를제공하는소규모, 중간규모, 대규모시스템으로구성가능합니다. Best Practice 계획 9
그림 6. 소규모 VPLEX Local 시스템구축의예 VPLEX Local 구축이적합한경우 단일데이터센터내에서워크로드재배치, 워크로드복구, 스토리지관리간소화등의가상스토리지기능이필요하고 VPLEX Local 의확장성만으로도해당데이터센터의요구사항을충분히충족할수있을경우에는 VPLEX Local 을구축하는것이적합합니다. 대규모확장성이요구되는경우에는 VPLEX Metro( 이어지는섹션에서설명 ) 구축을고려하거나 VPLEX Local 인스턴스를여러개구축하는방안을고려해야합니다. 데이터센터내 VPLEX Metro 구축 그림 7 은단일데이터센터내에구축된 VPLEX Metro 시스템의일반적인모습입니다. VPLEX Metro 시스템에는 2 개의클러스터가있고, 각클러스터에는 1 개, 2 개또는 4 개의엔진이있습니다. VPLEX Metro 구축환경에서각클러스터는엔진수가서로동일하지않아도됩니다. 예를들어 2 x 4 VPLEX Metro 시스템은엔진이 2 개인클러스터하나와엔진이 4 개인다른클러스터로지원됩니다. Best Practice 계획 10
그림 7. 데이터센터내 VPLEX Metro 구축의예 데이터센터내 VPLEX Metro 구축이적합한경우 단일데이터센터내에서워크로드재배치, 워크로드복구, 스토리지관리간소화등의가상스토리지기능이필요하고 VPLEX Local 솔루션보다우수한확장성이요구될때또는복구성능을향상시키고자하는경우에는데이터센터내에 VPLEX Metro 를구축하는것이적합합니다. VPLEX Metro 는 VPLEX Local 에비해추가적인복구성능이점을제공합니다. VPLEX Metro 는최대 100km 거리에있는 2 개의클러스터를지원할수있습니다. 따라서데이터센터내구축유연성이뛰어나두개의클러스터를동일한시스템설치공간에서서로다른끝지점에구축하거나아예각기다른설치공간에구축하여클러스터간장애격리를한층강화할수있습니다. 예를들어클러스터를각기다른소방구역에배치할수있는데, 이는특정구역의화재와같은국부적장애를해결하느냐아니면전체시스템운영중단을해결해야하느냐를판가름하는중요한조건으로작용합니다. 데이터센터간 VPLEX Metro 구축 그림 8 은두데이터센터간에 VPLEX Metro 시스템을구축한모습입니다. 이는 데이터센터내 VPLEX Metro 구축 섹션에서설명한구축환경과유사하지만, 클러스터가별도의데이터센터에배치된다는차이점이있습니다. 즉, 각클러스터에별도의호스트가접속합니다. 예를들어, 클러스터애플리케이션의경우애플리케이션서버세트하나는데이터센터 A 에구축하고다른세트는데이터센터 B 에구축하여복구성능을높이고워크로드재배치를향상시킬수있습니다. 이전섹션에서설명했듯이분산볼륨의운영클러스터사이트또는해당클러스터전체에장애가발생할경우보조사이트에서수작업으로입출력을재개해야한다는사실을알아야합니다. Best Practice 계획 11
그림 8. 데이터센터간 VPLEX Metro 구축의예 데이터센터간 VPLEX Metro 구축이적합한경우 특정애플리케이션의데이터를양쪽데이터센터에저장하여워크로드복구성능을향상시키고자하는경우에는두데이터센터간에 VPLEX Metro 를구축하는것이적합합니다. 다음과같은경우에도데이터센터간 VPLEX Metro 구축이권장됩니다. 한데이터센터의애플리케이션이다른한데이터센터의데이터를액세스하고자하는경우 한애플리케이션이두데이터센터에워크로드를재분산하고자하는경우. 한데이터센터의설치공간, 전력또는냉각이부족한경우 워크로드복구 이어지는섹션에서는데이터센터에서발생할수있는여러가지장애에대해알아보고 VPLEX 를통해애플리케이션에향상된복구성능을제공하여장애가발생할경우에도워크로드를원활하게처리할수있는방법에대해알아봅니다. 다음과같은여러가지장애및서비스이벤트를고려해야합니다. 스토리지운영중단 ( 계획된운영중단및예상치못한운영중단 ) SAN 운영중단 VPLEX 구성요소장애 Best Practice 계획 12
VPLEX 클러스터장애 호스트장애 데이터센터운영중단 스토리지운영중단 계획된스토리지운영중단과예상치못한스토리지운영중단을모두극복하기위해 VPLEX 는 RAID 1 디바이스를사용하여둘이상의스토리지볼륨 1 간에가상볼륨의데이터를미러링할수있는기능을지원합니다. 그림 9 는두스토리지시스템간에미러링된가상볼륨을예시한것입니다. 한스토리지에계획된운영중단이나예상치못한운영중단이발생할경우, VPLEX 시스템은장애가발생하지않은미러구간에서입출력을계속처리할수있습니다. 장애가발생한스토리지볼륨이복구되면, 장애가발생하지않은볼륨의데이터가복구된구간으로재동기화됩니다. Best Practice 중요한데이터는별도의스토리지시스템에서제공하는둘이상의스토리지볼륨에미러링하는것이좋습니다. 최상의성능을얻기위해서는이러한스토리지볼륨을동일하게구성하고동일한유형의스토리지시스템을통해제공합니다. 그림 9. RAID 1 미러링을통해스토리지운영중단을방지하는예 1 미러볼륨당최대 8 개의구간이지원됩니다. Best Practice 계획 13
SAN 운영중단 이중화된 Fibre Channel Fabric 한쌍을 VPLEX 와함께사용할경우, 프런트엔드 ( 호스트측 ) 접속및백엔드 ( 스토리지측 ) 접속을모두지원하려면 VPLEX 디렉터를두 Fabric 에모두접속해야합니다. 이러한구축방식에 Fabric 격리를함께이용하면한쪽 Fabric 전체를사용할수없는장애가발생하는경우에도 VPLEX 시스템이정상가동상태를유지하고지속적인데이터액세스를제공할수있습니다. 호스트또한양쪽 Fabric 에접속해야하고다중경로지정소프트웨어를사용하여이러한장애발생시에도지속적인데이터액세스를보장해야합니다. 그림 10 은이중 Fabric 구축과관련한 Best Practice 를보여줍니다. 그림 10. 권장되는이중 Fabric 구축환경 Best Practice 입출력모듈은이중화된 Fabric 에접속하는것이좋습니다. 예를들어 Fabric A 와 Fabric B 가구축된환경에서는디렉터의포트를그림 11 과같이접속하는것이좋습니다. Best Practice 계획 14
그림 11. FE 및 BE 포트에권장되는 Fabric 할당 VPLEX 구성요소장애 VPLEX 시스템의중요한프로세싱구성요소는모두데이터액세스를극대화하기위해기본적으로이중화를사용합니다. 이섹션에서는 VPLEX 구성요소장애를처리하는방법과이러한장애가발생하더라도애플리케이션운영을지속하기위한 Best Practice 를설명합니다. VPLEX 시스템내에서발생하는모든구성요소장애는 EMC 서비스센터로전달되는이벤트를통해보고되므로이러한장애상황에신속하게대처하고필요한조치를취할수있습니다. Fibre Channel 포트장애 모든 VPLEX 통신은포트장애가발생할경우에도통신을계속할수있도록이중화된경로를통해이루어집니다. 이러한이중화를통해호스트서버의다중경로지정소프트웨어는 SAN 의포트장애나기타이벤트에기인하여경로손실로이어지는경로장애발생시입출력을다시전송하고리디렉션할수있습니다. VPLEX 는자체적인다중경로지정로직을사용하여각디렉터에서백엔드스토리지까지이중화된경로를유지합니다. 따라서물리적스토리지를 VPLEX 에연결하는백엔드 Fabric 및스토리지포트는물론 VPLEX 백엔드포트에장애가발생하는경우에도 VPLEX 는정상가동상태를유지할수있습니다. VPLEX 접속에사용되는 SFP(Small Form-factor Pluggable) 트랜시버는직접유지보수가능한 FRU(Field Replaceable Unit) 입니다. Best Practice 각호스트에서디렉터 A 에있는최소 1 개의프런트엔드포트와디렉터 B 에있는최소 1 개의프런트엔드포트까지연결되는경로가있어야합니다. VPLEX 시스템에 2 개이상의엔진이있는경우호스트는한쪽엔진에최소 1 개의 A 측 경로와별도의엔진에최소 1 개의 B 측 경로가있어야합니다. 가용성을극대화하기위해각호스트는각디렉터에있는최소 1 개의프런트엔드포트에연결되는경로를가질수있습니다. Best Practice 계획 15
호스트서버에서다중경로지정소프트웨어를사용하면경로장애가발생할경우에도신속한대응과지속적인입출력을보장할수있습니다. 각호스트에는각 Fabric 을통해각가상볼륨까지연결되는경로가있어야합니다. 스토리지에서 VPLEX 로제공되는각스토리지볼륨에대한 LUN 매핑및마스킹의경우, 최소 2 개의각기다른 Fabric 에있는스토리지의최소 2 개포트를통해볼륨을제공하고 VPLEX 클러스터내에서각디렉터의서로다른 2 개의백엔드입출력모듈이담당하는최소 2 개의서로다른포트에이를연결해야합니다. Fabric 조닝 (Zoning) 을통해 VPLEX 프런트엔드포트에대한이중화액세스를호스트에제공하고스토리지포트에대한이중화액세스를 VPLEX 에제공해야합니다. 입출력모듈장애 VPLEX 내의입출력모듈은고유한역할을수행합니다. 각 VPLEX 디렉터에는클러스터내접속및클러스터간접속에사용되는프런트엔드입출력모듈 2 개, 백엔드입출력모듈 2 개, COM 입출력모듈 1 개가있습니다. 각입출력모듈은직접유지보수가능한 FRU 입니다. 다음섹션에서는시스템동작, 그리고장애가발생할경우가용성을극대화하기위한 Best Practice 를설명합니다. FE 입출력모듈 FE 입출력모듈에장애가발생할경우해당입출력모듈에연결된모든경로가정상적으로작동하지못하고장애를겪게됩니다. 호스트의데이터경로를이중화하려면 15 페이지에나와있는 Best Practice 를따라야합니다. 입출력모듈을제거하고교체하는과정에서관련디렉터는재설정됩니다. BE 입출력모듈 BE 입출력모듈에장애가발생할경우해당모듈에연결된모든경로가정상적으로작동하지못하고장애를겪게됩니다. 별도의입출력모듈을통해각디렉터가각스토리지볼륨으로연결되는경로를이중화하려면 15 페이지에나와있는 Best Practice 를따라야합니다. 입출력모듈을제거하고교체하는과정에서관련디렉터는재설정됩니다. COM I/O 모듈어느한디렉터의 COM 입출력모듈에서장애가발생할경우해당디렉터는재설정되고해당디렉터에서제공하는모든서비스가중단됩니다. 다수의디렉터를통해가상스토리지에대한이중화액세스를각호스트에제공하여디렉터하나가재설정되어도호스트가스토리지를계속액세스하도록하려면 15 페이지에나와있는 Best Practice 를따라야합니다. 입출력모듈을제거하고교체하는과정에서관련디렉터는재설정됩니다. 디렉터장애 디렉터장애가발생하면해당디렉터에서제공하는모든서비스도중단됩니다. 이중화를위해각 VPLEX 엔진에는한쌍의디렉터가있습니다. 엔진이 2 개이상인 VPLEX 클러스터는추가디렉터로이중화수준을강화하는이점을얻을수있습니다. 클러스터내의각디렉터는동일한스토리지를제공할수있습니다. 15 페이지에서설명한 Best Practice 를따를경우서로다른디렉터에서제공하는포트를통해가상스토리지로연결되는경로를이중화함으로써디렉터장애가발생할경우에도호스트가정상가동상태를유지할수있습니다. 호스트의다중경로지정소프트웨어와 VPLEX 시스템의서로다른디렉터를통과하는이중화경로를결합하면디렉터장애가발생해도호스트가문제없이작동합니다. 여러개의엔진을사용하는시스템의경우, 해당시스템의각디렉터를통해가상스토리지로연결되는여러개의경로를구축하면여러디렉터에장애가발생하는드문경우에도호스트가데이터를계속액세스할수있습니다. Best Practice 계획 16
각디렉터는직접유지보수가능한 FRU 입니다. 엔진전원공급장치장애 VPLEX 엔진의전원공급장치는완벽하게이중화되어있으므로한전원공급장치에장애가발생해도서비스나기능에지장을주지않습니다. 각전원공급장치는직접유지보수가능한 FRU 로, 시스템운영중단없이제거및교체할수있습니다. 엔진팬장애 VPLEX 엔진팬유닛은완벽하게이중화되어있으므로한개의팬유닛에장애가발생해도서비스가중단되지않습니다. 각엔진에는 4 개의팬유닛이있습니다. 팬하나에장애가발생해도나머지 3 개의팬유닛이계속해서시스템에충분한냉각을제공합니다. 2 개의팬에장애가발생할경우과열로인한손상을막기위해엔진이자동으로종료됩니다. 각팬유닛은직접유지보수가능한 FRU 로, 시스템운영중단없이제거및교체할수있습니다. 클러스터내 IP 서브넷장애 각 VPLEX 클러스터에는디렉터를관리서버에연결하는전용로컬 IP 서브넷한쌍이있습니다. 이러한서브넷은관리트래픽뿐만아니라클러스터내파티셔닝방지용으로사용됩니다. 이들서브넷중하나에서링크손실이발생하면일부구성요소가해당서브넷의다른구성요소와통신하지못할수있지만, 이경우에도이중화된서브넷이있기때문에서비스나관리에지장을주지않습니다. 클러스터내 Fibre Channel 스위치장애 엔진이 2 개이상인 VPLEX 클러스터는해당클러스터에서디렉터간에클러스터내통신을지원하기위해전용 Fibre Channel 스위치한쌍을사용합니다. 각기다른 Fabric 을지원하는각스위치마다 2 개의이중화된 Fibre Channel Fabric 이생성됩니다. 따라서 Fibre Channel 스위치하나에장애가발생해도처리작업이나서비스에지장을주지않습니다. VPLEX 엔진장애 엔진이 2 개이상인 VPLEX 클러스터에서가능성은낮지만엔진장애가발생할경우, 해당엔진내의디렉터가제공하는서비스는중단되지만장애가발생하지않은다른엔진의디렉터에서처리하는가상볼륨은계속사용할수있습니다. 15 페이지의 Best Practice 에서는여러개의엔진으로구성된 VPLEX 클러스터의경우각기다른엔진의디렉터에서가상볼륨에대해이중화경로를구성하는 Best Practice 를설명합니다. SPS( 대기전원공급장치 ) 장애 각 VPLEX 엔진에는일시적전원손실상황에서도최대 5 분까지시스템이정상가동상태를유지하도록전력을공급하는 SPS( 대기전원공급장치 ) 한쌍이지원됩니다. 단일 SPS 로도연결된엔진에충분한전력을공급할수있지만 VPLEX 는한쌍의 SPS 를제공하여고가용성을보장합니다. 각 SPS 는 FRU 이며시스템이제공하는서비스에영향을미치지않고교체할수있습니다. SPS 재충전시간은최대 5.5 시간이며 SPS 의배터리는 5 분의정전을두차례연속적으로지원할수있습니다. Best Practice 계획 17
클러스터간링크장애 VPLEX 시스템의각디렉터에는클러스터간통신을전담하는 2 개의링크가있습니다. 각링크는원격클러스터의각디렉터로연결되는경로를제공하도록구성 ( 예 : 조닝 ) 해야합니다. 이런방식으로링크하나에장애가발생해도디렉터간접속이완벽하게유지됩니다. 한디렉터에서 2 개의링크에모두장애가발생할경우, 정확한쓰기순서를유지하고원격사이트가복구가능한이미지를보존할수있도록두클러스터간의모든입출력이일시중단됩니다. 이러한상황이발생하면원격미러가분리되고분리규칙 (detach rule) 이라고하는사용자구성규칙이실행되어어느 VPLEX 클러스터에서지정된원격미러에대한입출력을계속허용해야하는지결정합니다. 이러한규칙을디바이스별로구성하여일부볼륨은한쪽클러스터에서계속사용하고나머지볼륨은다른쪽클러스터에서계속사용하게할수있습니다. 링크장애문제가해결되면입출력이복구되고원격미러복구를위한재동기화작업을시작할수있습니다. 이러한작업은자동으로수행할수도있고, 서버작업과의조율이필요한경우수작업으로입출력을재개하도록볼륨을구성할수도있습니다. 디바이스입출력은재동기화작업이완료되기까지기다릴필요없이즉시수행할수있습니다. 메타데이터볼륨장애 VPLEX 는 SAN 의스토리지가제공하는스토리지볼륨에메타데이터라고하는구성상태정보를유지합니다. 각 VPLEX 클러스터에는고유한메타데이터가있는데, 이메타데이터는해당클러스터의로컬구성정보뿐아니라클러스터간에공유되는분산구성정보를설명합니다. 각클러스터의메타데이터볼륨은동일한유형의다른스토리지가제공하는여러백엔드스토리지볼륨으로구성해야합니다. 해당시스템메타데이터의무결성을보장하기위해서는이러한스토리지가제공하는 RAID 1, RAID 5 같은데이터보호기능을사용해야합니다. 또한시스템구성이변경될때마다메타데이터의백업복제본을만드는것이중요합니다. VPLEX 는전체시스템이부팅되면이러한영구적인메타데이터를사용하여각디렉터로구성정보를로드합니다. 시스템구성이변경되면해당변경내용이메타데이터볼륨에기록됩니다. 메타데이터볼륨액세스가중단될경우 VPLEX 디렉터는메모리에저장된구성정보복제본을사용하여가상화서비스를계속제공합니다. 메타데이터디바이스를지원하는스토리지를계속사용할수없는경우에는새로운메타데이터디바이스를구성해야합니다. 새디바이스가할당되고구성되면클러스터가유지하고있던메모리내메타데이터디바이스복제본이새메타데이터디바이스에기록됩니다. 영구적인메타데이터디바이스를액세스할수없는경우구성변경을수행하는기능이일시중단됩니다. 더티영역로그장애 VPLEX Metro 는더티영역 (dirty region) 로그를사용하여특정미러구간이분리되어있는동안분리된분산미러의어느영역이업데이트되었는지에대한정보를기록합니다. 이러한정보는분리된각미러구간마다보관됩니다. 이볼륨을액세스할수없는경우디렉터는해당구간전체를만료된것 (out-of-date) 으로기록하고해당볼륨구간이미러에다시연결되면전체재동기화를요구하게됩니다. 관리서버장애 각 VPLEX 클러스터에는전용관리서버가있어디렉터에대한관리액세스를제공하고 VPLEX Metro 환경의피어클러스터를원격액세스하는데필요한관리접속구성을지원합니다. VPLEX 디렉터의입출력처리는관리서버에의존하지않으므로관리서버에장애가발생해도 VPLEX 가제공하는입출력처리및가상화서비스는중단되지않습니다. Best Practice 계획 18
UPS( 무정전전원공급장치 ) 장애 엔진이 2 개이상인 VPLEX 클러스터에서는한쌍의 Fibre Channel 스위치가해당엔진의디렉터사이에서클러스터내통신을지원합니다. 각스위치에는전용 UPS 가있어일시적전원손실이발생할경우백업전력을공급합니다. UPS 유닛은전원손실이발생한후최대 5 분까지 Fibre Channel 스위치가계속작동할수있게해줍니다. 랙에서아래쪽에있는 UPS 가관리서버에백업전력을공급합니다. VPLEX 클러스터장애 VPLEX Metro 는근거리분산형가상볼륨 (metro-distributed virtual volume) 과원격가상볼륨 (remote virtual volume) 이라는두가지형태의분산디바이스를지원합니다. 근거리분산형가상볼륨은각클러스터에해당볼륨데이터의동기화된복제본 ( 미러 ) 을제공합니다. 미러링된볼륨은단일볼륨처럼표시되고작동하며 RAID 1 디바이스를사용하는가상볼륨과유사한방식으로운영되지만각클러스터가데이터복제본을보존한다는점에서더욱향상된가치를제공합니다. 원격가상볼륨은데이터가한클러스터에저장되어있는가상볼륨을액세스할수있게해줍니다. 원격가상볼륨도근거리분산형가상볼륨과마찬가지로 VPLEX 분산환경에서정합성이보장되는캐시와프리페치알고리즘을활용하여 SAN 확장솔루션보다더나은성능을제공할수있습니다. 각근거리분산형가상볼륨에서는, 두클러스터간에통신장애가발생할경우분리규칙이 VPLEX Metro 의어느클러스터에서미러구간을분리해야하는지 ( 즉, 서비스를중단해야하는지 ) 를파악합니다. 클러스터간통신에장애가발생할경우이러한규칙을통해서비스를지속할사이트 ( 우선사이트 ) 를효과적으로정의할수있습니다. 클러스터에통신장애가발생하는데는 2 가지이유가있습니다. 하나는 클러스터간링크장애 에서설명한클러스터간링크장애때문이고, 다른하나는클러스터장애때문입니다. 이섹션에서는클러스터장애에대해설명합니다. 클러스터장애가발생할경우, 장애가발생하지않은사이트를최우선사이트로파악하는분리규칙이있는근거리분산형가상볼륨은디바이스의나머지구간에서계속입출력을처리하게됩니다. 통신장애시분리규칙에따라해당사이트를분리하도록지정한볼륨의경우입출력은일시중단됩니다. 이러한동작은클러스터장애와링크장애를구분하지못하기때문에이처럼분산된디바이스에서데이터무결성을보존하도록설계됩니다. 원격가상볼륨의경우두가지장애상황이있습니다. 첫째, 가상볼륨에물리적미디어를공급하는클러스터에장애가발생할경우원격가상볼륨을전혀액세스할수없습니다. 둘째, 원격클러스터 ( 해당볼륨에대한물리적미디어가없는클러스터 ) 에장애가발생할경우호스팅클러스터 ( 물리적데이터가있는클러스터 ) 에서는계속해서가상볼륨을액세스할수있지만원격클러스터에서는액세스가불가능합니다. 호스트장애 VPLEX 가제공하는기능은아니지만호스트기반클러스터링은워크로드복구성능을극대화하는데중요한기술입니다. 호스트기반클러스터링이지원되는경우애플리케이션은호스트장애발생시에도 Active/Active 또는 Active/Passive 프로세싱모델을사용하여서비스를계속제공할수있습니다. 위에서설명한 VPLEX 기능을함께사용할경우인프라스트럭처가한층높은수준의가용성을제공할수있게됩니다. 데이터센터운영중단 두데이터센터간에 VPLEX Metro 를구축할경우두데이터센터간에데이터를미러링하여데이터센터운영이중단되는상황에서도데이터손실을방지할수있습니다. 이렇게하면 VPLEX 클러스터장애 에서설명한대로데이터센터운영중단이발생하는경우 ( 즉, 데이터센터운영중단으로인해 VPLEX Metro 의 VPLEX 클러스터중하나에장애가발생하는경우 ) 데이터액세스를더 Best Practice 계획 19
욱향상시킬수있습니다. 장애가발생하지않은데이터센터를최우선클러스터로파악하는근거리분산형가상볼륨의경우데이터액세스가그대로유지됩니다. 최우선클러스터가운영중단이발생한데이터센터인볼륨의경우, 일시중단된입출력을재개하는수동명령을호출하여해당볼륨의데이터액세스를다른클러스터에서복구할수있습니다. 이를호스트클러스터의페일오버로직과함께사용할경우예상치못한데이터센터운영중단이발생하더라도서비스운영을빠르게복구할수있는인프라스트럭처를구축하게됩니다. 간혹데이터센터의전원손실로데이터센터운영중단이발생하기도합니다. VPLEX 는 SPS 및 UPS 를사용하여일시적전원손실이발생할경우에도최대 5 분동안정상가동상태를유지합니다. 일시적전원손실에도정상적인운영을유지하기위한포괄적인솔루션을구축하려면호스트, 네트워크장비및스토리지시스템에서도이와유사한지원인프라스트럭처가필요합니다. 전원손실상황이 5 분이상지속되면 VPLEX 는가상화서비스제공을중단합니다. VPLEX 의 write-through 캐싱속성은애플리케이션데이터가백엔드스토리지에기록되면호스트가확인하도록합니다. 결론 VPLEX 는포괄적인내부하드웨어 / 소프트웨어이중화를통해 VPLEX 서비스의고가용성을보장할뿐만아니라관련인프라스트럭처의워크로드복구성능을향상시켜줍니다. 호스트기반클러스터링, 다중경로지정, Fabric 이중화, 스토리지미디어보호및대기전력공급시설과관련한 Best Practice 를함께활용할경우가상스토리지를통해스토리지가용성을안정적으로유지할수있는탄탄한기반을마련할수있습니다. 참고자료 가상스토리지인프라스트럭처및 VPLEX 4.0 의기능에관한자세한내용은다음백서에서참고할수있습니다. EMC VPLEX 구축및계획 Best Practice 기술노트 VMware 가상화플랫폼에 EMC VPLEX 활용 Best Practice 계획 운영중단없는스토리지재배치 : EMC VPLEX 활용계획 Best Practice 계획 VMotion over Distance for Microsoft, Oracle, and SAP Enabled by VCE Vblock1, EMC Symmetrix VMAX, EMC CLARiX, and EMC VPLEX Metro An Architectural Overview 고급페일오버클러스터링지원을사용하여 EMC VPLEX 와 Microsoft Hyper-V 및 SQL Server 구축 응용기술 Best Practice 계획 20