기초부터 배우는 최신 스토리지 입문

사카시타 유키노리 지음 | 이민성 옮김

제이펍 2025년 03월 10일 출간 국내도서 : 2024년 12월 19일 출간

작품소개

책소개

가상 머신, 클라우드 서비스, 컨테이너 기술, 쿠버네티스가 등장하면서 기존의 블록 스토리지, 파일 스토리지, 오브젝트 스토리지에 베어메탈 서버와 가상 머신, 컨테이너, 쿠버네티스라는 새로운 선택지가 추가됐다. 그 결과, 스토리지 제공과 운용이 쉬워졌으며, 서비스 형태로도 이용할 수 있게 됐다. 이 책은 스토리지의 기본 개념부터 시작해 스토리지 종류와 구조를 살펴본다. 또한, 베어메탈 서버/가상 머신에서 스토리지를 설정하는 방법, 컨테이너/쿠버네티스에서의 활용 방법, 스토리지에 필수적인 모니터링 및 비용, 암호화 관리 등 스토리지 운용 노하우를 아낌없이 전수한다.

목차

옮긴이 머리말 ix
베타리더 후기 x
시작하며 xii

CHAPTER 1 스토리지란?
1.1 스토리지 역사 3
1.2 스토리지 종류 6
__1.2.1 블록 스토리지 7
__1.2.2 파일 스토리지 7
__1.2.3 오브젝트 스토리지 7
1.3 스토리지 형식 9
__1.3.1 어플라이언스 스토리지 9
__1.3.2 SDS 10
1.4 스토리지에 사용되는 매체 12
__1.4.1 HDD 12
__1.4.2 SSD 13
1.5 연결 인터페이스 15
__1.5.1 SATA와 SAS 15
__1.5.2 NVMe 16
1.6 서버와 스토리지의 통신에서 사용되는 프로토콜 17
__1.6.1 데이터 플레인 프로토콜 18
__1.6.2 컨트롤 플레인 프로토콜 20

CHAPTER 2 스토리지 구조
2.1 블록 스토리지 구조 25
__2.1.1 스토리지 풀과 데이터 보호 26
__2.1.2 볼륨 32
__2.1.3 경로 설정 37
__2.1.4 replication 41
2.2 파일 스토리지 51
__2.2.1 파일 시스템 53
__2.2.2 파일 공유와 록 54
2.2 오브젝트 스토리지 57
__2.3.1 키-값 저장 방식 59

CHAPTER 3 베어메탈 서버/가상 머신에서의 사용 방법
3.1 베어메탈 서버에서 이용하는 방법 63
__3.1.1 블록 스토리지(iSCSI) 이용 예시 65
__3.1.2 파일 스토리지(NFS, SMB) 이용 예시 74
3.2 가상 머신에서 이용하는 방법 79
__3.2.1 패스스루 모드와 가상 디스크 모드 80
__3.2.2 설정 흐름 82
__3.2.3 오픈스택 Cinder(블록)를 사용한 볼륨 할당 예시 84
__3.2.4 오픈스택 Manila를 사용한 볼륨 할당 예시 88

CHAPTER 4 컨테이너/쿠버네티스에서의 사용 방법
4.1 컨테이너와 쿠버네티스 93
4.2 컨테이너 스토리지 인터페이스 96
4.3 쿠버네티스의 스토리지 모델 100
__4.3.1 자원의 범위와 권한 100
__4.3.2 접근 모드 102
__4.3.3 반환 정책 104
4.4 파드에 볼륨 할당 105
4.5 CSI로 이용할 수 있는 쿠버네티스 스토리지 기능 110
__4.5.1 Volume Expansion 110
__4.5.2 Raw Block Volume 112
__4.5.3 Volume Cloning 115
__4.5.4 Volume Snapshot & Restore 115
__4.5.5 Topology 119
__4.5.6 Generic Ephemeral Inline Volumes 121

CHAPTER 5 스토리지 관리와 설계
5.1 스토리지를 고르는 방법 127
__5.1.1 스토리지의 종류와 고려 사항 127
__5.1.2 어플라이언스 스토리지 vs. SDS 130
__5.1.3 베어메탈 서버 vs. 가상 머신 vs. 컨테이너 133
__5.1.4 폐쇄형 클라우드 vs. 공개형 클라우드 136
5.2 스토리지 집약과 멀티 테넌트 설계 140
5.3 장애에 강한 구성 설계 145
__5.3.1 드라이브 장애 대책 145
__5.3.2 컨트롤러 장애 대책 146
__5.3.3 스토리지 서버 장애 대책 147
__5.3.4 사이트 장애 대책 148
5.4 백업 150
__5.4.1 RPO/RTO의 결정 150
__5.4.2 백업 방법 152
__5.4.3 백업 계획 예시 155
__5.4.4 백업 흐름 156
__5.4.5 복원 흐름 158
5.5 모니터링 설계 160
__5.5.1 상태 모니터링 163
__5.5.2 성능 모니터링 163
__5.5.3 용량/비용 모니터링 166
__5.5.4 사용자 관점의 모니터링 설계 167
__5.5.5 스토리지 관리자 관점의 모니터링 설계 168
5.6 암호화 설계 171
__5.6.1 통신로 암호화 171
__5.6.2 저장 데이터 암호화 174
__5.6.3 백업 암호화 177
5.7 미션 크리티컬한 시스템을 위한 설계 181

CHAPTER 6 클라우드 네이티브와 스토리지
6.1 클라우드 네이티브란? 187
6.2 서비스 수준에 대한 인식 변화 190
6.3 스테이트풀 애플리케이션의 보급 192
6.4 클라우드 레디 스토리지와 클라우드 네이티브 스토리지 194
6.5 클라우드 네이티브 스토리지의 대표적인 구조 197
__6.5.1 컨테이너화 스토리지 197
__6.5.2 쿠버네티스 네이티브 스토리지 199

마치며 202
찾아보기 204

책 속으로

데이터 플레인(data plane)은 데이터를 읽고 쓰는 read/write를 처리하는 컨트롤러군이다. 이 데이터 플레인에 연결되는 네트워크를 인밴드(in-band)라고도 한다. 한편 컨트롤 플레인(control plane)은 볼륨의 생성이나 삭제 등 스토리지의 자원을 조작하고 설정하는 컨트롤러군이다. 컨트롤 플레인에 연결되는 네트워크를 아웃오브밴드(out-of-band)라고도 한다. (17쪽)

리모트는 동일 데이터 센터 내부처럼 근거리나 100킬로미터 이상처럼 장거리 등 거리에 따라서 다른 리모트 replication 기능을 제공하는 스토리지도 많다. 이처럼 장거리용 replication의 경우 소스에서 타깃으로 흐르는 데이터의 전송량을 조금이라도 줄이기 위해서 전송하기 전에 압축이나 중복 제거를 하는 것도 있다. / 초장거리 replication의 경우 스토리지의 리모트 replication 지원 거리를 초과하기도 한다. 그럴 때는 멀티 홉(multihop)으로 구성한다. 멀티 홉은 중계 역할을 하는 스토리지를 배치함으로써 리모트 replication을 실현한다. (44쪽)

스토리지와 가상 머신 관리 소프트웨어의 통신에는 컨트롤 플레인 API로 제조사의 독자적인 프로토콜이나 스토리지 관리 표준 인터페이스인 SMI-S 등을 이용한다. 하지만 안타깝게도 가상 머신 관리 소프트웨어에는 표준 사양이나 규격이 없으며 지원하는 스토리지 관리 기능이나 조작 방법도 각각 다르다. 또한 가상 머신 관리 소프트웨어가 제공하는 건 어디까지나 관리 부분이며 실제로 데이터를 읽고 쓰는 건 데이터 플레인 프로토콜인 iSCSI, NFS다. (79쪽)

VolumeSnapshot은 스토리지의 스냅숏을 호출하기 때문에 실제로 갱신된 데이터의 차분만 저장돼 소비하는 용량을 줄인 백업이 가능하다. 단, 스토리지에 따라서는 원본 볼륨(PV)이 삭제되면 복원할 수 없게 되기도 한다. 한편 스냅숏이 생성돼 있다면 PV가 삭제돼도 스토리지에서는 대상 볼륨을 지우지 않고 복원 가능한 스토리지도 있다. / 이처럼 복원 조건은 사용하는 스토리지마다 다르므로 반드시 사전에 확인한다. (119쪽)

컨트롤러의 장애 대책으로는 우선 컨트롤러를 이중화해야 한다. 어플라이언스 스토리지의 대부분은 컨트롤러를 여럿 갖추고 있어 고가용성(high availavility, HA) 구성이 가능하다. SDS는 컨트롤러의 각 기능을 하는 요소를 여러 서버에 설치해 HA를 구성한다. / 컨트롤러의 고가용성 구성에는 Active-Active 구성과 Active-Standby 구성이 있다. 어느 쪽을 이용할 수 있는지는 제품에 따라 다르기에 제품의 기술 문서를 확인하고 설정하자. 또한 가능하다면 각 컨트롤러의 전원도 별개의 전원에 연결하면 좋다. (146쪽)

쿠버네티스 네이티브 스토리지(Kubernetes native storage)는 이름 그대로 쿠버네티스상에서 작동하는 스토리지다. 쿠버네티스 네이티브 스토리지는 쿠버네티스상에서 컨테이터화 스토리지를 파드로 실행한다. 이를 통해 쿠버네티스가 갖춘 롤링 업데이트에 의한 버전 업그레이드, 자가 치유, 스케일 기능 등 쿠버네티스가 가진 기능을 사용해 스토리지를 관리한다. / 또한 기본적인 버전 업그레이드 등의 조작에 대해 스토리지의 고유 명령어를 외울 필요 없이 쿠버네티스 명령어로 실행할 수 있는 스토리지가 많은 것도 특징이다. (199쪽)

출판사 서평

효율적 스토리지 운용을 위한 기술과 관리 노하우, 스토리지 A to ZIT 환경의 빠른 변화로 클라우드 서비스와 가상화 기술이 중심이 된 새로운 인프라 구조가 등장했다. 이러한 변화 속에서 스토리지 기술 역시 크게 진화하고 있으며, 기업들은 더 이상 전통적인 스토리지 방식에 의존하지 않게 됐다. 대신, 가상 머신, 클라우드 서비스, 컨테이너 기술, 그리고 쿠버네티스와 같은 최신 기술에 최적화된 스토리지 설루션이 필요하다.

이 책은 변화의 흐름을 반영한 스토리지 관리법을 제시한다. 스토리지 네트워킹 산업 협회(SNIA) 일본지부와 미국지부에서 활동하고 있는 저자는 쿠버네티스 기반의 스토리지 관리와 클라우드 기술에 대한 풍부한 경험을 바탕으로, 실무에 바로 적용할 수 있는 최신 스토리지의 운용 및 관리 노하우를 알려준다. 스토리지의 기본적인 개념을 이해하고, 다양한 기술 환경에서 실제로 어떻게 활용할 수 있을지에 대한 실용적인 접근법을 제시한다.

1장에서는 스토리지의 역사와 주요 키워드를 소개하며, 2장에서는 블록 스토리지, 파일 스토리지, 오브젝트 스토리지 등 스토리지의 구조를 설명해 더 깊이 이해할 수 있도록 돕는다. 3장과 4장에서는 베어메탈 서버, 가상 머신, 컨테이너, 쿠버네티스에서의 구체적인 스토리지 사용법을 다루며, 5장에서는 장애, 모니터링, 백업 등 스토리지 운용과 관리 노하우를 공유한다. 마지막으로 6장에서는 클라우드 네이티브 환경에서의 스토리지 운용에 대해 설명한다.

다양한 환경에 적합한 스토리지 선택과 효율적인 관리 방법을 제시하며, IT 인프라와 클라우드 서비스에 최적화된 관리 지식을 제공하는 이 책은 데브옵스 엔지니어, 시스템 관리자는 물론 쿠버네티스, 클라우드 네이티브 환경을 활용하는 개발자에게 매우 유용한 지침서가 되어줄 것이다.

주요 내용스토리지의 역사와 기본 개념스토리지의 종류와 구조베어메탈 서버/가상 머신, 컨테이너/쿠버네티스에서의 스토리지 활용법스토리지 관리 및 운용 노하우클라우드 네이티브의 개념과 구조

작가정보

저자(글) 사카시타 유키노리

스토리지 네트워킹 산업 협회(SNIA) 일본지부 기술위원회 부위원장이자 미국지부 기술위원회 고문이다. 2003년에 히타치 제작소 시스템개발연구소에 입사하여 주임 연구원으로 운용 관리와 클라우드 기술을 연구했다. 2014년부터 2017년까지 실리콘밸리에 있는 히타치 아메리카 R&D의 연구소장을 역임했다. 2018년에 야후!로 옮겨 쿠버네티스를 중심으로 한 운용 관리와 클라우드 기술의 연구/개발에 종사했다. 2013년에 스토리지 네트워킹 산업 협회 미국지부의 기술 워킹그룹을 총괄하는 기술위원회에 일본인으로서는 처음으로 취임해 국제 표준화 기구(ISO)/미국 국가표준 협회(ANSI)의 표준화에도 공헌했다.

번역 이민성

네트워크 엔지니어로 일하고 있다. 풀스택 인프라 엔지니어를 목표로 공부하는 한편, 국내에 인프라 관련 도서가 많지 않아 학습에 불편함을 겪는 사람들에게 도움이 되고자 좋은 책을 소개하는 일도 꾸준히 하고자 한다. 옮긴 책으로는 《제로 트러스트 구글 엔지니어는 아무도 믿지 않는다》, 《네트워크 운용 및 유지 보수의 모든 것》, 《DNS 실전 교과서》(이상 제이펍), 《IT 시스템의 정석》(비제이퍼블릭)이 있다.