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사람이 사용하는 도구의 모양새는 필요성과 편의성에 의해 결정된다. 이는 컴퓨터에도 예외가 아니어서, 현재 사용되는 다양한 컴퓨터들은 대부분 사용되는 환경에 맞춘 산업 표준 폼팩터를 준수하고 있다. 대표적인 산업 표준 폼팩터로는 각종 메인보드와 확장 카드들의 규격이나, 케이스의 규격으로 흔히 부르는 ‘랙’ 단위 정도를 꼽을 수 있다.
실 생활에서 많은 경우 나오는 ‘집적의 효과’ 가 만들어 낸 것이 흔히 말하는 ‘데이터센터’ 다. 그리고 데이터센터를 통해 분산되어 있던 각종 서버들을 한 곳으로 모으고 적당한 환경을 조성해 물리적인 관리성을 확보하고, 여러 시스템을 연결하기 위한 각종 인프라를 집중함으로써 중복 투자 비용을 줄일 수 있었다. 그리고 데이터센터에서 가장 효율적으로 시스템을 설치할 수 있는 형태가 캐비닛 형태의 ‘랙’ 에 맞춘 폼팩터였다.
랙 형태의 서버들은 데이터센터에서 일반적인 타워형 서버에 비해 높은 집적 효율을 보여줬다. 규격에 따라 만들어져 수납도 쉽고 공간 활용도 계획적이어서 제약된 공간에서의 활용 효율을 극대화할 수 있다는 장점이 있으며, 현재도 가장 표준적으로 사용되는 형태다. 하지만 랙 서버보다 높은 밀도와 효율이 필요한 경우에는 대안으로 ‘블레이드(Blade)’ 형태의 서버들이 있다.
■ 점점 주목받고 있는 ‘블레이드 서버’
데이터센터의 공간이나 각종 비용 등의 ‘자원’이 한정되어 있는 상황에서, 데이터센터에 요구되는 서비스 제공 능력과 비용 효율에 대한 기대치는 점점 높아지고 있다. 그리고, 이런 기대치를 충족할 수 있을 정도로 높은 집적도와 효율을 가진 블레이드 서버에 대한 관심은 점점 높아지고 있으며, 최근 통계 자료에서 이를 확인할 수 있다.
최근 IDC 가 발표한 조사 결과에 따르면, 2010년 2분기를 기준으로 월드와이드 서버 시장에서 블레이드 형태의 서버가 차지하고 있는 비중은 매출 기준으로 약 14% 정도로 조사되었다. 주목할 점은 이 시장의 성장세인데, 동 기간 전체 서버 시장의 매출 성장세는 11%였던 데 반해 블레이드 서버 시장의 매출 성장세는 30%를 넘는 모습을 보이고 있다.
이런 블레이드 서버 시장의 성장세는 당분간 지속될 것으로 전망되고 있다. 이는 현재 블레이드서버가 엔터프라이즈 인프라에서 요구되는 각종 관리성이나 성능 등에 대한 요구 사항을 효율적으로 잘 만족시키고 있기 때문이다. 또한 현재 많은 기업들이 고려하고 있는 가상화와 프라이빗 클라우드 컴퓨팅 플랫폼의 구축에 있어서도 블레이드 서버는 매력적인 존재임에 분명하다.
* 참고자료 : http://goo.gl/at0n0 / http://goo.gl/0zE9U
▲ 블레이드 서버는 인프라의 가상화와 함께 주목받고 있다.
현재 기업의 IT 환경에 블레이드 서버는 인프라에 유연성을 부여할 수 있는 좋은 솔루션으로 인식되고 있으며, 가상화 또한 적극적으로 적용되고 있다. IDC의 조사에 의하면, 현재 블레이드 서버의 가상화 도입률은 전체 서버 시장의 가상화 도입률에 비해 두 배 가량 높은 수준이며, 블레이드 서버를 사용한 시스템 통합과 가상화 등의 활용도 적극적으로 이루어지고 있다.
가상화는 블레이드 서버의 보급에 있어 좋은 기회로 작용하고 있다. 전체 인프라의 가상화를 통해 물리적으로 분리된 리소스를 가상화된 공통 리소스 풀로 관리할 수 있게 되면서, 고집적도를 가지는 블레이드 서버의 장점이 더 부각될 수 있게 된 것이다. 가상화가 본격적으로 대두되기 시작한 최근 2년간 블레이드 서버 시장이 눈에 띄게 성장한 것은 이를 설명할 수 있는 좋은 사례다.
현재 IT 인프라 구성에 있어 가장 주목받는, 그리고 앞으로 이어질 흐름은 가상화와 클라우드 컴퓨팅이 될 것으로 보인다. 그리고 블레이드 서버는 이런 가상화와 클라우드 컴퓨팅의 인프라 구성을 위한 효율적인 선택으로 주목받고 있으며, 향후 x86 서버 시장 뿐 아니라 전체 서버 시장의 성장세를 견인할 수 있을 것으로도 기대되고 있다.
한편, 현재 서버 시장은 크게 x86과 非x86으로 나눌 수 있을 정도로 x86 서버의 비중이 큰 상태다. 이런 상황은 블레이드 서버 시장이라고 해서 크게 다르지는 않으며, 현재 블레이드 서버 시장에서 x86 기반 시스템의 매출 비중은 80%를 넘을 정도다. 그리고 x86 기반 블레이드 서버의 매출 비중은 전체 x86 서버 시장에서 18.9%를 차지하고 있다.
IDC의 2010년 2분기 통계에 의하면, 월드와이드 블레이드 서버 시장에서 IBM과 HP는 매출액 기준 시장 점유율 1, 2위를 차지하고 있으며, 이 두 벤더의 비중은 블레이드 서버 시장 전체에서 80%에 가까울 정도로 크다. 이 외에도 델이나 오라클, 후지쯔 등이 있지만, 이 두 벤더 정도의 비중을 가지지는 못하고 있다.
업계 선두 업체들의 공통점은, 블레이드 서버 형태로 x86과 비x86 계열 모두를 제공할 수 있는 포트폴리오를 가지고 있다는 것이다. IBM은 x86 이외에도 자사의 파워 아키텍처를 사용하는 시스템 포트폴리오를 가지고 있고, HP는 x86 이외에도 인텔의 아이테니엄(Itanium) 기반 블레이드 서버 포트폴리오를 가지고 있다. 이 점이 시장에서 두 회사의 입지를 강화하는 데 영향을 준 것도 있다고 보여진다.
■ 초고밀도 집적을 위한 통합형 샤시 디자인
블레이드 서버의 특징은 ‘고밀도’로 요약이 가능하다. 일반적인 블레이드 서버는 7~8U 정도 되는 ‘블레이드 샤시’와, 이 안에 들어가는 ‘블레이드’ 로 나눌 수 있으며, 흔히 이들 모두를 통칭해 ‘블레이드 서버’ 라고 한다. 블레이드 서버는 샤시와 블레이드 둘 중 하나라도 없으면 전혀 동작하지 못하는, 고도로 모듈화된 시스템의 구성 요소들이다.
블레이드 서버의 외형적인 특징은 샤시 안에 대부분의 시스템 구성 요소를 독립적으로 가진 ‘카드’ 형태의 컴퓨팅 모듈을 조합해 사용하는 형태라는 것을 들 수 있다. 각 모듈들은 기본적으로 프로세서와 메모리, 네트워크 인터페이스를 가지고 있으며, 경우에 따라 독립적인 스토리지를 사용하거나, 외부 컨트롤러나 네트워크를 통한 공유 스토리지를 사용할 수 있다.
블레이드 서버는 흔히 하나의 샤시에 적개는 수 개, 많게는 수 십 개의 블레이드가 장착된다. 각 블레이드는 서로 별개의 시스템으로 동작 가능하며, 샤시 안에서는 별도의 배선 없이도 직접적인 네트워크 접근이 가능하여 고집적 환경이 필요한 클러스터링 환경이나 물리적인 장벽이 크게 문제되지 않는 가상화 환경 등에서 효율과 활용도가 높다.
▲ 랙 서버는 인프라가 확장될 때마다 연결된 네트워크가 점점 더 복잡해진다.
▲ 블레이드 서버는 박스 안에 작은 네트워크를 구현한 형태다.
블레이드 서버가 랙 서버 이상의 집적도를 가질 수 있는 가장 큰 이유는 ‘생략’ 과 ‘공유’ 다. 일반적인 랙 서버는 자체적으로 구동 가능한 최소한의 환경을 갖추어야 하며, 여기에는 스토리지는 포함되지 않을지라도 꼭 포함되어야 할 것이 있는데 바로 ‘파워 서플라이’ 다. 컴퓨터도 전기로 움직이는 이상, 스토리지가 ‘선택’ 이 되더라도 파워 서플라이는 ‘필수’ 일 수밖에 없다.
반면 블레이드 서버의 블레이드는 랙 서버에서 파워 서플라이와 각종 인터페이스를 생략한 형태다. 그리고 이 파워 서플라이와 각종 외부 인터페이스들과의 물리적 연결부를 샤시 쪽으로 분리해 여러 대의 블레이드가 상황에 따라 ‘공유’ 하는 구조를 가지고 있다. 이를 통해 각 시스템마다 중복되는 공간을 최소화해 전체적인 크기를 줄이고 있다.
블레이드 서버가 단순히 물리적으로 파워 서플라이의 공간만 줄인 것은 아니다. 샤시 내에 함께 장착된 블레이드 간에는 별도의 케이블링 없이도 네트워크 연결이 제공 가능하며, 이를 통해 샤시 수준에서의 통합 관리 서비스나 샤시에 있는 네트워크 모듈을 통한 외부 연결, 혹은 내부 연결을 적극적으로 활용한 장애 복구 솔루션까지도 활용 가능하다. 경우에 따라서는 샤시에 공유 스토리지를 구성해 성능과 스토리지 활용 효율을 크게 높일 수 있게도 해 준다.
블레이드 서버를 사용하면서 얻을 수 있는 가장 큰 장점은 ‘고밀도’ 다. 일반적으로 블레이드 샤시가 수용할 수 있는 서버의 수는 비슷한 크기로 1U 랙 시스템을 구성했을 때보다 2배 가까이 많기 때문이다. 이는 각 시스템들이 가지고 있는 구성 요소 중 공용으로 사용할 수 있는 것들을 샤시 수준에서 공유해서 사용할 수 있게 해서 중복되는 공간을 줄였기 때문에 가능하다.
또한 전원과 네트워크 연결 등이 샤시 수준에서 공유, 통합되어 이루어질 수 있어 시스템 외부에서 연결되는 각종 물리적 연결이 단순해지는 효과도 얻을 수 있다. 지금까지 최소한 서비스를 위해서는 각 랙 서버당 별도의 전원 케이블과 네트워크 케이블이 연결되고, 이들을 묶는 스위치가 랙 캐비닛에 장착되는 경우가 일반적인 형태였지만, 블레이드 서버는 이런 복잡한 케이블링을 대폭 감소시킬 수 있게 해 준다.
관리성 면에서도 개선이 있다. 집적도가 높아지면서 얻을 수 있는 물리적인 관리성은 물론이고, 지금까지는 개별 시스템마다 관리해야 했던 모니터링과 원격 조작 등의 접속 포인트를 블레이드 센터 샤시 단위로 줄일 수 있기 때문이다. 랙 형태의 서버들이 시스템의 개별 설정을 위해서 각 시스템에 직접 접근해야 했다면 블레이드 서버는 샤시의 관리 시스템에서 장착된 블레이드를 통합 관리할 수 있다.
▲ 블레이드 서버는 가용성에 대한 만전의 대비를 가능하게 해준다.
하지만 블레이드 샤시에 집적되는 시스템이 많아지고, 이들이 공유되는 부분을 가지고 있다면 이에 대한 부담도 커지게 된다. 이 때문에 블레이드 샤시가 공유하는 전원 공급 부분이나 I/O 연결 부분은 부분적 장애 상황이 발생하더라도 전체 시스템에는 영향이 없도록 견고한 시스템 아키텍처를 통한 완전한 신뢰성을 보장할 수 있어야 한다.
예를 들어, 이중화되지 않은 파워 서플라이를 가진 랙 서버에서 파워 서플라이가 고장나거나 전원 공급 경로에 문제가 생기면 일단 피해는 시스템 한 대의 가동 중단 정도로 끝난다. 하지만 완전히 이중화된 구조를 가지지 않은 전원부를 가진 블레이드 서버에 같은 문제가 일어난다면 최소한 이보다는 문제가 커진다는 것을 짐작할 수 있다.
이런 위험성은 샤시 내부에서 제공되는 네트워크나 I/O 부분도 마찬가지다. 블레이드 샤시 내부에서 제공되는 네트워크나 I/O 부분에 장애가 생길 경우, 작게는 해당 블레이드부터 크게는 전체 샤시 수준까지 외부와 통신 불능에 빠지는 경우가 생기기 때문이다. 이런 현상을 막기 위해서는 블레이드 서버의 샤시가 제공하는 모든 부분들에서 이중화 이상을 고려한 아키텍처를 통해 신뢰성과 가용성을 확보할 필요가 있다.
■ 독보적 위치의 IBM 블레이드 샤시
블레이드 서버 시장에서 IBM은 독특한 위치를 가지고 있는데, 이는 전체 서버 시장에서 IBM이 가지고 있는 의미와도 비슷한 면이 있다. 독자적인 프로세서와 시스템 아키텍처인 ‘파워 아키텍처’를 가지고 있고, 이를 통해 자사의 솔루션만으로 업무 환경을 구성할 수 있기 때문이다. 또한 IBM은 x86 기반 블레이드 아키텍처의 개발 또한 2002년부터 지속적으로 일관성 있게 진행해 왔다.
IBM의 블레이드 서버 ‘블레이드센터(BladeCenter)’ 의 가장 큰 특징은 특유의 ‘유연함’ 이다. 샤시 구조를 자사의 블레이드 모두를 사용할 수 있도록 설계한 덕분에, 하나의 샤시에서 x86과 파워 아키텍처 기반 환경을 모두 구축할 수 있게 되는 것이다. 이는 시스템 도입에 있어 샤시와 시스템 아키텍처 선택에 대한 고민을 상당 부분 줄여 주는 부분이기도 하다.
파워 프로세서를 사용하는 시스템은 유닉스를 사용하는 환경과 특유의 RAS 기능들 덕분에 x86 기반 시스템에 비해 미션 크리티컬 환경에서 활용되는 경우가 많다. 이런 사용 특성을 반영해 블레이드센터 샤시는 시스템 내, 외부의 각종 모듈들에 대한 철저한 이중화 구조를 통해 시스템의 가용성을 최대한 확보하고 있다는 점도 특징이다.
▲ 완전히 이중화된 전원 설계를 가지고 있다.
블레이드센터 샤시의 특징 중 하나로는 ‘전원’ 부분이 있다. 전원 공급 부분에서, 일반적인 랙 서버의 경우 교체 가능한 리던던트 파워 서플라이를 쓰는 경우가 많은데, 이 경우 두 개 이상의 파워 서플라이가 전원 공급을 위한 단일 경로에 접속되도록 설계되어 있다. 이런 구성을 통해 파워 서플라이 하나가 제 기능을 하지 못하더라도 함께 구성된 다른 파워 서플라이가 시스템에 전원을 공급하는 식이다.
이런 구성은 단일 랙 서버 수준에서는 큰 문제가 없다. 전원 공급 경로 자체도 단순한 형태이며, 설사 고장이 난다고 해도 단일 시스템 수준의 리스크이기 때문이다. 하지만 이런 단일 경로 구성의 리던던시 설계는 여러 시스템이 하나의 샤시에 집적되는 블레이드 서버에는 위험 부담이 커진다. 전원 공급 경로의 이상이나 파워 서플라이의 구성 문제 등이 최악의 경우 샤시 전체에 문제를 만들 수 있기 때문이다.
IBM은 블레이드센터 샤시의 전원 구성을 이중화된 N+N 형태로 구성했다. 샤시에는 두 개의 독립된 전원 공급 경로가 존재하며, 파워 서플라이는 두 개의 버스에 독립적으로 연결된 형태다. 이 방식의 장점은 파워 서플라이 유닛 하나의 이상이 다른 유닛으로 전이되지 않는다는 것과, 전원 공급 경로 차원의 장애에도 대처가 가능하다는 것이다. 이를 통해 다운타임 감소에 바탕한 총소유비용의 최적화가 가능하다.
또한 에너지 효율을 높이기 위한 IBM 고유의 전력관리 기술도 가지고 있다. IBM의 자료에 따르면 기존의 1U 랙 서버에 비해, 블레이드센터의 개당 블레이드가 소비하는 전력은 2/3 수준이다. 또한 액티브 에너지 매니저(Active Energy Manager)에서 제공하는 전력관리 기술을 통해, 한정된 전력이 제공되는 상황에서도 안정적인 블레이드 서버 운용이 가능하도록 해준다.
▲ 네트워크 연결에 유연성을 배가하는 ‘버추얼 패브릭’
블레이드센터가 가지는 다른 특징으로는 유연한 네트워크 구성이 있다. IBM 블레이드센터 시스템에 사용되는 ‘버추얼 패브릭(Virtual Fabric)’ 은 네트워크 연결을 가상화하여 하나의 물리적인 포트로도 다양한 프로토콜을 사용하는 여러 개의 가상 네트워크 포트를 사용할 수 있게 해 준다. 이를 통해 샤시가 가진 높은 대역폭을 최대한 유연하고 효율적으로 구성하고 사용할 수 있다.
버추얼 패브릭 기술을 사용할 경우, 네트워크 어댑터 당 최대 8개까지 가상 네트워크 인터페이스를 지원하며 필요에 따라 자유롭게 구성해 쓸 수 있다. 각 가상 포트는 100Mb 부터 10Gb까지의 이더넷, FCoE, iSCSI 규격을 자유롭게 선택할 수 있어, 네트워크 대역폭 사용의 효율성을 최대화할 수 있다.
■ 사용자의 환경에 최적화된 ‘블레이드센터’
블레이드 서버를 고르는 것은 기존의 랙 서버를 고르는 것보다 따져야 할 것이 많다. 이는 블레이드 샤시가 블레이드들을 위한 작은 ‘인프라’ 인 만큼, 단순히 성능만으로 따질 수 없는 부분이 있기 때문이다. 인프라의 특성과 규모 등에 따라서 성능 이외에도 다양한 부분에서 서로 다른 특성이 요구되는 만큼, 비용 효율의 최적화를 위해서는 샤시 수준부터 이에 맞춰야 할 필요가 있다.
블레이드 서버는 기본적으로 갖춰야 할 점인 ‘성능’ 과 ‘신뢰성’과 ‘집적도’뿐만 아니라 사용자의 다양한 환경에 최적화될 필요가 있다. 이는 단순히 성능과 블레이드의 확장 규모로만으로 정의될 수 없으며, 주위의 환경 등을 고려할 필요가 있다. 그리고 IBM의 블레이드센터는 이런 다양한 환경에 대응하기 위해 성능과 집적도 이외의 기준으로도 포트폴리오를 마련하고 있다.
▲ IBM의 블레이드센터 샤시는 크게 다섯 가지로 구성된다.
현재 IBM 블레이드센터 샤시는 크게 네 가지 용도에서 다섯 가지 모델로 분류 가능하다. 먼저 가장 대표적으로 사용되는 것이 고성능, 고집적 환경을 위한 블레이드센터 H 샤시다. 이 샤시는 9U에 14개의 블레이드를 수용 가능하고, 모든 블레이드에 4개의 10Gb 연결을 포함해 8개의 데이터 채널을 가지는 고속 패브릭 연결을 제공하고 있다.
에너지 효율을 중시하는 모델로는 블레이드센터 E 샤시가 있다. 이 샤시의 특징은 고밀도와 함께 높은 에너지 효율을 가진다는 것이며, 랙 서버 대비 35% 가량 에너지 효율이 높다. 또한 7U에 14개의 블레이드를 수용할 수 있는 높은 시스템 집적도를 가지고 있으며, 42U 랙에 최대 84대의 서버와 168개의 프로세서, 1008개의 코어를 가질 수 있다. 또한 최대 8Gb의 네트워크 대역폭이 제공된다.
SMB 수준의 환경에 최적화된 블레이드센터 S는 스토리지를 포함하는 올인원 구성이 특징이다. 7U 샤시 수준에서 SAN 형태로 구성된 공유 스토리지가 함께 제공되어, 샤시 하나로 간단히 시스템 운영에 필요한 모든 필요조건을 구비할 수 있다는 장점을 가진다. 또한 설치와 구성을 쉽게 해 주는 도구와, 사무실 환경을 위한 최적화 도구 등을 통해 경쟁력을 확보하고 있다.
블레이드센터 T와 HT는 ‘내구성’ 에 주력한 샤시다. 제조, 통신회사와 같이 미세먼지, 고온, 진동 등 열악한 조건에서도 사용할 수 있도록 되어 있으며, 8U에 8블레이드 수용이 가능하고, NEBS 레벨 3/ETSI 인증을 받은 것이 특징이다. HT는 이런 내구성과 함께 강력한 성능을 제공하며, 각 블레이드마다 40Gb 이상의 I/O 성능을 제공할 수 있도록 구성되어 있다.
이처럼 IBM에서는 블레이드 기반 포트폴리오의 강화를 바탕으로 가상화, 클라우드 컴퓨팅 등 날로 그 규모를 더해가는 서버 인프라 환경에서의 변동성에 대한 대안을 제시하고 있다. 특히 완전히 새로운 개념의 데이터센터 구축에도 도움이 되면서도, 레거시 환경에서 가용성을 극대화시켜주는 면모도 블레이드센터 제품군은 갖추고 있다.
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