최근 데이터센터 패브릭의 진화와 함께 변화하는 아키텍처 트랜드들을 살펴보고, 정책기반의 데이터센터 패브릭 구현을 위해 시스코가 제시하는 데이터센터 패브릭 기술들을 소개해 드립니다.
1. 데이터센터 패브릭의 변천사와 나아가야 할 방향 (1편) 데이터센터 패브릭, 어떻게 진화해 왔나
2.데이터센터 패브릭의 변천사와 나아가야 할 방향 (2편) 진화된 데이터센터에 맞는 효과적인 운영, 관리 방안 (예정)
패브릭, 사전적인 의미로는 실로 곱게 짜여진 천이라는 뜻이지요. 어느 순간부터 네트워크에서도 이 패브릭이라는 용어를 사용하게되었는대요. 0과 1로 구성된 데이터가 긴밀하게 짜여져서 트래픽을 움직이게하는 네트워크 인프라를 의미하는 것입니다. 최근 데이터센터 패브릭은 가상화와 클라우드 컴퓨팅이라는 기술적 트렌드로 인해 큰 변화를 맞이하고 있습니다. 과거와 현재, 데이터센터 네트워크 아키텍쳐 구조를 살펴보고, 어떤 한계와 어려움을 통해 어떻게 변화하고 있는지 살펴보도록 하겠습니다.
과거 데이터센터의 모습은 어땠을까요?
과거 데이터센터 패브릭은 아래 그림처럼 계층별 아키텍처 구조의 특성을 갖고 있었습니다.
전통적인 데이터센터 아키텍처 구조
이러한 계층별 네트워크 구조는 매우 전통적인 패브릭 구조이며, 오랫동안 데이터센터 패브릭을 대표하는 방식이기도 했지요. 하지만 이렇게 서비스별로 네트워크 패브릭을 구성하여 배치하는 방식은 다수의 장비를 효율적으로 배치할 수 없다는 CapEx 이슈와 여러 개의 패브릭을 관리해야 하는 운영비 부담에 대한 OpEx 이슈를 함께 내포하고 있습니다.
운영에 대한 문제점을 좀 더 살펴 보면, 개별 네트워크 장비가 개별의 패브릭으로 존재하기 때문에, 데이터센터 내부의 패브릭은 물리적 장비 숫자와 동일하게 됩니다. 이러한 문제에도 불구하고 계층별 네트워크 구조는 오랫동안 축적된 운영 경험과 검증된 아키텍처라는 신뢰성을 바탕으로 널리 사용되어 왔습니다. 이러한 방식들은 가상화/클라우드 컴퓨팅이 도입되고, 대중화 되면서부터 효율적인 데이터센터 패브릭인지에 대한 의문이 제기되었고, 이를 개선하기 위한 기술적 논의가 진행되어 왔습니다.
과도기는 어땠을까? 컨버지드 네트워크 패브릭이 주목받아
과도기적인 형태로 10년 전쯤부터는 아래 그림과 같이 데이터센터 IO를 통합함으로써 계층을 줄이는 컨버지드 네트워크 패브릭이 관심을 모았습니다.
컨버지드 네트워크 패브릭
이 구조는 물리적으로는 계층적 구조를 단순화하고, 여러 개의 IO를 통합했다는 관점으로 봤을 때 매우 효과적인 방식입니다.
이러한 컨버지드 네트워크 패브릭은 지난 10년간 큰 사랑을 받아왔고, 그 효율성이 충분히 검증되어 왔습니다. 하지만 네트워크의 구조가 단순화된 것에 반해 클라우드 기술에서 지향하는 편리한 이동성과 배치에 있어서는 기술적 한계를 가지고 있습니다.
예를 들면 Nexus FEX와 같은 기술로 데이터센터 패브릭을 하나로 묶어 패브릭을 단순화하는 데는 효과적이지만, 여전히 VLAN/서브넷 기반으로 패브릭을 설계하고 있습니다. 이러한 구성은 물리적인 네트워크 장비에 구성이 되어 있는 IP 설계로 인해 효과적인 서비스 자원의 이동성과 배치에는 한계를 가지고 있습니다.
데이터센터에 불어온 변화의 바람
이러한 한계를 극복하기 위해 최근 5년 사이 SPINE/LEAF 구조의 수평적 구조의 네트워크 아키텍처가 주목받기 시작했습니다.
SPINE/LEAF 아키텍처 구조는 물리적으로는 2계층 IP 구조로 설계 되지만, 논리적으로는 오버레이(Overlay)기술이 적용되어, 앞서 언급된 컨버지드 네트워크 패브릭의 예처럼 단일 패브릭으로 동작합니다.
SPINE/LEAF기반 단일 패브릭 아키텍쳐
위 그림은 단일 패브릭 아키텍처를 기반으로 물리적으로 설계되고 가상화/클라우드 서비스 자원이 효과적으로 이동할 수 있는 예를 표현하고 있습니다. 패브릭 아키텍처는 기존에 검증된 IP 네트워크를 물리적인 연결 구성인 언더레이(Underlay)에 적용하여 단일 네트워크 패브릭으로 통합하게 하고, 실제 데이터센터의 서비스 자원들은 가상 연결 구성인 오버레이 네트워크를 통해 상호간에 접근하도록 합니다.
이러한 오버레이 기술은 VXLAN을 통해 동작하며, 기존 IP 서브넷이나 VLAN 환경의 독립적인 구성에 대한 제약을 뛰어넘을 수 있습니다. 하지만 2009년부터 등장한 이러한 오버레이 기술은 언더레이와 오버레이를 동시에 적용해야 하고, 기존과는 상이한 방식으로 동작하게 되어 운영과 관리에 어렵다라는 피드백을 받고 있습니다.
이렇게 데이터센터 네트워크 아키텍쳐는 서비스의 변화와 운영 환경에 다라 계층적 구조에서, 컨버지드 아키텍쳐로, 그리고 최근 SPINE/LEAF 형태의 단일 패브릭 아키텍쳐까지 진화를 거듭해왔습니다. 다음호에서는 최근 관심을 모으고 있는 패브릭 아키텍쳐가 지니고 있는 운영과 관리의 어려움을 어떻게 극복할 수 있을지 소개해드리도록 하겠습니다.
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시스코 전문가들의 칼럼에 담긴 최신 IT 트렌드! 이 글은 최우형 시스코 데이터센터 컨설턴트가 작성한 칼럼입니다. |
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