[인프라 엔지니어의 교과서] 4장 서버를 감정하는 방법_후편

인프라 에니진어의 교과서

4장 정리 시작합니다.

물리적 서버 - 네트워크 선정 기준, 스토리지

이더넷

네트워크 위에서 컴퓨터 데이터를 주고받기 위한 케이블

• 네트워크: 서로 연결되어 데이터를 주고받을 수 있는 시스템 구조.
• EX) 혈관 네트워크, 전화선 네트워크, …

Copper(동축케이블)을 사용한 이더넷 규격

동축케이블

LAN내에서 여러 컴퓨터끼리 연결해 주는 케이블 선. 이더넷 중에 가장 초기에 나옴.

• LAN : 가정내, 아파트 내, 사무실 내, 빌딩 내 같은 소유지 내에서 구축할 수 있는 좁은 구조의 네트워크.

한 선을 중심으로 가지들에 컴퓨터가 연결되는 방식인 버스형 토폴로지 사용. ⇒ 데이터 충돌이 불가피했다.

⇒ 한 선에서 여러 대의 컴이 통신하려면?

• CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) 방식으로 사용
  • 데이터를 전송하려는 PC
    1. 누군가 통신선에 데이터를 전송하고 있나? (캐리어 확인)
    2. 캐리어가 없으면 데이터 전송
    3-1. 데이터 충돌 : 랜덤 하게 기다림
  • 3-2. 15번 실패: 통신 하지 말자 (통신에 문제가 있다)

리피터

전송거리를 늘리기 위해 필요한 물리계층 네트워크 장치.

• 롯데타워 꼭대기에서 1층에 케이블을 통해 전기신호를 보내려고 한다면? 저항으로 인한 신호 감쇄 발생 & 노이즈(다른 기기, 번개,..)나 온도에 영향을 받을 수 있다.

멀리서 온 신호를 원래 신호로 되돌리기 위해 리피터로 전압을 증폭한다.

BASE10-T 케이블의 등장

오늘날의 LAN 케이블과 비슷한 규격.

허브와 연결해서 사용 가능 → 스타형 토폴로지 구축

• 허브 : NAN에서 여러 컴퓨터들을 ‘연결’하는 기능을 수행하는 기기. 리피터의 기능도 포함한다.
• 케이블 일부 단선이 발생해도 영향범위가 좁기 때문에 안정적

• 스위칭 허브로 전이중 통신 방식이 가능해짐 ⇒ CSMA/CD 사양이 빠짐
  • 스위칭 허브? - 컴퓨터 여러 대를 인터넷에 연결하려고 할 떄 공유기로는 부족한 ip 수와 포트 수를 늘리기 위해 사용되고 있다.
• 버스형 토폴로지는 선이 하나이기 때문에 수신과 송신을 동시에 할 수 없었다. → 스위칭 허브에 두 개의 선을 사용해 전이중방식으로 송신과 수신을 동시에 할 수 있다.

10GB 이더넷

기존 대역폭의 10배 이상의 효율인 10gbps로 통신할 수 있는 이더넷을 서버에 탑재할 수 있게 되었다!(2006년 규격으로 선정)

• 넓은 대역폭이 필요한 서비스 지원 가능
  • 넓은 대역폭이 필요한 영상 전송
  • 클라우드환경을 구축할 때 필수적인 인터페이스
• 보드 단가가 높지만 필요한 경우 좋은 선택지가 될 수 있다.

광섬유를 사용한 이더넷 규격

동축케이블은 저항이 있기 때문에 거리가 멀어지면 신호 감쇄가 일어난다. 하지만 광섬유는 신호 감쇄나 노이즈에 영향을 안 받기 때문에 먼 거리까지 사용할 수 있다.

광역 이더넷이나 코어 라우터((클라우드)서비스 제공자가 사용하는 라우터), 에지 라우터(네트워크 경계에 있는 라우터) 간의 연결처럼 연결거리가 넓어질 수 있는 곳에 광섬유 이더넷을 사용한다.

• 트랜시버(sep 모듈 (시리얼 이더넷 전력선 통신 모듈) )

• 광섬유로 네트워크를 구축할 때 필요한 모듈. 전기 신호를 빛으로, 빛을 전기 신호로 바꿔주는 모듈.
• 10 GbE(기가비트이더넷)에 사용되는 규격
• 최신 규격인 10GBASE-T는 코퍼 프랜시버가 비싸고 소비 전력이 광섬유의 3~4배 → 트윈액스(Twinax) 케이블 이더넷 규격이 가장 많이 사용됨

서버컴의 NIC(Network Interface Controller)

• NIC : 이더넷에서 네트워크에 연결하기 위해 컴퓨터에 설치된 회로 기판.
• TCP/IP 모델에서, 물리적계층에서 실제적인 전기적인 신호를 전송하기 위한 준비와 작업을 수행한다. (전송될 데이터 직렬로 변환, 전송속도, 프레임 유형 …)

서버에는 이더넷 포트(탑재 NIC)가 2~4개 장착되어 있다. 서비스용과 관리용 이외에 가상머신을 추가해 사용하면 iSCSI 스토리지와의 통신 포트, 가상머신 모니터 사이의 포트 등 추가로 포트가 필요하게 된다.

• iSCSI(아이스카시)? Internet Small Computer System Interface
• 인터넷 ip 기반의 스토리지 네트워킹 표준. 데이터 스토리지 장치와 연결에 사용.

→ 이더넷 포트 수를 늘리기 위해 PCIe 슬롯에 NIC를 탑재해 사용한다.

• 링크 어그리게이션
  • 이점(사용목적)
    • 한 링크에 장애가 발생해도 다른 링크를 사용할 수 있음
    • 네트워크 대역을 늘리는 용도로 사용 : 복수의 링크에 패킷을 분산해 사용 가능
  본딩 또는 티밍이라고도 한다.
  • Teaming: 윈도우에서 여러 개의 NIC카드를 하나로 묶어 사용하는 것
  • Bonding: 리눅스에서 여러개의 NIC카드를 하나로 묶어 사용하는 것
• 여러 링크(물리적인 통신경로)를 하나의 회선처럼 사용하는 방법을 총칭.
• 인피니밴드 1 Gbps/10 Gbps 대역폭의 이너넷이 널리 쓰이고 있지만 인피니밴드라는 인터커넥터 기술로 55 Gbps의 속도를 낼 수 있다.
• 초고속 네트워크를 구축할 수 있는 인터커넥터 기술. x86서버에서 사용할 수 있다.

스토리지

전원을 꺼도 프로그램이나 데이터를 유지할 수 있는 저장장치. 그중에서도 서버 컴퓨터에 직접 연결된 HDD/SSD 같은 저장장치를 살펴보자.

클라우드 기술의 발전과 더불어 처리해야 할 데이터 양이 기하급수적으로 늘어나고 있는 추세이다. 클라우드 컴퓨팅을 통해 계산 환경을 얻을 수 있지만 사용자 데이터는 스토리지에 저장된다. 서버 측에서는 사용자 데이터를 유실이나 공격 없이 스토리지에 안전하게 보관하는 기술이 중요할 것이다.

SSD(Solid-state drive)

HDD와 달리 집적회로(기계적 구동부위 없이 반도체 사용)만으로 구성된 저장장치.

• 초기 ssd는 1970년대에 발명되었다. 당시 아주 고가로, I/O 병목을 해소하기 위해 중요한 시스템에만 사용되었다.
• 현재의 SSD구동장치가 필요없어 빠르고 기계적 고장 위험이 없음
• 읽기/쓰기가 압도적으로 빠르고 성능당 전력비용이 낮음
• 1980년대 NOR, NAND 플래시의 발명 → 바이트/블록 단위로 데이터에 액세스.

RAID(Redundant Array of Independent/Inexpensive Disk)

여러 개의 디스크를 묶어 마치 하나의 디스크처럼 사용하는 기술.

서버는 스토리지 장애에 대응할 수 있도록 여러개의 드라이브를 조합해 논리적인 기억 영역을 구성한다.

다중화 방식

RAID1

미러링 방식.

최소 2개의 디스크를 사용하며 동일한 데이터를 복제해 각 디스크에 저장하는 방식이다. 이렇게 구성하면 드라이브 하나에 장애가 발생하더라도 다른 드라이브의 데이터를 이용할 수 있다.

안정성이 높지만 비용이 거의 두배로 들고 실효 용량이 떨어진다.

RAID5/6

RAID1을 개선해 실용용량을 늘리기 위해 각 드라이브에 데이터를 분산해 기록하는 방식이다.

디스크 장애로 인한 데이터 오류에 대응하기 위한 방법 필요 → 모든 드라이브에 있는 데이터를 XOR 한 값인 패리티값를 저장한다.

 

서버에서는 패리티값을 이중화한 RAID6이 많이 사용된다. 성능과 용량을 좀 더 줄이고 안정성을 좀 더 높인 방식이 되겠다.

 

striping 방식

 

RAID0, JBOD

RAID를 구성하는 모든 디스크에 데이터를 분할하여 저장하는 방식.

• 대용량의 단일 볼륨을 사용하는 효과
• 데이터를 분산배치해 병렬접근 가능 → 액세스 속도 향상.

혼합방식

RAID 01/10/50/60

• RAID10

 

• 다중성 + 성능 확보

• 이렇게 다중화한 RAID5,6을 스트라이핑 한 것을 RAID50, RAID60이라고 함.
• 다중화한 RAID1 드라이브군을 RAID0으로 스트라이핑해 사용.

 

• RAID01

• 복사 전 스크라이핑이 된 것으로, 저장소에 장애가 발생하면 그루핑 된 RAID1 전체를 복구해야 한다 → 통상적으로 사용되지 않는다.

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인프라 엔지니어의 교과서 - 예스24

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인프라 엔지니어의 교과서 : 시스템 구축과 관리편

빨강은 단어 요약

파랑은 지식 정리책입니다!