Technical FOCUS
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클라우드 컴퓨팅과 가상화 이야기
글 청담정보기술㈜ 장명식 상무 / CTO
I. 클라우드 컴퓨팅의 개요
지난 40년간 IT는 애플리케이션과 데이터를 전달하는 방식에서 수 차례의 혁신을 겪어 왔다. 최초의 컴퓨팅 환경이었던 '메인프레임'은 중앙에 집중된 컴퓨팅 자원을 다수의 사용자가 공유하는 방식이었고, 서버 및 데스크톱의 자원을 동시에 활용하여 비용 절감과 유연성을 높여주는 '클라이언트-서버 구조'가 출현하였으며, 시간 장소에 구애 받지 않고 노트북이나 스마트폰 등에서 애플리케이션을 사용하는 '모바일 컴퓨팅'이 그 뒤를 이었다. 최근에는 필요에 따라 서비스의 형태로 IT를 즉시 제공(IT as a Service)하는 클라우드 컴퓨팅이 새로운 혁신으로 나타났다.
IT에 대한 조직의 요구는 점점 늘어나고 있으며, 조직 내의 모든 의사 결정은 IT의 변경을 수반하게 된다. 1등만이 살아남는 시장상황에서, 유연하지 못한 기술을 기반으로 구축된 대부분의 애플리케이션은 그 변경이 어렵고, 많은 관리 비용이 소요되기 마련이다. 예를 들어, 이메일 서버나 Business Intelligence Engine등의 새로운 애플리케이션을 구축하기 위해서, 서버 하드웨어를 구매하여 시스템 이미지를 구성하는 데에만 수개월이 소요되는 것이 현실이다. 그러나 최근 많은 조직들이 한정된 자원으로 증가하는 조직의 요구에, 보다 신속하고 효과적으로 대응하기 위해서 효율적이고 유연하면서도 비용을 절감할 수 있는 클라우드 컴퓨팅을 향해 가고 있다.
클라우드 컴퓨팅이란 소프트웨어, 하드웨어 등의 모든 IT자원을 인터넷을 통해 사용하면서 사용량에 따라 비용을 지불하는 새로운 개념의 IT 서비스이다. 이를 통해 조직은 새로운 인프라, 인력, 소프트웨어에 대한 투자가 없이, 필요 시점에 즉시 필요한 만큼의 용량과 성능을 확보할 수 있다. 클라우드 컴퓨팅의 서비스는 스토리지, 데이터베이스, 인포메이션, 프로세스, 애플리케이션, 플랫폼, 통합, 보안, 관리/운영, 테스팅 등의 모든 영역을 망라한다.
인터넷을 통해 IT자원을 빌려 쓰는 클라우드 컴퓨팅 서비스는 전혀 새로운 개념이 아니라 기존에도 존재하고 있었다. 일반 사용자들이 많이 사용하는 인터넷 디스크, 기업이나 개인의 홈페이지를 운영해 주는 웹호스팅, 일정 사용료를 받고 서버 전체를 임대해서 사용하는 서버호스팅 등이 그것이라 하겠다. 최근에 클라우드 컴퓨팅이 새로운 바람을 일으키고 있는 데에는 가상화 기술이 그 핵심에 있다. 가상화 계층은 업무와 인프라 사이에 위치하여 밀접하게 결합되어 업무와 인프라를 상호 독립적으로 만들어 주었고, 이를 통해 조직은 필요한 IT자원을 보다 용이하게 임대하여 사용할 수 있게 된 것이다. 여기서, 가상화 기술에 대해 알기 전에는 클라우드 컴퓨팅에 대해 더 논할 수가 없으므로 가상화 기술을 살펴보기로 하겠다.
II. IT 가상화 기술
가상 현실, 가상 머신, 가상 서버, 가상 데스크톱, 가상 네트워크, 가상 스토리지, 가상메모리 등 '가상' 이라는 단어가 현재 IT업계에는 너무도 많이 사용되고 있다. 이 가상이라는 단어가 의미하는 것은 무엇일까? 위의 모든 분야에서 찾아볼 수 있는 공통 요소는 '실제로 존재하지 않는 것을 존재하는 것처럼 만들어 주는 것'이다. 이런 가정하에서 IT의 가상화는 크게 다음과 같이 세 가지로 나누어 볼 수 있다.① 하나의 물리적인 자원을 여러 개의 논리적인 자원으로 나누어서 보여준다.
②여러 개의 물리적인 자원을 하나의 논리적인 자원으로 묶어서 보여준다.
③존재하는 물리적인 자원을 전혀 다른 논리적인 자원으로 바꾸어 보여준다.
최근에 왜 그렇게 많은 분야-심지어는 IT의 거의 모든 영역-에서 가상화의 개념이 도입되고 있을까? 다음과 같은 IT의 현안에서 그 원인을 찾아볼 수 있다.
① 인프라 기술의 발달에 따라 하드웨어의 성능은 기하급수적으로 늘어나는 반면, 해당 자원의 활용률은 갈수록 떨어진다.
② 인프라를 공급하는 벤더의 아키텍처에 대한 종속으로 인해 애플리케이션의 유연성이 침해되고 있다.
③다양한 모바일 기기의 출현과 인터넷의 발전으로 인해 필요한 시점에 필요한 애플리케이션을 본인이 휴대하고 있는 기기에서 즉시 사용하고자 하는 사용자들의 요구가 거세어 지고 있다.
가장 많이 사용되고 있는 4가지의 가상화 분야에 대해 간단히 정리해 보겠다.
1. 서버 가상화
한대의 서버에 여러 대의 가상 서버를 생성하고 사용함으로써 서버 자원의 활용률을 높이는 파티셔닝주1) 과 여러 대의 서버를 묶어서 한 대의 컴퓨터처럼 사용하는 그리드컴퓨팅을 예로 들 수 있겠다. 서버의 성능이 비약적으로 발전함에 따라 과학 기술 계산 등의 일부 분야를 제외하고는 파티셔닝이 일반적인 조직의 업무에 광범위하게 활용되고 있다. 서버 가상화가 갖는 이점은 다음과 같다.
총 소유 비용 절감│보통 10:1로 서버가 통합되어 가상화를 위한 비용을 감안하고도 50~60%의 비용 절감 효과를 가져온다.
가용성 증가│현재 사용되고 있는 모든 가상화 솔루션은 물리적인 서버의 장애 시에 해당 서버 상에서 가동되고 있던 가상 서버를 즉시 다른 물리서버에서 가동 시켜주는 HA기능을 갖고 있다. 또한, 가상머신을 서비스 중단 없이 다른 물리서버로 이동시켜주는 온라인 마이그레이션 기능을 제공함으로써 하드웨어 관련 작업을 위한 서비스 다운타임을 획기적으로 줄여 준다.
관리 용이성│하드웨어 수량 감소에 따른 관리 효율 만이 아니라, 애플리케이션이 가상머신으로 캡슐화 됨으로써 해당 애플리케이션은 하드웨어에 대한 독립성을 확보하게 된다. 이는, 해당 가상머신이 이기종의 하드웨어 위에서도 가동될 수 있다는 큰 장점을 제공한다. 특히 하드웨어 노후화에 따른 교체나 용량 증설 시에 기존의 10% 이내의 시간과 인력으로 이를 처리할 수 있으며, 사용자 요구에 따른 신규 서버의 제공은 단순히 몇 번의 클릭을 통해 가상머신을 하나 생성해 주는 것으로 즉시 처리가 가능하다.
Green IT│서버 통합을 통해 하드웨어 수량이 줄어들게 되므로 데이터 센터의 전력, 항온 항습 공조 시설, 상면 등을 80% 정도 줄일 수 있으며 전력 사용량의 감소는 곧 이산화탄소 발생량의 감소를 의미한다.
2. 데스크톱 가상화
초기의 데스크톱 가상화는 기존의 SBC(Server Based Computing)의 대안으로 나타났다. 서버 가상화 엔진 상에 생성된 가상머신에 클라이언트용 OS(Windows XP, Vista, 7등)를 설치하고 여기에 터미널 클라이언트 프로그램을 통해 접속하는 것이 데스크톱 가상화의 기본 개념이다. 데스크톱 가상화를 통해 얻을 수 있는 이점은 다음과 같다.
보안 및 데이터 보호│데스크톱이 데이터센터 내의 서버 상에 존재함에 따라 데이터에 대한 물리적인 보안 및 중앙 백업 등의 데이터 관리가 쉬워진다.
이기종 호환성│다양한 기종과 애플리케이션마다 별도의 클라이언트를 개발할 필요가 없이 네트워크에만 접속되어 있으면 공통된 터미널 클라이언트를 통해 애플리케이션을 즉시 사용할 수 있다.
관리 용이성│신규 사용자에 대한 데스크톱 제공 및 전체적인 데스크톱 관리(소프트웨어 설치 및 업데이트 등)를 중앙에서 쉽게 처리할 수 있다.
Green IT│일반적인 데스크톱 사용 전력(300W/PC)의 1/10 수준의 전력을 사용하는 Thin-Client의 사용을 통해 조직의 전력사용량을 획기적으로 감소시킬 수 있다.
3. 스토리지 가상화
이기종의 스토리지를 묶어서 하나의 스토리지로 사용하고자 하는 개념에서 출발하여 현재는 다음과 같은 기능과 장점을 제공한다.
이기종 스토리지 통합│서로 다른 이기종의 스토리지를 하나의 스토리지처럼 통합하여 사용함으로써 사용 효율성을 높여 준다.
스토리지 이중화 및 원격지 복제│스토리지의 이중화 및 원격지 복제 기능은 벤더가 스토리지 자체에 탑재하는 소프트웨어에 의존하게 되므로 서로 다른 기종 간에는 이 기능의 사용이 불가능 했었으나, 스토리지 가상화를 통해서 벤더를 서로 다른 기종 간에도 해당 기능을 사용할 수 있다.
4. IO가상화
다양한 스토리지와 네트워크 장비의 등장 및 업무의 복잡성이 증가함에 따라 서버에 연결되는 각종 케이블의 수가 증가하고 이에 따라 각종 스위치 등의 하드웨어 비용과 이의 관리에 적지 않은 인력과 시간이 낭비되고 있다. Infiniband, 10G Network 등의 고속 통신 수단이 등장하면서 하나의 인터페이스 위에 다양한 스토리지 및 네트워크 트래픽을 통합하고자 하는 새로운 시도가 일어나고 있다. 아직은 가상 드라이버에 의한 오버헤드 해결 및 안정성 확보가 필요한 시점으로 생각된다.
III. 클라우드 컴퓨팅의 구축
클라우드 컴퓨팅의 구축에는 여러 가지 방법론이 있을 수 있겠다. 여기에서는 가상화 기술을 기반으로 클라우드 컴퓨팅으로 변화하는 일반적인 구축 방법을 살펴보도록 하겠다.
1. 데이터센터의 단순화
IT 조직에서 가장 많은 비용과 관리가 필요한 곳이 바로 데이터 센터이다. 데이터센터를 가상화하여 단순화하는 것이 클라우드 컴퓨팅으로 가는 첫 단계가 되어야 할 것으로 사료된다.
2. 데스크톱 가상화
많은 분들이 데스크톱 가상화를 클라우드 컴퓨팅으로 오인하고 있을 만큼 클라우드 컴퓨팅의 핵심 분야로 자리를 잡은 것이 데스크톱 가상화이다. 필요한 IT 자원을 조직의 개개인에게 서비스로 제공하기 위해서는 데스크톱 가상화의 단계가 없이는 불가능 할 것이다. 가상화의 대상에는 데스크톱 자체는 물론 이 위에서 가동되는 각종 애플리케이션 및 필요한 저장 공간을 포함해야 하며, 접속을 위한 다양한 기기 및 환경, 보안등의 항목이 고려되어야 한다.
3. 자동화를 통한 서비스로의 전환 (Private Cloud의 완성)
이제 모든 IT자원이 가상화되어 비용이 절감되고 관리가 쉬워졌다. 하지만 사용자들은 아직도 자신이 필요한 자원을 즉시 사용하기를 원한다. 서비스 포털을 통해 접수된 사용자의 요청이 절차에 의해 즉시 처리되고, 요청된 자원이 사용자에게 신속하게 제공되는 자동화 환경을 구축함으로써 이러한 사용자의 요구를 충족할 수 있다.
4. Public Cloud로의 확장 (Hybrid Cloud의 완성)
내부 자원만으로 모든 사용자의 요구를 수용하기는 어렵다. 또한 사용자의 요구를 예상하여 미리 모든 자원을 준비해 둔다는 것은 역시 비용의 낭비로 이어지기 마련이다. 이런 경우에 외부 클라우드 서비스 제공업체의 자원 즉, Public Cloud를 사용하는 것을 검토해볼 수 있다. 필요한 자원의 일부 혹은 전체를 임시로 혹은 영구히 외부 업체의 자원으로 대체하는 것이 Hybrid Cloud의 완성이다.
클라우드 컴퓨팅과 가상화 기술에 대해 개략적으로 살펴보았다. 이미 포춘지 선정 100대기업의 100%가 가상화 기술을 통해 그들의 IT 자원을 효율적으로 사용하고 있다. 가상화 기술은 이제 도입 여부를 검토할 것이 아니라 자신의 조직에 어떻게 최적화 할 것인가를 검토해야 할 시점일 것이다. 가상화에서 나아가서 Private Cloud, Public Cloud, 혹은 이를 융합한 Hybrid Cloud를 도입함으로써, IT 자원이 보다 유연하고 효율적이며 사용자의 요구에 부응하는 환경으로 발전하기를 바란다.
주1) 실제로는 이전의 물리적인 파티셔닝과는 차이가 있지만, 알맞은 단어의 부재로 파티셔닝이라 표현함을 밝힌다.
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