스토리지 네트워크 SAN(Storage Area Network)

SAN(Storage Area Network) 또는 스토리지 네트워크는 통합된 블록 레벨 데이터 스토리지에 대한 접근을 제공하는 컴퓨터 네트워크다. SAN은 일반적으로 다른 장치가 LAN(Local Area Network)을 통해 접근할 수 없는 스토리지 장치의 전용 네트워크로, 데이터 전송 시 LAN 전송량의 간섭을 방지한다. SAN은 주로 디스크 어레이 및 테이프 라이브러리와 같은 저장 장치의 서버에 대한 접근성을 향상해 장치가 로컬로 연결된 장치로 운영 체제에 표시되도록 하는 데 사용된다. SAN은 파일 추상화를 제공하지 않고 블록 레벨 작업만 제공한다. 그러나 SAN 위에 구축된 파일 시스템은 파일 레벨 접근을 제공하며 공유 Disk 파일 시스템으로 알려졌다.


스토리지 아키텍처
DAS는 최초의 네트워크 스토리지 시스템이었으며, 데이터 스토리지 요구사항이 그리 높지 않은 곳에서는 여전히 널리 구현되고 있다. 그중 하나 이상의 전용 파일 서버 또는 스토리지 장치를 LAN에서 사용할 수 있도록 하는 NAS(Network-Attached Storage) 아키텍처를 개발했다. 따라서 데이터 전송, 특히 백업은 여전히 기존 LAN을 통해 이루어진다. 한 번에 1테라바이트 이상의 데이터가 저장되면 LAN 대역폭은 병목 현상이 되었다. 따라서 SAN이 개발되어 LAN에 전용 스토리지 네트워크가 연결되었으며, 전용 고속 및 대역폭 네트워크를 통해 테라바이트의 데이터가 전송된다. 스토리지 네트워크 내에서 스토리지 장치는 상호 연결된다. 백업과 같은 저장 장치 간의 데이터 전송은 서버 뒤에서 이루어지며 투명해야 한다. 이더넷을 통한 TCP 및 IP 프로토콜을 사용하여 NAS 아키텍처에서 데이터가 전송되는 동안, 파이버 채널, iSCSI, Infiniband와 같은 SAN에 대해 고유한 프로토콜이 개발되었다. 따라서 SAN에는 구입, 설치 및 구성해야 하는 자체적인 네트워크 및 스토리지 장치가 있는 경우가 많다. 이는 본래 SAN을 NAS 아키텍처보다 더 비싸게 만든다. Fibre Channel SAN은 Fibre Channel 스위치를 통해 서버를 스토리지에 연결한다. SAN(Storage Area Network)을 서버 뒤의 네트워크라고 부르기도 하며, 역사적으로 중앙집중형 데이터 스토리지 모델에서 개발되었으나 자체 데이터 네트워크로 개발되었다. SAN은 데이터 스토리지를 위한 전용 네트워크로 가장 간단하다. SAN은 데이터 저장 외에도 데이터의 자동 백업, 저장소의 모니터링 및 백업 프로세스를 허용한다. SAN은 하드웨어와 소프트웨어의 조합이다. 그것은 데이터 중심의 메인프레임 아키텍처에서 성장했는데, 이 아키텍처에서는 네트워크의 클라이언트가 다른 유형의 데이터를 저장하는 여러 서버에 연결할 수 있다. 데이터 볼륨 증가에 따라 스토리지 용량을 확장하기 위해 DAS(Direct-Attached Storage)가 개발되었으며, 여기에서 Disk 어레이 또는 다수의 Disk만 서버에 연결되었다. 이 아키텍처에서는 스토리지 용량을 늘리기 위해 스토리지 장치를 추가할 수 있다. 그러나 저장 장치에 접근하는 서버는 단일 장애 지점이며, LAN 네트워크 대역폭의 많은 부분이 데이터에 접근, 저장 및 백업하는 데 사용된다. 단일 장애 지점을 해결하기 위해 여러 서버가 같은 스토리지 장치에 접근할 수 있는 직접 연결 공유 스토리지 아키텍처를 구현하였다.

구성 요소들 - 패브릭
광 파이버 채널 커넥터가 설치된 Qlogic SAN 스위치
패브릭 계층은 SAN 스위치, 라우터, 프로토콜 브리지, 게이트웨이 장치 및 케이블을 포함하는 SAN 네트워킹 기기로 구성된다. SAN 네트워크 장치는 SAN 내에서 또는 서버의 HBA 포트와 같은 이니시에이터와 스토리지 장치의 포트와 같은 대상 간에 데이터를 이동한다. SAN 네트워크는 대개 중복으로 구축되므로 SAN 스위치는 중복 링크로 연결된다. SAN 스위치는 서버를 스토리지 장치에 연결하고 일반적으로 차단되지 않으므로 연결된 모든 전선에 동시에 데이터를 전송한다. SAN이 처음 구축되었을 때 허브는 파이버 채널이 가능한 유일한 장치였지만, 파이버 채널 스위치가 개발되었고 현재 SAN에서는 허브가 거의 발견되지 않는다. 스위치는 모든 포트를 서로 연결하는 전용 링크를 제공하기 때문에 부착된 모든 장치가 동시에 통신할 수 있다는 장점이 있다. SAN 스위치는 중첩 토폴러지에 설정된 이중화를 위한 것이다. 단일 SAN 스위치는 최대 8개의 포트를 가질 수 있으며, 모듈식 확장이 가능한 최대 32개의 포트를 가질 수 있다. 소위 이사급 스위치는 128개의 포트를 가질 수 있다. SAN이 처음 구축되었을 때 구리 케이블을 통해 파이버 채널을 구현해야 했던 오늘날 SAN에는 멀티모드 광섬유 케이블이 사용된다. 스위칭 SAN에서는 파이버 채널 스위치 패브릭 프로토콜 FC-SW-6이 사용되며, 여기서 SAN의 모든 장치는 호스트 버스 어댑터(HBA)에 하드코딩된 WWN(World Wide Name) 주소를 가지고 있다. 장치가 SAN에 연결된 경우 WWN이 SAN 스위치 이름 서버에 등록됨 WWN 또는 WWPN(World Port Name) 대신 SAN Fibre Channel 스토리지 디바이스 벤더는 WWN(World Node Name)을 하드코딩할 수도 있다. 

구성 요소들 - 호스트 계층
SAN 및 해당 스토리지 디바이스에 대한 액세스를 허용하는 서버는 SAN의 호스트 계층을 형성한다고 한다. 이러한 서버에는 HBA(호스트 버스 어댑터)가 있는데, HBA는 서버 메인보드의 슬롯(일반적으로 PCI 슬롯)에 부착되어 해당하는 펌웨어와 드라이버로 실행되는 카드다. 호스트 버스 어댑터를 통해 서버의 운영 체제는 SAN의 스토리지 장치와 통신할 수 있다.3:26 케이블은 기가비트 인터페이스 컨버터(GBIC)를 통해 호스트 버스 어댑터 카드에 연결된다. 이러한 인터페이스 컨버터는 SAN 내의 스위치와 저장 장치에도 부착되며, 디지털 비트를 광 임펄스로 변환하여 Fiber Channel 케이블을 통해 전송할 수 있다. 반대로, GBIC는 들어오는 빛 자극을 다시 디지털 비트로 변환한다. GBIC의 이전 버전은 GLM(Gigabit Link Module)이라고 불렸다. 이는 Fiber Channel 구축에만 해당된다.

구성 요소들 - 스토리지 계층
Fibre Channel은 물리적 계층에서 시작하여 프로토콜을 통해 SCSI 및 SBCCS와 같은 상위 레벨 프로토콜로 진행되는 계층화된 기술이다. 파이버 채널 교환 프로토콜 위에는 서버 및 SAN 스토리지 장치에 구현된 직렬화 SCSI(Small Computer Systems Interface) 프로토콜이 있는 경우가 많다. 그것은 소프트웨어 애플리케이션이 저장 장치를 위해 데이터를 통신하거나 인코딩할 수 있게 해준다. 이더넷 및 Infiniband 프로토콜을 통한 iSCSI(Internet Small Computer Systems Interface)도 SAN에서 구현될 수 있지만 파이버 채널 SAN에 연결되는 경우가 많다. 그러나 Infiniband 및 iSCSI 스토리지 디바이스, 특히 디스크 어레이를 사용할 수 있다. SAN의 다양한 스토리지 디바이스가 스토리지 계층을 형성한다고 한다. 그것은 데이터를 저장하는 다양한 하드 디스크와 자기 테이프 장치를 포함할 수 있다. SAN에서 디스크 어레이는 RAID를 통해 결합되므로 많은 하드 디스크가 하나의 대형 스토리지 장치처럼 보이고 작동하게 된다. 모든 저장 장치 또는 해당 저장 장치의 파티션에는 논리 단위 번호(LUN)가 할당되어 있다. 이는 SAN 내의 고유 번호로, 서버든 다른 스토리지 디바이스든, LUN을 통해 스토리지에 액세스할 수 있는 SAN의 모든 노드 LUN을 통해 SAN의 스토리지 용량을 세분화하고 액세스 제어 구현할 수 있다. 예를 들어, 특정 서버 또는 서버 그룹은 LUN의 형태로 SAN 스토리지 계층의 특정 부분에 대한 액세스 권한만 부여될 수 있다. 스토리지 디바이스가 데이터를 읽거나 쓰라는 요청을 받으면 액세스 목록을 확인하여 LUN으로 식별된 노드가 스토리지 영역에 액세스할 수 있는지 여부를 확인하십시오. LUN에 의해 LUN 마스킹은 호스트 버스 어댑터와 서버의 SAN 소프트웨어에 의해 명령이 수락되는 LUN을 제한하는 기술이다. 이렇게 하면 서버가 액세스하지 않아야 하는 LUN을 마스킹할 수 있다. 3:354 특정 SAN 스토리지 디바이스에 대한 서버 액세스를 제한하는 또 다른 방법은 패브릭 기반 액세스 제어, 즉 SAN 네트워킹 디바이스와 서버에서 구현되어야 하는 영역 설정이다. 따라서 서버 액세스는 특정 SAN 영역에 있는 저장 장치로 제한된다.