기업에서 사용되는 세 가지 주요 저장 네트워킹 기술이 있으며 각각 장단점이 있습니다. 이 게시물에서는 VMware vSphere 환경에서 각각의 최상의 사용 사례를 이해하기 위해 FC, SAS 및 iSCSI 저장 프로토콜을 비교할 것입니다. 그러나 이 정보를 사용하여 다른 IT 인프라에도 저장소를 설치할 수 있습니다.
FC 대 SAS 대 iSCSI: 기술 비교
vSphere 환경의 중복성, 고가용성 및 로드 효율성을 높이는 일반적인 기술은 vSphere 클러스터에서 ESXi 호스트를 구성하는 것입니다. VMware 공유 저장소를 만드는 것은 클러스터의 가장 중요한 요구 사항 중 하나입니다. 공유 저장소를 만드는 여러 가지 방법이 있습니다:
- 스토리지 서버 및 ESXi 호스트에 SAS 인터페이스
- 피버 채널(FC)
- iSCSI
- 가상 SAN (vSAN)
VMware에서는 vSAN이 포함되어 있으며 vSphere 클라이언트를 통해 설정할 수 있지만, 나머지 세 가지는 추가 소프트웨어/하드웨어가 필요합니다. 이러한 기술의 다른 측면을 이해하기 위해 iSCSI와 SAS의 차이를 살펴보고 FC를 다른 접근 방식과 비교해 보겠습니다.
- Fibre Channel 은 대규모 기관에서 고성능, 가용성 및 신뢰성이 필요한 중요한 애플리케이션에 사용되는 저장 시스템의 궁극적인 해결책입니다. 이러한 솔루션의 높은 가격을 유의하십시오.
SAS 는 더 저렴한 기술이며 신뢰성, 고가용성 및 성능이 우선시되는 기업에서 널리 사용됩니다. - SAS는 더 저렴한 기술이며, 신뢰성, 고가용성 및 성능이 우선시되는 기업에서 널리 사용됩니다.
- iSCSI는 세 가지 중에서 가장 저렴한 솔루션이며 예산이 제한적일 때 기존 인프라와 함께 사용할 수 있습니다.
FC vs SAS
이 두 성숙한 기술은 높은 수준의 성능, 신뢰성 및 가용성을 제공합니다. 그러나 페르베 채널은 데이터 전송에 약간 더 높은 성능을 제공합니다.
- SAS는 성능 대비 가격 비율이 더 좋으며 기업 저장에 최적입니다.
- FC 저장 네트워크는 기업 환경에서 매우 많은 양의 데이터에 널리 사용됩니다.
- SAS 디스크는 프로토콜 브리징을 사용하여 FC 네트워크에서 사용할 수 있으며 SAS 변환을 처리합니다.
- SAS 저장소는 저장소가 한 랙이나 한 서버와 같은 한 곳에 위치한 경우에 최적의 선택입니다.
인프라가 확장되고 SAS 저장소의 양이 충분하지 않은 경우, 더 높은 확장성 수준을 제공하는 페르베 채널 SAN 저장소를 사용할 수 있습니다.
SAS vs iSCSI
SAS는 SCSI 명령을 사용하여 디스크 장치를 연결하는 인터페이스이며, iSCSI는 하부 TCP/IP 네트워크를 사용하여 SCSI 명령을 캡슐화하는 프로토콜입니다. 서버에서 SAS 드라이브를 사용하면 합리적인 가격에 더 높은 성능과 신뢰성을 제공합니다. iSCSI를 사용하면 공유 저장소에 사용되는 서버에서 심지어 SATA 디스크 드라이브를 사용할 수 있습니다.
FC vs iSCSI
Fibre Channel은 자체 표준을 사용하여 SCSI 명령을 스토리지 영역 네트워크(SAN)의 디스크 드라이브로 전송하는 최고의 솔루션입니다. iSCSI는 저렴한 비용, 중간 성능 및 충분한 확장성이 필요한 경우 대체로 사용할 수 있습니다. iSCSI를 사용하는 이더넷 네트워크는 보편적이고 일반적이지만 주로 저장 트래픽을 전송하기 위해 만들어지지 않았습니다. 따라서 성능 측면에서는 Fibre Channel이 우세합니다.
모든 기술의 주요 매개변수를 FC 대 SAS 대 iSCSI 테이블에서 요약해 보겠습니다.
| SAS | FC | iSCSI | |
| 설명 | SCSI 명령을 사용하여 디스크 장치에 대한 직렬 인터페이스 | 네트워킹을 포함한 SCSI 명령 전송을 위한 표준 모음 | 기존 TCP/IP 네트워크를 사용하여 SCSI 명령을 캡슐화하는 네트워크 프로토콜 |
| 아키텍처 | 직렬, 포인트 투 포인트 | 스위치, 복수의 동시 트랜잭션 지원 | 이더넷 네트워크용 표준 OSI 모델 사용 |
| 성능 | 높음 | 매우 높음 | 중간 |
| 사용 편의성 | 쉬움 | 어려움 | 중간 |
| 유연성/확장성 | 중간 | 높음 | 높음 |
| 장치 최대 개수 | 가변 (256 또는 65535) | 256개 장치, 스위치 패브릭에서 1600만개 | 무제한 |
| 장치 간 최대 거리 | 10 미터 | 30 미터 (구리) | 기본 인프라에 따라 다름 |
| 비용 | 중간 | 높음 | 낮음 |
| 목표 시장 | 소규모, 중규모, 대규모 비즈니스 | 중대형 기업 | 소규모 및 중규모 비즈니스 |
| vSphere에서의 지원 | 예 | 예 | 예 |
VMware 공유 스토리지 접근 방식 비교
간단한 VMware vSphere 공유 스토리지 생성 방법 비교 표입니다.
| 접근 방식 | 추가 하드웨어 | 추가 소프트웨어 | 전용 서버 | 관리 복잡도 |
| SAS | SAS 어댑터 | 예 | 예 | 중간 |
| 파이버 채널 | FC-컨트롤러, HBA, FC-스위치 | 예 | 예 | 전용 관리자 필요 |
| iSCSI | 아니요 | 예 | 예 | 특정 서버 구성 필요 |
| vSAN | 아니요 | 아니요 | 아니요 | vSphere 클라이언트를 통해 구성됨 |
스토리지 기술 개요
VMware 공유 스토리지를 만드는 각 접근 방법을 자세히 살펴보겠습니다.
SAS란 무엇입니까?
SAS 또는 Serial Attached SCSI는 서버에서 디스크 드라이브, DVD 드라이브 및 테이프 드라이브를 연결하는 데 널리 사용되는 인터페이스 표준입니다. SAS는 ESXi 호스트와 네트워크 상에서 액세스할 수 있는 공유 스토리지로 구성된 서버와 같은 서버에서 직접 연결 스토리지(DAS)에 널리 사용됩니다.
SAS는 SCSI(작은 컴퓨터 시스템 인터페이스) 명령을 사용하여 작동하며, 이는 높은 효율성을 위해 최적화되었습니다. SAS 컨트롤러는 SAS 및 SATA 디스크 드라이브를 연결할 수 있습니다. 이는 수년간 사용되어 온 신뢰할 수 있는 저장소 인터페이스 표준으로, 이 기간 동안 크게 향상되었습니다.
- 구성 요소. SAS 시스템에는 3가지 주요 구성 요소가 포함되어 있습니다:
- 이니셔에이터 – SAS 디스크 드라이브가 연결된 호스트 컴퓨터의 일부
- 타겟 – 논리 장치가 포함된 디스크 장치로, 이 경우에는 이니셔에이터라고 불리는 호스트 컴퓨터에 연결됩니다
- 서비스 전달 서브시스템 – 이니셔에이터를 타겟에 연결하는 케이블과 같은 장비가 포함됩니다
- 성능. SAS를 사용하면 여러 고속 물리적 링크를 단일 더 빠른 포트로 결합하여 이 링크와 컨트롤러 간의 대역폭을 증가시킬 수 있습니다. SAS 3은 12 Gbit/s의 인터페이스 속도를 제공하며, SAS 4는 22.5 Gbit/s를 제공하며, 개발 중인 SAS 5는 45 Gbit/s를 제공할 것으로 예상됩니다. 실제 속도는 연결된 SAS 디스크 드라이브의 유형에 따라 다르며, HDD 또는 SSD일 수 있습니다.
- 유연성. SAS 저장 컨트롤러, 또한 SAS 호스트 버스 어댑터라고도 불립니다, 서버에 설치되어야합니다. SAS 컨트롤러는 PCI-E 슬롯에 설치된 보드(회로)입니다(이전에는 PCI 슬롯을 사용했습니다). 컴퓨터 마더보드에는 유한한 수의 PCI-E 슬롯이 있으며, SAS 컨트롤러에는 유한한 수의 SAS 포트가 있습니다. SAS 디바이스의 수를 늘리려면 확장기(엣지 및 팬아웃 확장기)를 설치할 수 있습니다. 최대 케이블 길이는 최대 10미터입니다. 확장 가능한 저장 시스템을 계획할 때 이러한 가능성과 제한 사항을 고려해야합니다.
- 사용 편의성. 직접 연결된 저장에 대한 SAS 저장 하위 시스템을 설치하는 것은 간단합니다. SAS 저장 컨트롤러를 설치해야하며, 이는 SAS RAID 컨트롤러일 수 있으며 디스크를 연결해야합니다. SAS 확장기를 사용하여 SAS 디스크로 SAN을 구성할 수 있습니다. 그런 다음 Fibre Channel을 사용하여 SAN과 같은 외부 네트워크로 데이터를 전송할 수 있습니다.
- 비용. SAS 저장 시스템을 기업에게 설치하는 것은 저렴합니다. 이것은 SAS의 장점입니다.
SAS 표준은 서버 및 클라이언트 측의 하드웨어 SAS 인터페이스를 필요로하는 접근 방식입니다. 이 기술은 SAS 4에서 최대 22.5 Gbit/s의 속도를 제공하지만, 여러 가지 제한 사항이 있습니다.
- A SAS infrastructure is not scalable because of the finite number of SAS ports on the storage server. However, if you need more storage, you can replace disks with larger ones or install an additional storage server.
- 저장 서버 및 디스크는 케이블 길이에 대한 제한 때문에 동일한 랙에 설치되어야합니다. 따라서 이 접근 방식은 매우 큰 환경에는 적합하지 않지만 높은 데이터 전송 속도 수요가있는 소규모 및 중규모 환경에 적합할 수 있습니다.
파이버 채널이란 무엇입니까?
- 아키텍처.피버 채널 표준 아키텍처는 5개의 계층을 가지며, 이는 이더넷 네트워크에 사용되는 OSI 모델과 다릅니다.
- FC-0은 물리적 계층으로서, 데이터 케이블, 커넥터 및 데이터 제어를 위한 신호 전달을 포함합니다.
- FC-1은 전송 프로토콜 계층으로, 데이터 인코딩 및 디코딩, 데이터 동기화, 링크 유지 및 오류 감지를 담당합니다.
- FC-2는 프레임 및 신호 프로토콜 계층입니다. 이 계층에서는 전송된 데이터의 구조와 조직을 정의하며, 데이터 순서화 및 흐름 제어를 담당합니다. 장치에서 수신 및 송신되는 프로토콜 데이터 단위의 분할 및 재조립이 이 계층에서 수행됩니다.
- FC-3은 공통 서비스 계층으로, FC 기능을 사용하여 RAID, 암호화, 데이터 스트라이핑, 멀티캐스팅과 같은 서비스를 제공하고, 향후 개발될 수 있는 다른 FC 기능에 대한 서비스를 제공합니다.
- FC-4는 상위 계층 프로토콜 또는 매핑 계층으로서, FC를 전송으로 사용할 수 있는 프로토콜 및 이들의 사용 순서를 설명하는 데 사용됩니다. 이는 이러한 프로토콜을 FC 0-3 수준에 매핑하고, 상위 계층 프로토콜(예: SCSI)과 하위 FC 계층 간의 통신 지점을 제공합니다.
FC 모델과 하드웨어는 프로토콜 오프로드 엔진(POE)을 위해 설계되었습니다. 이로 인해 전송 오버헤드가 낮아지고 전체적인 효율성이 향상됩니다. 대부분의 최상위 SAN 시스템은 SCSI 명령을 FC 프레임으로 패키징하고 호스트(서버)에서 공유 스토리지로 트래픽을 전송하기 위해 피버 채널 프로토콜을 사용합니다.
- 성능. Fibre Channel의 가장 큰 장점은 속도이며, 완전 기능을 갖춘 고속 네트워크를 구축하는 데 사용할 수 있습니다. 제 7 세대 FC 네트워크는 각각 64GFC 및 256GFC를 지원하며, 방향당 12,800MB/s 및 51,200MB/s의 처리량을 제공합니다. 128G Fibre Channel은 최대 24,850MB/s의 처리량을 제공합니다. 이중 채널 호환성은 Fibre Channel이 저장 영역 네트워크(SAN)의 저장 연결에 널리 사용되는 또 다른 이유입니다.
- 유연성과 확장성. 데이터의 동시 다중 액세스와 장거리 연결은 광섬유 채널의 장점입니다. FC에는 특수 하드웨어 및 장비가 필요합니다: 서버(예: ESXi 호스트)에 설치된 호스트 버스 어댑터, 스토리지 서버(저장 영역 네트워크(SAN)의 구성원인)에 설치된 FC 컨트롤러, FC 스위치, 케이블 등입니다. 스토리지의 FC 포트 수가 ESXi 호스트 수보다 많은 경우 스위치를 설치해야 합니다. 이러한 배치는 대형 서버 인프라에서 흔히 볼 수 있습니다. FC SAN 시스템에서 SAS 디스크 드라이브를 사용할 수 있습니다.
장거리 지원을 통해 중복 배열의 서로 다른 디스크를 서로 다른 위치에 배치할 수 있습니다(미러링). 디스크 데이터를 주 사이트에서 몇 킬로미터 떨어진 원격 사이트로 미러링할 수 있습니다. 이 접근 방식은 지역 재해로 인한 데이터 손실을 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다.
사용되는 케이블에 대해, 구리 및 광 케이블 모두 지원되지만 광 케이블을 사용하여 광섬유 채널 기술의 모든 장점을 얻어야 합니다. 구리 케이블의 최대 거리/케이블 길이는 케이블 품질에 따라 30m입니다. 광섬유 케이블의 경우 케이블 품질에 따라 100m에서 50km까지 가능합니다. 광 케이블은 단일 모드 또는 다중 모드일 수 있습니다. 단일 모드 광섬유는 더 높은 전송 속도, 대역폭 및 거리를 제공합니다. 성능 저하를 피하기 위해 고품질의 SFP(소형 폼 팩터 플러거블) 트랜시버를 사용하십시오.
확장성 측면에서, 작은 규모에서부터 대형 환경에 이르기까지 모든 크기의 환경에서 광섬유 채널 스토리지 시스템을 사용할 수 있습니다. 인터커넥트 기술로서 광섬유 채널은 포인트 투 포인트 연결, 스위치 토폴로지 및 규정된 루프를 지원합니다.
- 사용 편의성. 피브르 채널은 장치를 연결하기 위한 잘 알려진 이더넷 네트워크와 다릅니다. 기술 원리를 배우고 특정 하드웨어를 설치하는 것에는 추가 노력이 필요합니다. 피브르 채널 SAN 스토리지의 구성 난이도는 높습니다. 전용 하드웨어와 장비를 설치해야 합니다.
- 비용. 피브르 채널 스토리지 시스템에 사용되는 하드웨어와 장비는 비싸다. 이러한 인프라는 데이터 전송 속도와 보안이 매우 중요한 대규모 은행 및 기업에 가장 적합합니다.
이더넷을 통한 피브르 채널(Fibre Channel over Ethernet, FCoE)
Fibre Channel over Ethernet(FCoE)는 10Gbit 이상의 고속 이더넷 네트워크(예: 10Gbit 이더넷 네트워크)의 기본 하드웨어를 사용하여 Fibre Channel 아키텍처를 오버레이 수준에서 사용하도록 허용하는 기 target = “blank” 술입니다. FC 프레임의 인코딩은 Ethernet에 매핑하여 사용됩니다.
FCoE는 Ethernet 네트워크용 하드웨어와 더 나은 호환성을 위해 개발되었지만, 네이티브 Fibre Channel 스토리지 네트워크보다 오버헤드가 더 큽니다. FCoE의 핵심 아이디어는 Ethernet 네트워크에서 Fibre Channel 기 target = “blank” 술을 사용하여 특수한 FC 장비를 구입하지 않고 비용을 절감하는 것입니다. FCoE는 FC의 연장이지만 교체물이 아닙니다.
FCoE에 대해 자세히 알아보려면 네트워크 토폴로지 및 OSI 모델에 대한 게시물을 참조하십시오.
iSCSI(Internet Small Computer Interface)는 TCP/IP 네트워크에서 SCSI 명령을 실행하는 프로토콜입니다.
iSCSI 프로토콜은 SMB 및 NFS와 달리 블록 수준에서 데이터를 공유하며, Ethernet 네트워크 장비, 네트워크 카드, 스위치 및 케이블, NAS 장치 또는 SAS 또는 SATA 디스크가 설치된 스토리지 서버를 포함하여 Ethernet 네트워크 장비를 사용할 수 있습니다.
- 성능. 성능은 기본 네트워크 대역폭에 따라 달라지지만 SAS 및 Fibre Channel 성능만큼 좋지 않습니다. iSCSI는 이더넷 네트워크에서 더 나은 성능을 위한 다중 경로, 쥼보 프레임 및 기타 기술을 지원합니다. 저장 연결에는 10-Gbit, 40-Gbit 또는 100-Gbit/s 고속 이더넷 네트워크를 사용할 수 있습니다. iSCSI 프로토콜을 사용하여 SCSI 명령을 전송할 때 TCP/IP 네트워크를 사용하는 경우 SAS 및 FC 저장 시스템과 비교하여 전반적인 성능에 영향을 미치는 오버헤드가 발생합니다. iSCSI를 사용할 때 발생할 수 있는 지연은 원격 저장 서버의 SSD 저장 장치의 장점을 감소시킬 수 있습니다. 캡슐화 프로세스는 일부 추가 프로세서 자원을 사용하며 이에는 시간이 소요됩니다.
- 유연성. iSCSI 프로토콜을 사용하여 연결된 iSCSI 대상의 최대 수에 제한이 없습니다. iSCSI를 사용하여 연결할 수 있는 저장소의 최대 양은 저장 서버, NAS 또는 SAN에 설치된 디스크의 양에 따라 달라집니다. 기술적으로는 SAS 및 SATA 디스크가 장착된 서버 또는 NAS(네트워크 부착 저장소)를 사용하여 iSCSI 대상을 구성하는 것이 가능합니다.
- 사용 편의성. 중간 – 저장 및 IP 네트워크 지식이 필요합니다.
- 비용. 네트워크 저장소에 액세스하기 위해 iSCSI 프로토콜을 사용하면 비용을 절감할 수 있으며 주로 중소기업에서 사용됩니다. 저렴한 하드웨어를 사용하는 것은 기술적으로 가능하지만 해당 하드웨어로 달성할 수 있는 신뢰성 및 성능 수준에 대한 제한 사항을 고려하십시오.
SAS 및 FC와 달리 iSCSI 기술은 특정 하드웨어를 필요로하지 않습니다. 기존 이더넷 네트워크 인프라 내에서 작동하며 소프트웨어 에뮬레이션된 iSCSI 어댑터를 사용합니다. 이로써 해당 기술은 이전 두 기술보다 더 쉽게 확장할 수 있으며 IT 예산이 제한된 소규모 환경에 더 저렴합니다. 추가 장비가 필요하지 않기 때문입니다. 반면, iSCSI는 특정 운영 체제(OS)와 소프트웨어 구성이 필요한 전용 서버가 필요합니다.
아래 표는 iSCSI에서 사용되는 OSI 계층과 Fibre Channel 운영에 사용되는 OSI 계층 아날로그를 보여줍니다.
| OSI 계층 | iSCSI | Fibre Channel |
| 7 응용 | – | – |
| 6 프리젠테이션 | SCSI 명령 집합 | SCSI 명령 집합 |
| 5 세션 | iSCSI | FC-4/FC-3 |
| 4 전송 | TCP | FC-2 |
| 3 네트워크 | IP | FC-2 |
| 2 데이터 링크 | 이더넷 MAC | FC-1 |
| 1 물리 | 이더넷(물리적) | FC-0 |
전문가 팁: 이더넷 네트워크 및 FCoE 또는 iSCSI 프로토콜을 사용하여 네트워크 저장소에 액세스하는 경우, 생산 네트워크, VM 네트워크 등이 아닌 전용 네트워크로 저장 네트워크를 사용하세요. 이로써 성능 저하를 피하고 보안을 강화하며 문제 진단을 간소화할 수 있습니다.
vSAN이란 무엇인가요?
vSAN은 VMware 환경을 위한 스토리지 가상화 소프트웨어로, 여러 ESXi 호스트를 사용하여 하이퍼 컨버지드 가상 인프라를 구축하는 VMware의 ESXi 하이퍼바이저의 일부로 제공됩니다. VMware는 vSphere v5.5에서 공유 VMFS 스토리지를 생성하는 자체 방법을 처음으로 소개했습니다. 그 이후, vSAN은 vSphere 7.0.3에서 크게 개선되었습니다. VMware는 로컬 서버 자원과 기존의 기가비트 이더넷 네트워킹을 추가적인 스토리지 서버 하드웨어 없이 사용할 수 있게 합니다.
이 옵션은 특정 하드웨어가 필요하지 않으므로 매력적으로 보입니다. 또한, 호스트와 스토리지 디스크의 물리적 위치에 의존하지 않습니다.
단점은 VMware vSAN 클러스터를 생성하려면 추가적인 vSphere 라이선스가 필요하며, 호스트 수가 많을 경우 가격이 비쌉니다. vSAN 성능은 네트워크 속도와 ESXi 호스트에 설치된 디스크의 속도에 따라 달라집니다.
vSAN은 모든 규모의 인프라에 적합하며 특히 전용 스토리지 서버를 설치할 수 없는 경우에 특히 유용합니다. 그러나 대규모 데이터 센터에 대해 비용 부담이 될 수 있습니다. VMware vSphere에서 VMware vSAN을 사용하는 것은 하이퍼 컨버지드 인프라(HCI)로도 알려져 있습니다.
결론
이 비교에서 승자는 귀하의 요구 사항에 따라 다릅니다. 성능, 가격, 신뢰성 및 사용 편의성에 따라 스토리지 솔루션을 선택할 수 있습니다.
VMware vSphere는 FC, SAS 및 iSCSI 스토리지를 지원합니다. 더불어 VMware는 ESXi 호스트에서 직접 연결 스토리지를 사용하기 위해 vSAN을 제공하여 VM을 저장하는 SAN과 유사한 스토리지를 생성할 수 있습니다.
물리-가상 이전 프로젝트를 시작하기 전에 가상화된 서버의 IOPs 수를 결정하기 위해 타당성 조사를 진행하는 것이 좋습니다. 결과에 따라 어떤 스토리지 구성 방식이 가장 적합한지 결정하게 될 것입니다. 또한, NAKIVO Backup & Replication과 같은 신뢰할 수 있는 백업 솔루션을 사용하여 vSphere 환경을 백업하는 것을 잊지 마십시오.
Source:
https://www.nakivo.com/blog/fc-vs-sas-vs-iscsi-comparison/