Hyper-V 스토리지 최상의 모범 사례

서버와 관련된 가장 중요한 구성 요소 중 하나인 저장소에는 하이퍼바이저가 설치된 가상화 서버와 가상 머신이 실행되는 서버가 포함됩니다. 저장소는 고성능 또는 저성능을 유발할 수 있으며 VM 데이터와 가상 디스크를 안정적으로 보관하는 높은 또는 낮은 신뢰성을 보장할 수 있습니다. 하이퍼-V 가상 환경에서는 다양한 저장소 유형을 사용할 수 있으며 관리자는 서버를 구성하거나 가상 머신을 배포하기 전에 올바른 선택을 해야 합니다.

이 블로그 게시물은 환경에 가장 적합한 저장소 선택을 만들기 위해 다양한 유형의 저장소 옵션을 탐색하는 데 도움을 주고, 따라서 귀하의 요구 사항을 효율적으로 충족시키는 선택을 할 수 있도록 돕습니다.

Hyper-V 저장소 권장 사항

하이퍼-V 서버에 마운트할 수 있는 저장소는 두 가지 유형일 수 있습니다: 로컬 저장소 또는 원격 저장소.

로컬 저장소는 서버에 로컬로 연결된 여러 디스크로 구성됩니다. 이러한 디스크는 일반적으로 서버의 샤시 내부에 있는 RAID(독립 디스크의 여러 복제본) 컨트롤러에 SAS(직렬 연결된 SCSI) 인터페이스로 연결됩니다. SAS 디스크의 신뢰성이 더 높기 때문에 SATA 디스크보다는 SAS 디스크를 사용하는 것이 선호됩니다(호환성에도 불구하고 – SATA 디스크는 SAS 포트에 연결될 수 있지만 그 반대는 불가능합니다). 로컬 저장소는 원격 저장소보다 저렴할 수 있습니다. 하이퍼-V 클러스터를 배포할 계획이 없다면 로컬 저장소를 사용할 수 있습니다.

원격 저장소는 Hyper-V 서버와 별도로 위치하며 iSCSI, Fibre Channel 또는 SMB 3.0 프로토콜을 통해 서버에 연결됩니다. Fibre Channel과 iSCSI는 블록 수준의 저장소를 제공하는 반면 SMB 3.0은 파일 수준의 저장소를 제공합니다. Fibre Channel은 서버를 스토리지에 연결하기 위해 SAN(Storage Area Network)과 같은 특수한 물리적 인터페이스가 필요합니다. FCoE(Fibre Channel over Ethernet)는 이더넷 네트워크를 통해 스토리지에 연결하는 데 사용될 수 있습니다. iSCSI 프로토콜은 서버를 SAN 또는 NAS(Network Attached Storage)에 연결하는 데 사용될 수 있습니다. NAS 장치는 내부에 디스크 드라이브 슬롯이 있고 외부 네트워크에 연결하기 위한 다양한 포트가 있는 미니 서버처럼 보입니다. 독립형 서버도 NAS로 사용하도록 구성할 수 있습니다. SAN과 NAS는 더 나은 신뢰성을 위해 데이터 중복성을 보장할 수 있습니다.

페일오버 클러스터를 배포할 때 클러스터 내의 모든 노드와 공유되는 원격 저장소를 사용해야 합니다. 이 경우 이러한 저장소를 공유 저장소라고 합니다.

RAID 1 또는 RAID 10을 사용

RAID는 독립 디스크의 중복 배열입니다. 저장소의 데이터 중복성은 디스크 고장 시 데이터를 보호할 수 있습니다. 여러 종류의 RAID가 있습니다.

RAID 0은 중복되지 않으며 디스크 스트라이핑이라고 합니다. 이는 장애 허용성이 없으며 하나의 디스크 고장으로 전체 배열이 고장 나게 됩니다. 성능 향상을 예로 들 수 있습니다(예: TV 산업을 위한 라이브 스트림 캐싱). 이 유형의 RAID를 구축하려면 최소 2개의 디스크가 필요합니다.

RAID 1은 중복입니다. 한 디스크의 모든 블록은 다른 디스크로 미러링되므로, 100%의 중복성이 달성됩니다. 두 디스크 중 하나가 고장나면, 두 번째 디스크의 데이터를 액세스하여 배열을 재구축할 수 있습니다. 성공적인 배열 재구축의 확률이 높습니다. RAID 1은 장애 조치 저장소로 사용할 수 있습니다. 이 유형의 RAID를 구축하려면 최소 2개의 디스크가 필요합니다.

RAID 10은 RAID 0과 RAID 1의 결합입니다. 이 두 배열 유형의 장점이 사용되므로, 결과적으로 성능이 더 높은 고장 허용 배열이 됩니다. 미러링된 디스크는 스트라이프로 결합됩니다. 이 유형의 RAID를 구축하려면 최소 4개의 디스크가 필요합니다. RAID 10이 4개의 디스크로 구성되어 있다면, 데이터는 어떤 단일 디스크 장애의 경우에도 보호될 수 있습니다. 또한, 서로 다른 미러에서 두 디스크가 고장나더라도 4개의 디스크 배열이 살아남을 수 있습니다.

RAID 5는 패리티와 함께 스트라이핑을 제공합니다. 블록은 디스크를 가로지르지만, 복구에 사용할 수 있는 패리티 정보도 디스크에 저장됩니다. 패리티 정보가 차지하는 공간은 한 디스크의 용량과 같습니다. 예를 들어, 4개의 디스크 배열의 경우 패리티 정보는 약 25%의 공간을 차지합니다. RAID 1과 같이 100% 중복되지는 않습니다. 이론적으로, RAID 5는 디스크 중 하나가 고장날 경우에도 살아남을 수 있습니다. 이 유형의 RAID를 구축하려면 최소 3개의 디스크가 필요합니다.

RAID 6은 이중 패리티를 가진 스트라이핑을 제공합니다. 이것은 RAID 5의 개념과 유사하지만, 패리티 정보가 하나가 아니라 두 디스크에 저장됩니다. RAID 6는 최대 두 디스크의 고장이 발생할 경우에도 살아남을 수 있습니다. 이 유형의 RAID를 구축하려면 최소 4개의 디스크가 필요합니다.

RAID 5와 RAID 6은 처음에는 매력적으로 보일 수 있지만, 조금 더 자세히 살펴보겠습니다. RAID 5는 디스크 용량이 매우 작았던 수십 년 전에 개발되었습니다. 현대 세계에서는 하드 디스크 용량이 디스크 속도보다 빠르게 증가하는데, 따라서 하나의 디스크가 실패하면 RAID 5의 재구축이 오랜 시간이 걸릴 수 있습니다. RAID 5의 각 디스크의 작업 부하는 재구축 중에 크게 증가하며, 특히 서버가 저장소를 집중적으로 사용하여 동시에 정기적인 작업을 수행하는 경우입니다. RAID 5에 속하는 디스크에는 거의 사용되지 않는 데이터가 있을 수 있으며, 이 데이터가 성공적으로 읽힐 수 있다는 것을 확신할 수 없습니다. 이로 인해 오류 발생 확률이 증가합니다. 배열 재구축 중에 오류가 발생하면 전체 배열이 실패할 수 있습니다. RAID 5에 하나의 실패한 디스크가 있으면이 배열은 RAID 0처럼 작동하며 데이터가 위험합니다.

RAID 6은 RAID 5와 비교하여 두 배의 패리티 데이터를 가지고 있어 회복에 사용할 수 있습니다. 결과적으로 하나의 디스크의 실패를 생존할 확률과 성공적인 재구축 확률이 더 높아집니다. RAID 6은 또 다른 문제점이 있습니다. RAID 10과 RAID 5와 비교하여 성능이 가장 낮습니다. 성능 문제는 특히 재구축 중에 눈에 띕니다.

고속 저장소 활용하기RAID 1과 RAID 10이 가장 높은 신뢰성을 제공하기 때문에 Hyper-V 저장소로 사용하기를 권장합니다. 하드웨어 RAID는 물리적 서버나 NAS 장치 모두에 구성할 수 있습니다.

저장 입력/출력 성능은 충분한 가상 머신(VM) 성능을 제공하는 데 중요한 영향을 미칩니다. 가장 빠른 하드 디스크 드라이브(HDD)를 사용하여 VM을 저장해야 합니다. 고성능 특성을 가진 현대적인 다양한 하드 디스크 드라이브가 있으며, 기가바이트 당 저렴한 가격에 높은 속도를 제공합니다. 하드 디스크 드라이브의 속도가 VM에 충분하지 않은 경우 Solid State Drive(SSD)를 사용할 수 있습니다. 클래식 회전식 HDD와 비교하여 SSD에는 움직이는 부품이 없으므로 더 높은 속도를 제공하지만 더 비싸다는 것입니다. SSD의 기가바이트 당 가격이 더 비싸고, 전체 용량은 일반적으로 HDD보다 적습니다. Hyper-V 저장소에 최고의 성능을 가진 디스크를 사용하여 VM이 지연 없이 작동할 수 있습니다.

VM 저장을 위한 전용 볼륨을 활용하세요.

VM을 시스템 볼륨에 저장하지 마세요. 시스템 볼륨은 일반적으로 운영 체제에서 사용하는 시스템 파일을 읽거나 쓰는 데 사용됩니다(C:\은 기본적으로 시스템 볼륨입니다). 따라서 VM 파일을 시스템 볼륨에 저장하면 VM 성능이 저하될 수 있습니다. 부족한 여유 공간 문제도 발생할 수 있습니다. 이 상황은 시스템 파일이 모든 빈 디스크 공간을 차지하거나 가상 디스크 파일과 같은 VM 파일이 디스크 공간을 모두 차지하는 경우에 발생할 수 있습니다. 결과적으로 시스템 볼륨에 저장된 파일이 있는 VM은 실패 위험이 있습니다. 또한 시스템 파일을 작성할 여유 공간이 충분하지 않은 경우 Hyper-V 호스트도 정상적으로 작동하지 않을 수 있습니다. 운영 체제와 VM을 저장하기 위해 별도의 볼륨을 사용하세요. 또한 VM 데이터에 사용되는 드라이브에 스왑 파일과 같은 시스템 파일을 저장하지 마세요.

하나의 위치에 VM 파일 저장

하이퍼-V 가상 머신의 주요 파일 중 일부는 다음과 같습니다: VHDX (VHD) – 가상 디스크 파일, AVHDX – 차이 가상 디스크 파일, VMCX – 구성 파일 및 VMRS – 런타임 상태 파일. VM 파일은 관리자에게 편리하지 않은 기본 위치에 저장될 수 있습니다. 이를 피하기 위해 현재 VM에 속하는 모든 파일을 저장할 하나의 디렉토리를 지정하십시오. 아래 스크린샷에서는 Server2016-01이라는 VM에 속하는 모든 파일이 Server2016-01이라는 디렉토리의 하위 디렉토리에 저장되어 있는 것을 볼 수 있습니다.

BIN (VMRS) 파일용 공간 남기기

BIN 파일은 메모리 상태를 저장하기 위해 디스크 공간을 소비합니다. 이를 위해 VM 파일이 저장된 볼륨에 예약된 공간을 남겨야 합니다. 하이퍼-V 2016부터 이 파일 유형의 확장자가 BIN에서 VMRS로 변경되었습니다. 이 파일 유형은 가상 디스크 VHDX 파일에 이어 디스크 공간을 소비하는 두 번째로 큰 파일 유형입니다. BIN (VMRS) 파일의 크기는 VM의 가상 메모리의 크기와 같습니다. 예를 들어, VM에 30GB 가상 디스크와 8GB의 가상 메모리가 있는 경우 스토리지에 적어도 38GB를 예약해야 합니다. VM에 동적 가상 메모리가 구성된 경우, BIN (VMRS) 파일 크기는 해당 시점에 할당된 메모리 양과 동일합니다.

어떤 파일 시스템을 사용해야 하나: NTFS 또는 ReFS?

NTFS(New Technology File System)는 마이크로소프트에서 1993년에 만든 파일 시스템으로 현재 Windows 환경에서 널리 사용됩니다.

ReFS (Resilient File system)는 Windows Server 2012에서 출시된 최신 Microsoft 파일 시스템으로, 다음과 같은 개선 사항이 있습니다:

• 메타데이터 및 파일에 체크섬 사용을 통한 데이터 손상 방지
• 스토리지 공간과의 통합
• 자동 데이터 무결성 검사 및 오류 수정(오류 발생 시)
• 블록 클론 기술(VM이 복제될 때 유용)
• 전원 장애에 대한 향상된 내구성
• BitLocker로 암호화 지원
• 최대 파일 크기 및 파일 이름 길이 증가
• 최대 볼륨 증가
• 고정 가상 디스크 빠른 생성

ReFS 파일 시스템에는 장점이 많지만 몇 가지 단점도 존재합니다:

• ReFS 볼륨에서 Windows를 로드할 수 없음
• 데이터 압축, Windows 파일 기반 데이터 중복 제거, 파일 암호화, 하드 링크, 확장 속성, 디스크 할당량 지원되지 않음
• 클러스터 공유 볼륨에 사용할 수 없음
• 레거시 8.3 파일 이름을 지원하지 않음

마지막으로, 파일 시스템 선택은 관리자에게 달려 있습니다. ReFS의 제한이 시스템에 중요하지 않다면 Hyper-V 스토리지에 ReFS를 사용하는 것이 권장됩니다.

고속 스토리지 네트워크를 사용하십시오

원격 스토리지를 사용할 때 네트워크 연결은 중요한 요소입니다. NAS 또는 SAN에 고속 디스크가 있더라도 네트워크 연결이 느리면 스토리지 시스템의 전반적인 성능이 저하됩니다. 이러한 이유로 지연 시간이 짧은 전용 고속 네트워크를 사용하는 것이 좋습니다. 수용 가능한 속도를 보장하려면 10-Gbit 네트워크 연결이 권장됩니다. NIC 팀링을 사용하여 대역폭 집계도 도움이 됩니다.

도메인 컨트롤러가 있는 VM을 SMB3 공유에 저장하지 마십시오.

SMB 3.0 공유가 제대로 작동하려면 도메인 컨트롤러에 액세스해야 합니다. SMB 3.0 공유가 있는 호스트 또는 Hyper-V 호스트가 도메인 컨트롤러에 액세스할 수 없는 경우 인증을 통과할 수 없으며 연결을 설정할 수 없습니다. 이 상황에서 Hyper-V 서버는 SMB 3.0 공유에 배치된 도메인 컨트롤러가 있는 VM을 시작할 수 없습니다. 이 문제를 방지하려면 Hyper-V 호스트의 로컬 스토리지에 도메인 컨트롤러가 있는 VM을 유지하세요.

클러스터 스토리지용 클러스터 공유 볼륨 활용

클러스터를 배포할 때 공유 스토리지를 구성해야 합니다. 기존 스토리지 없이 CSV를 사용하면 한 번에 하나의 노드(Hyper-V 호스트)만 동일한 디스크/LUN에 액세스할 수 있습니다. 클러스터 공유 볼륨(CSV)은 볼륨을 다시 탑재하고 권한으로 소유권을 변경하지 않고도 여러 노드가 스토리지에 동시에 액세스할 수 있도록 이 문제를 해결합니다. CSV를 사용하면 NTFS 또는 ReFS 위에 Hyper-V용 클러스터 파일 시스템을 가질 수 있습니다.

패스스루 디스크 사용 피하기

A pass-through disk is a physical disk (LUN) that is connected to a virtual machine. This type of disk is used as a storage device and is connected directly to the disk controller of a VM. For the first versions of Hyper-V, using pass-through disks helped increase performance. Nowadays, formats of virtual disks are progressive enough – thus, including performance and using pass-through disks does not make sense because of the issues that may occur when using them. You cannot easily move a pass-through disk with a virtual machine, and backup software cannot make a backup of a VM with this disk type on a host level.

어떤 가상 디스크 유형을 선호해야 하나요 – VHD 또는 VHDX?

VHD는 2003년에 소개된 가상 머신용 가상 디스크의 레거시 형식입니다. VHDX는 더 진보된 형식으로(Windows Server 2012와 함께 출시됨) 최대 64TB까지의 가상 디스크 용량 제한을 지원하며 4KB 블록을 지원하고, 가상 디스크의 실시간 크기 조정이 가능하며, 전원 손실로 인한 데이터 손상 가능성을 줄이기 위해 지속적인 메타데이터 구조 업데이트를 지원합니다. 이러한 이유로 Hyper-V 환경에서는 VHDX 가상 디스크 사용을 선호해야 합니다.

고정 및 동적 확장 가상 디스크의 사용

A fixed virtual disk is a VHDX (VHD) file that consumes all pre-allocated space on storage, despite the amount of space used inside the virtual disk. The advantages of using a fixed virtual disk are that they work faster, no issues may be caused by over-provisioning, and the fragmentation of the VHDX file is the same after creation. The disadvantages of using a fixed virtual disk are that their creation may take a longer time on NTFS volumes, and more space on storage is needed for disk creation.

동적으로 확장되는 가상 디스크는 사전 할당 후 몇 킬로바이트의 작은 크기로 시작하여 가상 디스크 내에 파일을 기록하면 최대 크기에 도달할 때까지 증가합니다. 동적 디스크는 이 유형의 디스크에 있는 데이터가 삭제되어도 자동으로 축소되지 않습니다. 동적 디스크를 사용하는 이점은 공간을 절약하고 빠르게 생성되며 과다 공급이 포함된다는 것입니다. 그러나 동적 디스크의 단점은 고정 디스크보다 느리며, 더 높은 단편화가 포함되며, 동적 디스크의 증가 후 저장 공간에서 충분한 여유 공간 부족을 일으킬 수 있다는 것입니다.

필요에 따라 고정 및 동적 가상 디스크를 모두 사용할 수 있습니다.

차이 디스크

A differencing virtual hard disk is a virtual disk file (AVHDX or AVHD) that is created in the VM directory with virtual disks after checkpoint creation. The purpose of differencing the virtual disk is storing changes that are written to a parent virtual disk of a VM after creating a checkpoint. A parent virtual disk can be a fixed, dynamic, or differencing disk. When a checkpoint is deleted, the differencing virtual disk that has been created with this checkpoint is merged with a parent virtual disk. Differencing virtual disk can also be created with Hyper-V’s new virtual hard disk wizard. It is important to note that creating a high number of checkpoints causes the creation of growing differencing virtual disks, which results in performance decreases.

디스크 건강 및 성능 모니터링

디스크 상태를 정기적으로 모니터링하면 데이터 손상을 일으킬 수 있는 가능한 디스크 손상을 예방할 수 있습니다. 디스크 드라이브의 S.M.A.R.T. (Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology) 데이터를 모니터링할 수 있는 유틸리티를 활용하십시오. 이는 RAID에 속하는 디스크를 포함합니다. 문제가 있는 디스크를 조기에 식별할수록 데이터가 안전할 확률이 높아집니다. 또한 디스크 성능을 모니터링하여 과부하가 발생할 수 있는 디스크를 식별하는 것이 중요합니다. 이를 통해 디스크 집중 작업을 다른 저장소로 재배치하여 전반적인 성능을 최적화할 수 있습니다.

결론

데이터를 저장하는 것은 대부분의 IT 기업에게 특히 중요한 요소입니다. 오늘의 블로그 게시물은 Hyper-V를 위한 최상의 저장소 관행을 다루었으며, VM 성능을 최적화하고 저장소의 높은 신뢰성을 보장하는 데 도움이 될 것입니다. 위에 나열된 모든 권장 사항 중에서 환경에 맞는 것을 선택하십시오.

최고급 저장소를 사용하더라도 Hyper-V VM 데이터를 제대로 백업하는 것이 중요합니다. NAKIVO 백업 및 복제를 사용하여 가장 효율적인 방법으로 Hyper-V VM을 백업할 수 있습니다.