0. 들어가기에 앞서
안녕하세요. 기업내 서버 시스템의 가용성을 높일 수 있는 백업, HA, DR 관련 솔루션을 전문적으로 컨설팅 및 구축을 하고 있는 아이비인포텍의 윤주병 대표입니다.
기존에 저를 아시는 분도 계시겠지만 제가 일하고 있는 분야 또는 괜찮은 S/W 솔루션 등에 대해 가끔 글을 쓰는데, 최근 1년~2년 사이에는 거의 글을 쓰지 못하다가 다시 맘을 잡고 제 관심분야에 대해 내용을 올려 봅니다.
제가 2020년에 쓴 “서버 이중화(HA)에 대하여” 라는 글이 있었는데, 해당 글을 보고 이중화 구성에 대한 문의가 아직도 많은 편이라 관심이 감사할 따름입니다.
해당 내용을 쓴지 3년이상의 시간이 지났고, 고가용성 서버 이중화 솔루션에도 여러가지 변화가 있어서 기존의 내용을 현재 트랜드에 맞는 S/W 솔루션에 대해 다시 다뤄보고자 합니다.
1. 서버 이중화의 개요
1.1 서버 이중화 솔루션의 정의와 목적
서버 이중화는 현대 비즈니스 환경에서 끊김 없는 서비스 제공과 데이터 신뢰성을 보장하기 위한 핵심 기술 중 하나로 정의됩니다. 서버 이중화 솔루션은 단일 서버 시스템의 가용성을 높이기 위해 두 개 이상의 동일 시스템으로 운영 하는 기술로, 시스템의 가동 시간을 최대한 높이고, 장애로 인한 비즈니스 손실을 최소화하기 위해 사용되며, 이를 통해 기업들은 높은 서비스 가용성과 안정성을 제공하여 고객 만족도를 높일 수 있습니다.
1.2 서버 이중화 솔루션이 필요한 경우와 상황
서버 이중화 솔루션은 다운타임의 최소화를 요구하는 매우 다양한 분야에서 사용되고 있으며 주로 아래와 같은 환경에서 많이 사용됩니다.
• 금융 분야
금융 기관에서는 금융 거래의 중단이 재정적 손실을 초래할 수 있기 때문에 서버 이중화가 필수입니다. 금융 거래 시스템의 무중단 운영은 금융 데이터의 무결성과 신뢰성을 보장합니다.
• 의료 분야
의료 분야에서는 환자 정보와 의료 기록의 안전성이 중요합니다. 서버 이중화는 의료 정보 시스템의 가용성을 높이고 환자 치료에 필요한 데이터에 접근할 수 있도록 합니다.
• 제조 분야
제조업에서는 생산 라인의 중단이 생산량 감소와 비용 증가로 이어질 수 있습니다. 서버 이중화는 제조 프로세스의 안정성을 유지하고 생산성을 보장합니다.
• 항공 및 우주 분야
항공 및 우주 분야에서는 시스템 장애가 재난으로 이어질 수 있습니다. 이중화는 항공기 및 우주선 운영에 필수적인 안전성을 제공합니다.
1.3 서버 이중화 솔루션의 레벨과 차이점
서버의 가용성을 높이는 방법은 위에 그림과 같이 예비서버 구성 및 서버 이중화 솔루션을 구성하여 운영하는 방법이 있는데, 예비서버를 구성시에는 비용의 최소화는 가능하지만 데이터 동기화 및 수동 절체에 따른 다운타임이 커진다는 문제가 있습니다. 그에 반면 서버 이중화 솔루션을 구성하게 되면 빠른 서비스 절체가 가능하며 데이터 동기화 기능으로 최신의 데이터를 유지할 수 있습니다.
S/W 방식의 서버 이중화 솔루션은 크게 2가지로 나누어질 수 있습니다.
첫번째는 흔히 HA(High Availability) 솔루션이라고 하는 기존의 서버 이중화 솔루션입니다.
HA 솔루션은 가용성 레벨에서 AL2~AL3 정도의 레벨로 년간 기준으로 99.95%~99.99%의 가용성을 보장하며, 그에 따라 년간 최대 4시간~최소 53분 이상의 다운타임이 발생할 수 있으며, Active 노드의 장애로 인한 서비스 절체 시 접속 세션의 끊김이 발생한다는 문제가 있고, 그에 따라 클라이언트의 어플리케이션을 종료 후 재시작을 해줘야 하는 문제가 발생될 수 있습니다.
HA솔루션에 대한 좀 더 자세한 내용을 알고 싶다면 “서버 이중화(HA)에 대하여” 라는 글을 읽어보시기 바랍니다.
두번째는 FT (Fault Tolerance) 라고 하는 서버 무중단 솔루션이 있습니다.
FT솔루션은 서버 이중화 솔루션 중 가용성이 가장 높은 솔루션으로 AL4 레벨 즉, 99.999%의 가용성을 년 5분 미만의 다운타임 가용성을 보장하여 무중단 또는 무정지 운영이 가능하며, 그에 따라 Active 노드의 서버 장애시에도 다운타임이 없고, 접속 세션이 끊기지 않아 미션 크리티컬한 환경에서 사용이 되고 있습니다.
추가적으로 FT (Fault Tolerance) 솔루션은 S/W 타입과 H/W 타입 2가지가 있는데, H/W 타입은 가격이 높으나 더 안정적이고 응답속도가 매우 빠른 장점이 있습니다. 해당 부분은 뒤에서 더 설명 드리겠습니다.
2. 서버 이중화 솔루션의 주요 기능과 원리
2.1 HA 방식의 서버 이중화 솔루션
S/W 타입의 HA 서버 이중화 솔루션은 예전부터 현재까지 많이 사용이 되고 있는 방식으로 실제 서비스용 OS에 DB 및 어플리케이션을 설치 후 최종 이중화 S/W를 설치 및 운영하는 방식입니다.
일반적인 서버 이중화 HA 솔루션은 아래와 같은 형태로 구성 및 운영됩니다.
• 동일한 사양의 하드웨어 서버 2대 구성
• OS 및 DB & 어플리케이션 설치 및 구성
• HA 솔루션 설치, 이후 중요 감시 서비스 또는 프로세스 등록 & 데이터 동기화 구성
• 이후 HA 솔루션에서 프로세스 감시 & 실시간 데이터 복제 진행
• Active 서버 장애시 Stand by 서버로 정상 Failover(서비스 절체) 확인
• Active 서버 장애 조치 후 Stand by 서버에 저장된 DATA에 대해 역 동기화 진행
• Stand by 서버에서 Active 서버로 Failback(서비스를 Active 노드로 재절체) 진행
이런 HA방식은 중요 어플리케이션 서비스의 가용성을 유지할 수 있다는 장점을 가지고 있지만 구성의 복잡성과 추가적인 운영 교육 및 운영 숙달 과정이 필요 합니다.
2.2 H/W 방식의 이중화 FT 솔루션 – Stratus ftServer
H/W(하드웨어) 방식의 이중화 솔루션은 매우 특이하고, 기술력이 높아 설계 및 제조가 가능한 벤더사가 거의 없고, 많지 않습니다. 해당 솔루션은 물리적인 서버를 하나의 샤시에 2대를 구성하고 연산 처리 및 저장을 하드웨어 아키텍처로 실시간으로 동기화하는 방식입니다. 이를 통해 장애가 발생하면 나머지 서버로 작업을 자동으로 전환하여 시스템의 무중단(FT) 운영을 가능하게 합니다.
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이러한 기술력을 가지고 있는 제조사 및 제품은 Stratus Technologies 社의 ftServer (https://www.stratus.com/solutions/platforms/ftserver/ )라는 것으로 해당 제품 기준으로 아래와 같은 특징이 있습니다. (특정 제품을 언급할 수 밖에 없는 것은, 하드웨어 타입의 FT 솔루션이 전 세계적으로 해당 벤더사 외에 거의 없기 때문입니다.)
2.2.1 Stratus ftServer의 FT(Fault Tolerance) 기술 원리
• 독자 개발한 FPGA(Field Programmable Gate Arrays)를 사용하여 두 개의 동일한 CRU(이중화 하드웨어 시스템 유닛)가 동시에 병렬로 실행됩니다.
(무중단 운영을 위한 하는 FPGA 라는 부품을 독점 기술로 개발하고, 자체 설계한 메인보드에 탑재 및 이중화 부품 구성의 하드웨어 유닛 형태로 제작)
• FPGA에는 핵심 기술 Automated Uptime Layer 이 탑재되어 있고, 무중단(FT) 운영에 필요한 핵심적인 두가지 기능을 제공합니다.
CPU Lockstep 기술
2 개의 동일한 하드웨어 시스템의 CPU에서 동일한 프로세스를 동시에 실행하며, 메모리와 칩셋을 제어하여 프로세스 실행 후 생성되는 DATA(아직 Disk에 Write 되지 않은 상태)도 동시간에 동일한 데이터를 유지시켜 줍니다. (https://en.wikipedia.org/wiki/Lockstep_(computing) 참고)
Multi-Path I/O 기술
Active 하드웨어 유닛 내부 부품 손상 및 장애 시, Standby 유닛의 부품으로 무중단 운영이 가능한 무중단 데이터 처리 기술로, NIC 및 Disk 또는 PCI 슬롯의 데이터 처리를 동시간&실시간 미러링 및 처리하고, 장애 시 I/O를 Standby 유닛의 부품으로 처리 경로를 자동 변경함으로써 시스템 무중단 운영을 가능하게 합니다.
2.2.2 Stratus ftServer의 주요 특징
하드웨어 부품 장애시에도 무중단 운영 가능
일반적인 서버의 하드웨어 장애는 크게 메인보드(CPU, RAM 포함), Disk, NIC 부품의 장애가 대부분이며, 이로 인해 다운 타임이 발생됩니다.
이런 문제 발생시 빠른 서비스의 연속성을 유지하기위해 S/W 방식의 HA솔루션을 사용하게 되는데, 문제는 Active 노드에서 장애발생시 Stand by 노드로 서비스 절체가 필요하며 이때 수분의 다운타임이 발생되고, 그에 따라 기존 접속되어 있는 세션의 끊김이 생기는 문제로 클라이언트 어플리케이션의 재시작이 필요합니다.
중요 시스템이 만약 금융(은행, 증권) 관련 서버라면 몇초 또는 몇분의 다운타임은 고객 컴플레인을 유발할 수 있는 치명적인 리스크를 갖게 됩니다.
이런 문제에 대해, 하드웨어 FT 방식의 ftServer에서는 주요 부품 이중화와 로직을 하드웨어적으로 설계 및 적용하여 하드웨어의 어떤 부품의 장애가 발생하더라도 프로세스 연산 처리 및 메모리내 저장된 데이터의 손실 없이, 그리고 세션의 끊김 없이 무중단으로 운영이 가능하여, 거의 Zero Down Time을 달성할 수 있습니다.
실제 장애 발생시 동작 로직은 아래 동영상에서 확인이 가능합니다.
매우 심플한 운영 및 관리, 동시에 여러 개의 서비스 이중화 가능
일반적인 서버 이중화 HA 솔루션을 원활하게 수행하기 위해서는, 사용자(운영자)는 해당 솔루션에 대한 운영 가이드를 숙지하고 숙달될 수 있도록 오퍼레이션 연습이 필요 합니다.
또한, 여러 업무의 단독서버를 이중화 하기 위해서는 하드웨어 서버와 HA 솔루션의 추가 구매와, 어플리케이션(DB등)의 추가 구매가 필요합니다.
하지만, 하드웨어 타입의 FT 솔루션인 ftServer는 사용자의 입장에서 단일 서버를 운영하는 것과동일하여 운영이 매우 심플하고 단순하며, 서버 가상화 기술의 적용이 가능하여, 많은 장점을 가지고 있습니다.
•초기 설정 이후 하드웨어 전원을 올리는 순간부터, ftServer는 단일 서버 형태로 작동됩니다.
• 일반적인 단일서버에 Windows, Linux를 설치하고 단일 DB 와 단일 어플리케이션을 구성하는 오퍼레이션과 동일하게 운영됩니다.
• 또는 VMware, Hyper-V 등의 Hypervisor 호스트를 구성하여 VM 환경으로 운영도 가능하며, 운영 방식도 단일 VMware 호스트 운영과 동일하여 추가적인 교육이 필요 없습니다. 이런 가상화 환경으로 운영시 HA솔루션에서 할 수 없는 다수의 VM 운영을 통한 여러 개의 서비스를 동시 이중화 FT 운영이 가능합니다.
노후 시스템의 마이그레이션 유연성
ftServer에 VMware를 구성하게 되면 가상화의 장점을 그대로 활용할 수 있으며, 노후화된 장비 시스템에 대해 지속 운영이 가능하도록 마이그레이션이 가능해집니다.
제조 생산 공장의 경우 생산 관리 시스템을 15년 이상 유지하는 경우가 많은데, 이때 어플리케이션은 운영이 가능하나 기존 장비의 노후화로 인해 장애 발생하는 경우가 있어 하드웨어 교체를 고민하게 되는데, 현실적으로 신규 하드웨어로 기존 시스템 전체를 마이그레이션을 하는 것은 비용과 많은 시간이 필요하여 실행에 옮기지 못하는 경우가 많은데, 이런 경우에도 기존 시스템 전체를 백업 후 ftServer의 VMware 가상화 환경으로 마이그레이션하여 운영중인 사례도 많이 있습니다.
운영용 S/W 라이선스 비용 절감 효과
서비스 운영시 필요한 S/W는 OS, DB, 어플리케이션 3가지가 있는데 대부분 S/W 구매 비용이 소요됩니다. 이부분에서 라이선스 책정 정책에 따라 많은 금액의 차이가 있습니다.
일반 HA의 솔루션을 사용하게 되면 각 벤더사의 정책에 따라 다르겠지만 OS 2개, DB 2개, 백신 2개, 어플리케이션 2개의 구매가 필요합니다. 어플리케이션의 경우 메인보드의 SID 값 등을 참조하여 양쪽에 중복 설치를 할 수 없는 고가의 운영 제품이라면 더 큰 비용이 소요됩니다.
이런 문제를 ftServer는 단일 OS가 설치되고, 이후 단일 장비로 인식이 되므로 라이선스 비용을 대폭 절감할 수 있는 장점이 있습니다.
2.2 S/W 방식의 이중화 FT 솔루션 – Stratus everRun
요즘 서버 시스템쪽 관련된 S/W(소프트웨어) 기술을 얘기할 때 “가상화”, “컨테이너”, “쿠버네티스”, “도커”, “VMware”, “HCI” 등에 대한 단어를 들어 보셨을 겁니다. 이런 단어 중에 “가상화”는 하드웨어 서버 시스템을 효율적으로 사용할 수 있게 해주는 기술 중에 가장 범용화 되어 있는 기술입니다.
위에서는 하드웨어 방식의 FT 솔루션에 대해 언급을 했는데, 그렇다면 S/W 방식의 FT 솔루션은 무엇이 있고, 하드웨어 FT와 어떤 차이가 있는지 알아보겠습니다.
S/W 방식의 FT(Fault Tolerance) 솔루션 역시 기술의 난이도가 높은 영역이라 개발사 및 제품이 많지 않습니다. 대표적인 제품은 Stratus의 everRun이라는 제품이 있습니다. 원래 everRun은 Marathon이라는 회사에서 개발된 제품이라, Stratus로 인수합병이 되면서 Stratus는 H/W 방식과 S/W 방식의 FT를 보유한 거의 유일한 회사가 되었습니다.
Stratus everRun이라는 제품은 S/W 방식의 “가상화 VM 기반의 서버 이중화(FT) 솔루션” 입니다. 해당 솔루션은 범용적인 x86 서버 2대의 서버 H/W에 자체 개발한 Hypervisor를 설치한후 구성되며, 초기 구성이 완료되면 그 이후부터는 단일 가상화 서버를 운영하듯이 심플한 관리 및 운영이 가능합니다.
2.2.1 Stratus everRun의 무중단 FT(Fault Tolerance) 기술 원리
everRun의 FT 기술은 “서버 가상화”, “고가용성 엔진” 두가지가 핵심입니다. 이 두가지 기술은 자체 개발한 OS 내부에 포함이 되어 있으며, 신규 서버 H/W 장비 2대에 설치 및 설정 이후 바로 FT 환경을 운영할 수 있습니다.
기존의 서버 이중화(HA) 솔루션은 서버 2대에 동일한 OS 및 어플리케이션을 설치 후 중요 서비스 감시, 데이터 영역만 복제, 서비스 절체의 기능만 가지고 있습니다. 그에 따라 기존 HA 솔루션은 어플리케이션의 추가 또는 서버 OS 패치, 또는 어플리케이션을 업그레이드시 양쪽 모두를 동일하게 적용해야 하며, 완벽하게 동일한 시스템 상태로 유지하는 것이 어렵습니다.
또한, 이런 구성에 따라 기존 HA솔루션은 물리서버 2대를 1개의 서비스만 이중화 할 수밖에 없는 단점이 발생됩니다.
이런 단점 모두를 극복할 수 있는 것이 서버 가상화 기술 + 고가용성 엔진이 결합된 everRun 솔루션입니다.
everRun은 아래와 같이 구성되고 운영됩니다.
• 동일한 사양의 하드웨어 서버 2대 구성
• 서버 양쪽에 everRun 솔루션 설치 및 네트워크 구성
(everRun 자체가 가상화 하이퍼바이저라 별도 OS 설치하지 않음)
• 설정 완료 후 자동으로 서버 환경 및 데이터 동기화를 위한 초기 환경 구성 진행
• 자동 구성 완료 후 웹관리 콘솔에 접속 및 1개의 VM 생성
(관리자는 단일 가상화 서버 환경을 관리하는 형태로 오퍼레이션 진행됨)
• 단일 VM 생성 후 서비스 환경 구성(OS 및 DB + APP 설치)
• VM 생성 후부터 해당 VM은 양쪽 서버간에 실시간 동기화 및 운영
• OS 및 DB & 어플리케이션은 단일 서버 구성으로 설치 및 운영
ftServer와 유사한 아키텍처를 가지고 있는 everRun 솔루션은 “CheckPoint” 라는 독자 기술로 FT 환경으로 운영이 가능하게 됩니다.
상기 그림은 Checkpoint를 로직을 표현한 것인데, 해당 기술로 클러스터 노드 중 하나에 오류가 발생하더라도 애플리케이션이 단 1초도 중단되지 않는 방식으로 모든 I/O 처리와 데이터를 손실없이 동기화할 수 있습니다.
Checkpoint 기술로 “프로세서 레지스터, 더티 페이지, 실행중인 트랜잭션은 물론 메모리 데이터와 캐쉬 데이터까지도 등 모든 것을 포함한 상태”를 양쪽 서버에서 주고받으며 두 개의 독립 노드 간에 게스트 가상 머신 상태를 복제합니다. 체크포인트 생성 시 게스트 VM은 두 번째 시스템에서 체크포인트 수신을 확인(ACK)한 후 I/O 처리가 진행됩니다. 이러한 Checkpoint는 VM의 현재 로드에 따라 초당 50~500회 자동으로 생성 및 처리됩니다.
Active 노드에 오류가 발생하는 경우 VM은 데이터 및 트랜잭션 손실이나 가동 중지 시간 없이 무중단 상태로 수신된 마지막 체크포인트부터 Standby 노드에서 연속적으로 운영이 가능합니다.
2.2.2 Stratus everRun의 주요 특징
• x86 하드웨어에 적용 가능한 S/W 타입의 솔루션
앞에서 말씀드린 ftServer의 경우, Stratus에서 하드웨를 설계 및 제작을 하여 S/W 타입보다 뛰어난 성능을 가질 수 있지만 하드웨어 부품 유지보수시 벤더사의 지원이 필수적입니다. 이부분에서 유지보수가 제한적일 수 있습니다. 이런 문제를 범용적인 x86 하드웨어와 everRun S/W로 FT서버를 구성하게 되면 좀 더 비용 효율적으로 구성이 가능합니다.
• 매우 심플한 운영 및 관리, 동시에 여러 개의 서비스 이중화 가능
everRun의 운영 방식은 ftServer와 매우 유사합니다. 초기 설치 이후 단일 웹관리 콘솔을 통해 전체 운영을 매우 심플하게 할 수 있습니다.
위와 같은 웹관리 콘솔에서 이중화 대상 서비스에 대해 가상화 환경 VM을 생성 후 단일 서버 형태로 설치 및 운영을 하게 됩니다. 관리 UI 역시 매우 심플하여, 기존 VMware 운영 방식과 큰 차이가 없어 간단한 교육 후 바로 운영이 가능합니다.
이러한 가상화 VM 기반의 서버 이중화(FT) 운영 형태로, 앞에서 말씀드린 ftServer와 동일하게 다수의 서비스를 동시에 이중화 할 수 있는 장점을 가질 수 있습니다.
• 노후 시스템의 마이그레이션 및 운영용 S/W 라이선스 비용 절감 효과
또한, 가상화 기술을 통해 ftServer와 동일한 쉽고 빠른 노후 시스템의 마이그레이션을 통해 지속 운영 가능한 환경을 만들수 있고, 단일 VM 형태로 구성 및 운영이 되므로 고가 S/W의 라이선스 비용을 절감할 수 있고, Windows OS의 경우 1개 구매시 2 VM 구성이 가능하므로 OS 비용도 절감할 수 있는 효과를 가질 수 있습니다.
• 하드웨어 부품 장애시에도 무중단 운영 가능
하드웨어 FT 방식의 ftServer는 모든 하드웨어 부품에 대한 자체 개발한 이중화와 FPGA라는 칩셋으로 무중단 운영이 가능하다고 하였습니다. everRun은 무중단에 대한 모듈을 자체 S/W의 기능으로 포함하여 하나의 가상화OS(Hypervisor)로 운영이 됩니다.
이런 구성을 통해 ftServer와 동일한 로직으로 서비스의 다운타임이 없은 서비스 운영이 가능합니다.
아래의 시연 동영상은 everRun에서 FT로 구성된 VM에서 뮤직비디오를 플레이하는 내용입니다. 기존 단일 서버에서 H/W 부품의 장애 또는 전원이 차단되면, OS 자체가 동작이 안되거나 시스템이 다운되어 서비스가 중단 및 운영이 불가능 합니다.
또한 기존 물리서버 2대 OS 내에 직접 구성한 HA 솔루션의 경우 Active 노드의 부품장애 또는 전원 차단시 Standby 서버로 Failover 되며, 이때 접속 세션이 끊기거나 실행중인 프로세스의 재기동을 통해 메모리에 임시 저장된 정보값이 Loss 되어 접속 클라이언트의 어플리케이션을 재기동해야 하고, 다시 작업을 수행해야 합니다.
이런 문제를 everRun에서 FT로 구성한 VM에서는 다운타임 없는 무중단 서비스를 지속할 수 있습니다.
시연에서 보는 바와 같이 Active 노드의 네트워크 단절(NIC 부품 장애), 파워 서플라이 장애시에도 동영상 서비스가 무중단 형태로 정상 운영이 가능합니다.
2.3 서버 무중단 솔루션(FT) vs 서버 이중화(HA) 차이점
앞 내용에서 일반적인 서버 이중화(HA) 솔루션과 무중단(FT) 솔루션에 주요 특징에 대해 알아보았는데, 이 두가지 솔루션에 대한 차이점을 비교할 수 있도록 아래와 같이 표로 작성하였습니다.
표에 내용 중, FT 솔루션 everRun과 일반 서버 이중화 솔루션의 중요한 몇 가지 차이점을 정리하면 아래와 같습니다.
• FT 솔루션은 서비스 무중단 운영을 목표로 어떠한 하드웨어 부품 장애시에도 다운타임 없이 운영이 가능하며, VM 자체를 이중화 하는 컨셉으로 단일 서버 운영 형태와 같으므로 VM 내에 별도 Agent가 설치되지 않으며, 그에 따라 어플리케이션 및 OS 장애 감지가 되지 않음.
Agent를 통한 장애 감지를 하지 않는 이유는, 기본적으로 정상적인 어플리케이션은 단일 서버에서 문제없이 동작을 해야 하고, 서비스 장애는 대부분 하드웨어의 문제로 인해 발생이 되므로 S/W 감시 부분을 하지 않는 컨셉임.
하지만, 어플리케이션의 장애로 인한 서비스 다운타임이 걱정된다면 everRun 파트너사인 저희 회사에서 제품 구매시 무상 번들로 제공하는 OSAM(Optimal System Availability Manager)으로 VM 내 OS 및 어플리케이션 장애 감지 및 재시작이 가능함.
• 일반 서버 이중화 HA 솔루션은, 모든 장애가 발생시에는 서비스 중단 후 Restart 또는 Active 노드에서 Stand by 노드로 페일오버(절체)되면서 수분의 다운타임이 발생되나, 어플리케이션의 장애 및 OS 장애(Hang 등)를 감지하여 페일오버 할 수 있음.
• FT 솔루션은 단일 VM 서버 형태로 운영 되며 단일 OS형태로 NIC MAC 주소, HOST ID가 모두 1개임. 그에 따라 Key 입력 방식이나 상기 정보를 취득하여 인증하는 방식의 S/W는 1개만 구매하여 설치가 가능함. (단, 정확한 라이선스 정책은 각 제조사 별로 상이 하므로, 확인 필요)
• 이중화 솔루션 자체 라이선스는 HA솔루션은 OS에 직접 설치가 필요하므로, OS 2개당 1개를 구매 및 설치가 필요함. 그에 반면, everRun FT 솔루션은 이중화 구성 물리 서버 2대당 1개를 구매하면, 내부 이중화 VM 생성 개수에 제한이 없음.
3. 전반적인 서버 이중화 솔루션의 장단점
앞에서는 기존 이중화 HA솔루션과 무중단 FT솔루션의 기능 부분을 살펴봤는데, 이번에는 이 두가지 솔루션 전체 – 즉 서버 이중화 솔루션 자체에 대한 장단점을 정리해보도록 하겠습니다.
3.1 서버 이중화의 장점과 기업에 미치는 긍정적 영향
3.1.1 운영 서비스 고가용성 보장
• 장점 – 서버 이중화는 시스템 장애 시에도 서비스를 지속 제공함으로써 고가용성을 보장하며, 이는 기업의 중요한 업무 프로세스나 온라인 서비스에 필수적인 요소입니다.
• 영향: 장애로 인한 업무 중단 시간과 재난으로부터의 빠른 복구는 기업의 신뢰성을 향상시키고 고객 만족도를 높일 수 있습니다.
3.1.2 데이터 신뢰성 확보
• 장점 – 이중화 솔루션은 데이터베이스 및 중요한 비즈니스 데이터를 복제를 통해 데이터 손실을 방지하고 데이터 무결성을 유지할 수 있습니다.
• 영향: 데이터 손실로 인한 리스크를 줄이며, 가용성에 대한 규제 요구 사항을 준수하여 법적 문제를 예방합니다.
3.2 서버 이중화의 단점과 보완 방안
3.2.1 비용과 복잡성
• 단점: 서버 이중화 구현은 하드웨어, 운영 소프트웨어 등의 비용이 크게 증가할 수 있고, 구성 후 긴급 장애 응대를 위한 유지 보수에 대한 고정 비용 소요됩니다.
• 한계: 중소 기업에게는 도입 및 유지보수 비용 부담이 될 수 있으며, 솔루션 운영 및 유지 관리에 필요한 인원 및 기술 역량이 부족한 경우 어려움 있을 수 있습니다. 이런 경우를 대비하여 기술지원 파트너사의 유지보수가 필요합니다.
3.2.2 하드웨어 리소스 낭비
• 단점: 서버 이중화는 보통 최소 두 대의 서버가 필요하므로 유휴 하드웨어의 리소스가 활용되지 않고 낭비되는 문제가 있습니다.
• 보완 : 이런 유휴 장비의 리소스를 효율적으로 활용하려면 FT솔루션으로 VM을 구성하고, VM 운영 H/W 서버를 로드밸런싱 하는 기능을 통해 양쪽 서버의 자원을 분산하여 동시 사용하게 할 수 있습니다.
3.2.3 복구 시간과 복잡성
• 단점: 일반적인 서버 이중화 솔루션은 하드웨어 장애 발생시 OS부터 전체 재설치를 위한 일정한 복구 시간이 필요하며 과정이 복잡합니다. 그리고 이중화 서비스를 재구성시 일시적인 중단이 발생할 수 있습니다.
• 보완: FT(Fault Tolerance) 시스템을 구현하여 이러한 한계를 극복할 수 있지만, 일반적인 이중화 솔루션 보다는 추가 비용이 발생될 수 있습니다.
서버 이중화 솔루션은 기업의 비즈니스 요구 사항과 예산, 기술 역량을 고려하여 전략적으로 구현해야 합니다. 장점을 최대한 활용하고 단점을 극복하는 방안을 고민하며, 필요한 가용성 레벨에 따라 HA 또는 FT 솔루션을 선택하여, 서비스은 연속성 및 데이터 신뢰성을 확보하기 위한 수단으로 활용해야 합니다.
4. 서버 이중화 솔루션 제조사 및 제품 소개
서버 이중화 기술은 기업들이 무중단 운영과 고가용성을 확보하는 데 중요한 역할을 하고 있으며, 이 시장은 계속해서 성장하고 진화하고 있습니다. 이번 섹션에서는 현재의 서버 이중화 시장 상황과 미래의 발전 전망을 살펴보겠습니다.
4.1. VMware vSphere
• 소개: VMware는 가상화 기술과 클라우드 컴퓨팅 솔루션을 제공하는 선두적인 기업 중 하나로, vSphere 제품으로 서버 가상화와 이중화를 구현할 수 있습니다.
• 특징: 해당 제품은 다수의 서버와 공유 스토리지 H/W와 vSphere를 사용 하여 구성하게 되며, 라이선스 비용 및 하드웨어 비용이 높다, 그리고 구성이 복잡하다는 단점이 있지만 가상화 시장에서 선두로서 많은 고객사를 확보 하고 있습니다.
4.2 Microsoft Hyper-V Cluster
• 소개: Microsoft는 Windows Server와 Hyper-V를 통해 가상화 및 이중화 솔루션을 제공합니다. VMware와 비슷한 구성 및 운영을 하게 되며, Azure 서비스를 통해 클라우드 기반 이중화도 가능합니다.
• 특징: Windows Server Failover Clustering과 같은 기술을 사용하여 고가용성 서비스를 제공하며, 하이브리드 클라우드 환경에서도 이중화 구성을 지원합니다.
4.3 Stratus Technologies
• 소개: Stratus Technologies는 ftServer와 everRun이라는 FT(Fault Tolerance) 솔루션을 제공하는 기업으로, 장애 발생 시에도 중단 없는 서비스를 보장합니다.
• 특징: 이미 앞에서 많은 내용을 말씀드렸고, 하드웨어 및 S/W 방식의 FT 솔루션으로 무중단 환경에서는 제조사 중 독보적인 기술과 고객사를 확보하고 있습니다.
4.4 Mantech 및 ETC.
서버 이중화 HA 솔루션 제조사 중 국내에서는 맨텍이라는 회사의 MCCS라는 제품이 있고, 그 밖에 외산 S/W 2~3개의 제품이 소개 및 판매되고 있습니다.
5. 기업이 서버 이중화 솔루션을 선택하는 고려 사항
이번 장에서는 기업이 서버 이중화 솔루션을 선택할 때 고민하게 되는 주요 고려 사항을 알아보도록 하겠습니다.
5.1 기업의 규모와 현재 인프라의 활용 방안
• 기업의 규모는 서버 이중화 솔루션 선택에 중요한 부분이기도 합니다. 대기업은 더 복잡한 인프라와 요구 사항을 가지며, 이러한 환경에서 검증된 서버 이중화 솔루션을 검토할 것이고, 중소기업은 비용 효율적인 솔루션과 간단한 관리가 가능한 솔루션을 선호할 수 있습니다.
• 현재 구성되어 있는 하드웨어, 소프트웨어 및 네트워크 인프라 역시 서버 이중화 솔루션 선택에 영향을 미칩니다. 현재 인프라와 최대한 호환성을 고려해야 하며, 기존 투자를 최대한 활용할 수 있는 솔루션을 선택해야 합니다.
예를 들어, 현재 서버에서 운영되고 있는 OS, DB, 서비스 어플리케이션의 라이선스 및 서버 및 스토리지 또는 네트워크 장비 모두 구매 비용이 소요되었고, 이중화를 위해 새롭게 구매한다면 많은 부담이 생기게 되므로 기존의 인프라를 최대한 활용할 수 있는 방안을 찾아봐야 합니다.
5.2 서버 이중화를 통한 가용성 목표 설정
• 비즈니스 요구 사항 : 서버 이중화 솔루션을 선택하는 가장 큰 이유 중 하나는 비즈니스 연속성을 확보하는 것입니다. 기업은 자체 비즈니스 요구 사항과 목표에 따라 어느 정도의 가용성이 필요한지를 평가해야 합니다.
• 서비스 중단 허용 시간 : 기업은 서비스 중단 허용 시간을 고려해야 합니다. 어떤 애플리케이션 또는 서비스가 몇 분 또는 몇 초 동안 중단될 수 있는지 결정하고, 그에 따라 적합한 이중화 솔루션을 선택해야 합니다.
5.3 예산 및 총 소유 비용 고려
• 초기 도입 비용 : 서버 이중화 솔루션의 초기 비용은 중요한 고려 사항 중 하나입니다. 이중화 솔루션 라이선스, 서버 하드웨어, 구축 및 운영 교육 비용을 고려해야 합니다.
• 유지 보수 및 운영 비용 : 초기 비용 이외에도 유지 보수 및 운영 비용을 고려해야 합니다. 이중화 솔루션을 운영하고 S/W를 업데이트하는 데 필요한 비용이 예산에 부담이 되지 않아야 합니다.
• 총 소유 비용 (TCO) : 총 소유 비용 초기 도입 비용, 유지 보수 및 운영 비용을 종합한 것으로, 솔루션을 선택할 때 고려해야 하는 중요한 요소 중 하나입니다. 실제적으로 중요 서비스를 최소 몇 년간 운영을 해야 할지를 정하고, 그에 따른 TCO를 계산해보고, 해당 비용이 예산 범위안에 적절하게 들어갈 수 있는지 판단이 필요합니다.
6. 맺음말
서버 이중화 솔루션는 현대 기업의 IT 인프라에서 무시할 수 없는 중요한 구성 요소 중 하나입니다. 이를 통해 기업은 고가용성(HA) 또는 무중단(FT) 운영을 실현할 수 있으며, 비즈니스 연속성을 확보하고 서비스 가용성을 향상시킬 수 있습니다.
이번 글에서는 기존 서버 이중화 HA 솔루션의 가용성을 넘어 무중단 운영이 가능한 FT 솔루션 대한 기능과 원리, 기존 이중화 기술과 장단점 비교 및 기타 포괄적인 내용을 다루어 보았습니다.
FT 솔루션과 HA 솔루션은 각각의 장점과 한계를 가지고 있으며, 선택은 기업의 고유한 상황과 우선 순위에 따라 달라질 것입니다. 중요한 것은 서버 이중화를 통해 비즈니스 연속성을 확보하고 안정성을 유지하는 것이며, 이를 위한 최적의 솔루션을 찾는 것이 관건입니다.
조금 긴 글을 읽어 주신 모든 분께 감사드리고, 서버 이중화에 관련된 문의는 저희 아이비인포텍으로 해주시면 감사하겠습니다.
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