초록

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최근 IT기술 및 웹기술의 발달로 웹서비스 소요의 폭발적인 증가는 신규 사업 및 사업 확장에 초기 투자비용 증가를 가지고 왔다. 이에 가상화 기술을 바탕으로 초기 투자비용 없이 사용한 만큼만 인프라를 빌려오는 AWS같은 IaaS가 제안되었지만 이는 인터넷이 연결되지 않은 인트라넷이나 이미 구축되어 있는 기존자원 활용이 불가능하다는 점, 그리고 사용량을 미리, 정확하게 예측해야 예산낭비를 줄일 수 있다는 점에서 제한사항이 있다. 본 논문에서는 인터넷이 연결되어 있지 않은 인트라넷에서 기존의 장비들을 모아 가상화 데이터 센터를 구축을 제안 및 오토 스케일링 기법을 적용한 데이터센터 운용 방안을 제시함으로 써 현재 자원의 효율 극대화 방안에 대해 논의한다.

최근 IT기술 및 웹기술의 발달로 웹서비스 소요의 폭발적인 증가는 신규 사업 및 사업 확장에 초기 투자비용 증가를 가지고 왔다. 이에 가상화 기술을 바탕으로 초기 투자비용 없이 사용한 만큼만 인프라를 빌려오는 AWS같은 IaaS가 제안되었지만 이는 인터넷이 연결되지 않은 인트라넷이나 이미 구축되어 있는 기존자원 활용이 불가능하다는 점, 그리고 사용량을 미리, 정확하게 예측해야 예산낭비를 줄일 수 있다는 점에서 제한사항이 있다. 본 논문에서는 인터넷이 연결되어 있지 않은 인트라넷에서 기존의 장비들을 모아 가상화 데이터 센터를 구축을 제안 및 오토 스케일링 기법을 적용한 데이터센터 운용 방안을 제시함으로 써 현재 자원의 효율 극대화 방안에 대해 논의한다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 늘어난 웹서비스의 소요와 그에 따른 IT투자비용의 증가에 따라 인터넷 환경에서는 인프라 및 플랫폼등을 타 업체로부터 빌려와 사용한 만큼만 비용을 지불하는 XaaS가 제안되고 있지만 인트라넷이라는 네트워크 특성 상 이러한 외부 서비스를 사용하지 못하고 어쩔 수 없이 과거의 방식대로 신규체계 도입 또는 사업 확장 시 추가적은 투자를 하고 있는 것이 현황이다. 따라서 본 논문에서는 내부 인트라넷 환경에서 자체적으로 가상화 된 데이터 센터를 구축하고 추가 투자비용 없이도 이미 구축되어 있는 인프라 자원의 활용률을 극대화, 신규 서비스나 추가적인 서비스에 활용할 수 있는 방안을 제시하였다.
• 본 논문에서는 인터넷이 연결되어 있지 않은 인트라넷에서 기존의 장비들을 모아 가상화 데이터 센터를 구축을 제안하고 그 안에서 오토 스케일링 기법을 적용한 데이터센터 운용 방안을 설계, 제시함으로 써 현재 자원을 최대한 효율적으로 활용하고 추가적인 인프라 투자 없이 신규 서비스 및 서비스 확장이 가능함을 보인다.

제안 방법

• 실제 체계를 운영하는 유지보수팀은 형상서버에 올릴 소스만 관리를 하고, 그 결과물로 종합로그 스토리지에 쌓인 시스템 로그를 모니터링 한다. 데이터 센터에서는 컨트롤러에 형성서버에 저장되어 있는 각 체계의 소스 이미지 위치 및 임계치들을 저장하고 있고 체계 앞단에 떠있는 가상 L4 스위치를 주기적으로 모니터링 한다. 만약 해당 L4 스위치에 임계치 이상의 부하가 발생하면 형상서버의 이미지를 가지고 새로운 가상 서버를 생성하고 L4 스위치에 로드밸런싱 할 위치를 추가로 지정한다.
• 또한 새로운 가상 서버를 해당 체계에 제공하고자 하더라도 로드밸런서 L4나 L7 스위치의 재구동 역시 불가피하고, 사용자가 늘어나고 있는 시점에서 서버를 내려야 하기 때문에 실제적으로 사용이 불가능했다. 본 논문에서는 이러한 단점을 극복하고자 이미 자원이 할당된 가상화 공간에 자원을 추가로 할당하지 않고 대신 임계치 이상의 유입이 감지되면 추가로 가상화 서버를 할당하되, 로드밸런서 자체를 가상화하여 재구동 없이도 추가적인 부하 분산이 가능하도록 (그림 3)과 같이 운영 개념을 설계하였다.
• 이에 대한 대안으로 물리적인 IT장비를 직접 구축하지 않고 다른 기업 등에서 구축한 IT장비, IT자원을 빌려와서 사용하는 IaaS(Infrastructure as a Service)의 개념이 도입되었고, 뿐만 아니라 응용 소프트웨어도 다 구입하지 않고 필요한 만큼만 빌려와서 사용하는 SaaS(Software as a Service)나 플랫폼을 빌려와서 사용한다는 PaaS(Platform as a Service)이 제안되었다. 더 나아가 최근에는 모든 것을 빌려와서 사용할 수 있다는 XaaS(Everything as a Service)까지 대두되었는데[2] 이러한 서비스가 가능하게 된 것은 클라우드 컴퓨팅 분야에서도 가상화부분이 발달하여 하나의 하드웨어 장비에서 하나의 IP를 부여, 웹 서비스를 띄웠던 방식에서 탈피하고 대신에 하나의 물리적 자원 위에 여러 가지 종류의 운영체제들을 독립적으로 구동시킬 수 있는 하이퍼바이저 플랫폼을 이용한 가상화가 가능해졌기 때문이다.

성능/효과

• 두 번째 제약점은 기존 구축된 자원을 활용할 수 없다는 점이다. 이들 IaaS를 사용하는 주된 이유는 바로 초기 인프라 투자비용 없이 바로 서비스를 시작할 수 있다는 점인데, 이는 신규 데이터 센터를 구축할 필요가 없을 뿐 이미 구축된 서버나 데이터센터의 자원 활용에 있어서는 아무런 이득이 없다.

후속연구

• 비록 본 논문에서는 큰 설계 그림만 제시하고 세부적인 내용이나 실제 구현 후 성능여부에 대해서는 검증을 하지 못하였다. 따라서 추후 진행할 연구에서는 이러한 가상 데이터센터를 직접 구축해 보고 전체 자원 분배방법이나 임계치 적용 알고리즘, 그리고 구축 전/후의 자원 활용률 및 성능에 대한 분석이 이루어 져야 하겠다.
• 비록 본 논문에서는 큰 설계 그림만 제시하고 세부적인 내용이나 실제 구현 후 성능여부에 대해서는 검증을 하지 못하였다. 따라서 추후 진행할 연구에서는 이러한 가상 데이터센터를 직접 구축해 보고 전체 자원 분배방법이나 임계치 적용 알고리즘, 그리고 구축 전/후의 자원 활용률 및 성능에 대한 분석이 이루어 져야 하겠다.

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질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
하이퍼바이저	하이퍼바이저를 이용한 가상화는 언제 처음 소개되었는가?	하이퍼바이저를 이용한 가상화는 1970년대에 처음 소개되었다. 이때는 하드웨어 장비가 너무 고가인 관계로 많은 장비를 구입하기 어려웠기 때문에 도입된 기술로 한참 상업적으로 인기를 누리다가 1980년대와 1990년대 보급형 PC가 등장함에 따라 요구가 줄어들었다[6].
Infrastructure as a Service	Infrastructure as a Service의 문제점은 무엇인가?	하지만 이러한 서비스들에는 큰 제약사항이 있는데 그 중 첫 번째는 바로 인터넷에 연결되어 있어야지 서비스를 제공 받을 수 있다는 점이다. 실제 물리 서버와 서비스를 제공 받고자 하는 기업 간 유일한 네트워크 연결이 바로 인터넷이기 때문인데 보안등의 이유로 인터넷에 연결할 수 없는 폐쇄형 인트라넷 환경에서는 이러한 서비스를 이용할 수 없다. 두 번째 제약점은 기존 구축된 자원을 활용할 수 없다는 점이다. 이들 IaaS를 사용하는 주된 이유는 바로 초기 인프라 투자비용 없이 바로 서비스를 시작할 수 있다는 점인데, 이는 신규 데이터 센터를 구축할 필요가 없을 뿐 이미 구축된 서버나 데이터센터의 자원 활용에 있어서는 아무런 이득이 없다. 신규 서비스나 구 운영 서비스나 인프라 적인 면에서는 제로베이스에서 시작해야 하는 것이다. 세 번째 제약점은 내가 얼마나 자원이 필요할지 사전에 정의되어 있어야 한다는 점이다. 처음 서비스를 빌려올 때 CPU / 메모리 / 스토리지를 신청한 만큼 가상화된 공간으로 할당받고 그곳에 서비스하고자 하는 시스템을 구동시키는 방식인데, 사실 이는 자원의 효율적인 사용 측면에서 보자면 IaaS를 제공하는 업체의 자원 효율이 좋은 것이지 IaaS를 제공받는 사용자의 자원 효율이 좋은 것은 아니다. 물론 아마존 웹 서비스나 KT 유클라우드 비즈등에서는 임계치를 설정해 놓고 해당 이상의 부하가 걸리면 새로운 인스턴스를 추가하는 방식의 오토 스케일링(Auto Scaling)을 제공하긴 하지만, 그조차도 처음에 예측치 부분을 할당받고 예측을 넘어섰을 때 서비스에 문제가 없게 오토 스케일링을 해주고 추가 과금을 받는 방식이기 때문에 기본적인 개념은 변함이 없다.
물리적인 L4스위치	물리적인 L4스위치의 문제점은?	물리적인 L4스위치를 사용하면 부하를 분산할 서버가 추가가 된다거나 삭제될 때마다 재구동을 해 줘야 하기 때문에 서버 구성 자체를 동적으로 하는데는 제약사항이 많았다. 최근에는 이 L4 스위치 자체를 가상화하여 소프트웨어 L4스위치를 만들고 이를 통해 서버 개수 자체를 동적으로 결정하고자 하는 움직임이 있었다[12].

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이 논문을 인용한 문헌

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