QNAP Systems, Inc. - 네트워크 부착형 스토리지(NAS)

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QNAP Qtier™를 사용하여 자동 계층화를 수행하고 스토리지 성능을 최적화하려면 어떻게 해야 합니까?

1. 과제 및 솔루션

스토리지 성능을 결정하는 가장 중요한 요인은 모범 사례에 대해 다양한 유형의 드라이브를 구성하고 배포하는 방법을 고려할 때 항상 I/O(읽기 및 쓰기) 성능과 용량 사이에서 고전하는 것이므로 이 모든 옵션이 각기 다른 장점과 단점이 있습니다.

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1. 풀 SATA/NL-SAS 디스크
고용량이지만 제한적인 I/O 성능을 갖추고 있습니다.
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2. 풀 SSD
최대 I/O 성능을 선보이지만 가격이 비쌀 뿐 아니라 여유 스토리지 용량이 적습니다.
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3. SATA 및 SSD 모두 갖춤
다른 두 스토리지 간의 데이터 수동 분리를 통해 SSD 및 SATA 드라이브를 결합하여 용량 및 성능 면의 이점을 모두 활용하지만 유연성이 부족합니다.

여기서 최고의 옵션은 가장 불편한 옵션일 수 있습니다. IT 인력이 어느 스토리지에 어떤 데이터를 배치해야 하는지를 계획하고 수동으로 설정해야 하기 때문입니다. 따라서 Qtier™를 도입할 시기입니다. Qtier™는 다중 계층 스토리지 관리 시스템으로, QNAP NAS 스토리지를 3개의 다른 계층으로 분산하여 가장 활성화된 데이터를 고성능 드라이브에 자동으로 유지 관리해 주어 관리 작업의 부담을 덜어줄 뿐만 아니라 모범 사례를 적용하여 스토리지 성능을 높일 때 보다 정확하게 데이터를 분리해 줍니다.

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3개 수준의 계층화된 스토리지와 스토리지 풀을 결합한 Qtier™는 호스트에서의 데이터에 대한 액세스 빈도에 따라 데이터를 다른 계층에 재배치할 수 있어 데이터를 저장하는 데 고용량을 유지함과 동시에 QNAP NAS의 성능을 극대화해 줍니다.

QNAP 랩에서는 듀얼 프로세서 Intel Xeon E5-2620v3(각 프로세서는 6개 코어, 12개 스레드를 갖춤)를 갖춘 하나의 서버와 IOmeter에서의 총 24명의 작업자를 활용하여 TVS-EC1580MU-SAS-RP(6개의 SAS-SSD RAID 10 포함*)를 갖춘 Qtier™ 성능을 테스트했습니다. 그 결과, 4k IO, 100% 무작위 읽기, 작업자당 12개의 탁월한 IO, 140,000 IOPS입니다. 평균 IO 응답 시간은 40 GbE 인터페이스에서 0.3ms, 10 GbE 인터페이스에서 0.7ms입니다.

*테스트에 사용된 하드웨어:
서버: Supermicro SYS-6028U-TR4T+
메모리: 16GB
CPU: 2개의 Intel Xeon E5-2620 v3 2.40GHz
QNAP NAS: TVS-EC1580MU-SAS-RP
메모리: 12 GB
CPU: Intel Xeon E3-1246 V3 3.50GHz
하드 드라이브: Seagate SAS-SSD ST400FM0053*6, 기타 Seagate NL-SAS ST1000NM0023.
RAID 구성: SSD에는 RAID10, NL-SAS 드라이브에는 RAID 5

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TVS-EC1580MU-SAS-RP(6개의 SAS-SSD RAID 10과 8개의 NL-SAS HDD RAID 5 사용)를 사용, 4k 100% 무작위 읽기 IOPs 100,000 초과, 응답 시간 1ms 미만의 결과 얻음

또한 Qtier™ 기술은 QTS 4.2에서 구축하는 SSD 캐시와 호환됩니다. SSD 캐시의 목표는 자주 액세스하는 무작위 읽기 데이터를 SSD 캐시로 이동하여 캐시 적중률을 높이는 것입니다. 한편 Qtier™는 데이터 분석 결과 및 일정에 따라 데이터를 이동합니다. 다음은 SSD 캐시와 Qtier™ 자동 계층화를 기본적으로 비교한 내용입니다.

비교 Qtier™ SSD 캐시 풀 SSD
1. 사용 가능한 SSD 공간 필요에 따라 확장 사용 가능한 메모리에 따라 제한됨* 필요에 따라 확장
2. 가격 낮음 낮음 높음
3. 적용 스토리지 볼륨/LUN 볼륨/LUN 볼륨/LUN
4. 데이터 마이그레이션 방법 일정에 따라 자동 -
5. 데이터 마이그레이션 매커니즘 액세스 빈도에 따라 데이터를 더 높은 계층으로 이동 SSD 스토리지에 자주 액세스하는 데이터 복제 SSD에 모든 데이터 저장
6. 애플리케이션 시나리오 파일/웹/이메일 서버와 같은 예측 가능한 I/O 워크로드 및 애플리케이션 가상화 또는 비디오 편집에 사용됩니다. 애플리케이션 가상화 또는 비디오 편집과 같은 자주 사용하는 데이터 액세스 환경에 사용됩니다. 데이터베이스 또는 가상화 환경과 같은 빠르고 집약적인 I/O이 필요한 애플리케이션에 주로 사용됩니다.

*SSD 캐시에 대한 자세한 정보를 알아보려면 여기를 확인하십시오.
*Qtier™에 대해 이미 사용된 SSD는 SSD 캐시에 사용할 수 없습니다.

2. 소개

2.1. 시스템 요구 사항

Qtier는 특정 NAS 모델에서만 지원됩니다. 자세한 내용은 Qtier 개요를 참조하시기 바랍니다.

또한 Qtier™를 사용하려면 QNAP NAS 펌웨어를 4.2로 업그레이드하고 NAS에 두 SSD 및 HDD 드라이브를 배포해야 합니다*.

*초고속 계층을 사용하려면 SAS 드라이브도 배포해야 합니다. 이는 “SAS”로 표시된 모델 유형에서만 지원됩니다.

3. Qtier™로 스토리지 공간 만들기

Qtier™를 사용하려면 먼저 QNAP NAS에 다른 유형의 드라이브를 배포해야 합니다*. 드라이브가 모두 연결되고 준비가 되면 “Storage Manager(스토리지 관리자)” > “Storage Space(스토리지 공간)” > “Create New Storage Pool(새 스토리지 풀 만들기)”을 열어 새 스토리지 풀을 만듭니다. Qtier™를 지원하는 모델을 사용 중일 경우, 스토리지 풀 생성 마법사의 첫 번째 단계는 자동화 계층을 사용하도록 설정할지 여부를 지정하는 것입니다. 확인란을 선택하고 계속합니다.

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Qtier™ 기술을 사용하기 위해 만들려는 스토리지 풀에 대한 스토리지 자동화 계층을 사용하도록 설정합니다.

다음 단계에서는 “RAID Group Type(RAID 그룹 유형)”이라고 나타나는 열이 표시되고 “Ultra-High Speed (SSD)(초고속 (SSD))” 값이 선택되었음이 확인됩니다. 이제 초고속 계층 RAID 그룹이 있는 이 스토리지 풀을 구축하는 데 사용할 SSD 드라이브를 선택할 수 있습니다. 선택 사항을 확인한 후 마법사를 따라 첫 번째 계층이 있는 스토리지 풀을 만들기를 마칩니다.

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이 스토리지 풀의 초고속 RAID 그룹에 사용할 SSD 드라이브를 선택합니다.

스토리지 풀이 만들어지면 스토리지 풀에 대한 다른 계층을 설정하라는 메시지를 받게 됩니다. “OK(확인)”를 선택하면 이 스토리지 풀에 대한 다른 계층으로 사용할 다른 유형의 드라이브를 선택할 수 있습니다*. 아래 예제에서 RAID 그룹 “Capacity (SATA, NL-SAS)(용량 (SATA, NL-SAS))”가 구성됩니다.

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계속해서 스토리지 풀에 대한 다른 계층 설정
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이 예제에서 RAID 그룹 유형 “Capacity (SATA, NL-SAS)(용량 (SATA, NL-SAS))”가 다음으로 구성되고 이 계층에서 사용할 드라이브를 선택할 수 있습니다.
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다른 계층을 설정한 후에는 구성을 확인할 수 있는 요약 보고서가 표시됩니다.

모든 계층이 설정되면 시스템에서 자동 계층화 예약을 사용하도록 설정하라는 메시지를 표시합니다. 이 보기에서 시스템에서 데이터 재배치를 시작해야 하는 시기를 선택할 수 있습니다. 재배치 작업이 스토리지 I/O 성능에 영향을 줄 수 있으므로, 빡빡하게 예약을 설정하지 않고 작업 외 시간 동안 데이터 액세스 요청 빈도가 낮은 계층화만 사용하도록 설정하는 것이 좋습니다*.

*자동 계층화는 데이터 액세스 빈도에 대한 정보를 검색해야 하기 때문에 스토리지 풀을 만든 후 즉시 시작할 수 없습니다. 또한 전체 시간에 대한 일정을 잡을 수도 없습니다. 그럴 경우 데이터 액세스 패턴이 정확하지 않게 됩니다.

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하루에 한 번, 오후 8시 ~ 다음날 오전 8:00시의 자동 계층화 일정을 설정합니다.
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하루에 두 번, 월요일 ~ 금요일, 오전 8시 ~ 오후 2시 및 오후 7시 ~ 오전 1시(각 최대 6시간)의 자동 계층화 일정을 설정합니다.

QTS 버전 4.3.0 이상에는 Qtier에서 계층화 일정을 설정하지 않고 데이터를 자동으로 재할당하는 옵션이 추가되었습니다. Qtier에서는 시스템 로드가 낮을 때 데이터를 계층화하고 로드가 높을 때 중지합니다. 이 모듈은 낮은 로드 시간을 정의하지 않고 연중무휴로 사용하는 스토리지에 매우 적합합니다. 이 기능을 사용하려면 Qtier 자동 계층화 일정 설정 창에서 “Automatically reallocate data when the system is idle(시스템이 유휴 상태일 때 자동으로 데이터 재할당)”을 선택합니다.

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계층화 일정을 설정할 최적의 시간을 알 수 없을 경우 “Automatically reallocate data when the system is idle(시스템이 유휴 상태일 때 자동으로 데이터 재할당)”을 사용합니다.

일정도 설정되면 이제 “Auto Tiering(자동 계층화)” 표시가 된 새 스토리지 풀을 볼 수 있으며, 새로 만든 풀에 대해 볼륨 또는 LUN을 만들 수 있습니다. 자동 계층화 작업은 예약한 대로 수행되어 액세스 빈도에 따라 실시간으로 쓴 데이터를 분석하고 그에 따라 다른 데이터를 다른 계층으로 이동합니다. 스토리지 풀에 있는 “Manage(관리)” 버튼을 클릭하여 각 계층에 대해 만든 RAID 그룹을 검토할 수 있으며, 자동 계층화 관리 옵션 및 요약도 이 보기에서 제공됩니다.

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자동 계층화로 설정된 스토리지 풀이 표시됩니다.
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자동 계층화 스토리지 풀을 선택하고 “Manage(관리)”를 클릭하면 RAID 그룹 구성과 그 세부 정보를 확인하고 자동 계층화를 추가로 구성할 수 있습니다.

4. 자동 계층화 생성 후 구성 및 모니터링

4.1. 자동 계층화 구성

스토리지 풀을 선택하고 “Manage(관리)"를 클릭합니다. 자동 계층화 진행률에 대한 요약도 볼 수 있습니다. “The Relocation Status(재배치 상태)”에서 일정에 따라 현재 실행 중인 자동 계층화가 표시되며, “Enable Schedule(일정 사용)”에서 사용하도록 설정된 자동 계층화가 표시됩니다.

두 가지 추가 옵션을 여기에서 설정할 수 있는데, 그 첫 번째 옵션은 “Data allocation rate(데이터 할당률)”입니다. 이를 낮게 설정하면 NAS에서 데이터 마이그레이션 재배치 동안 많은 리소스를 사용하지 않으며, 따라서 자동 계층화 수행 시 성능에 주는 영향이 최소화됩니다. 반면, 이를 높게 설정하면 NAS에서 자동 계층화 작업 동안 더 많은 리소스를 사용하고 계층화에서도 예약된 시간 동안 더 많은 데이터를 전송합니다. 또한 NAS 성능에도 영향을 줍니다.

두 번째 옵션은 “Data allocation priority(데이터 할당 우선순위)”입니다. SSD를 선택하면 여유 공간이 있을 경우 먼저 SSD에 모든 새로운 데이터를 씁니다*. 이 로직을 따라 용량을 선택할 경우, 새 데이터는 모두 SATA 드라이브에 먼저 썼다가 자동 계층화로 재배치된 후 SSD로 옮겨집니다.

이 두 옵션과 일정은 이 보기에서 “Manage(관리)” 탭을 열면 구성됩니다.

*계층이 첫 번째 우선순위로 설정되었지만 가득 차 있을 경우 시스템에서 데이터를 자동으로 다음 계층에 씁니다.

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자동 계층화 진행률의 요약 정보는 구성할 수 있는 추가 설정과 함께 “Manage(관리)” 페이지에서 검토할 수 있습니다.
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“Manage(관리)” 탭을 열어 일정, 재배치률 및 할당 수준을 구성합니다.

4.2. 자동 계층화 모니터링

구성을 제외하고 “Amount of data optimized for performance(성능에 최적화된 데이터 양)” 및 “Amount of data optimized for capacity(용량에 최적화된 데이터 양)”도 확인할 수 있습니다. 이러한 두 가지 수치는 마지막 자동 계층화 일정에서 다른 계층 간에 위아래로 이동한 데이터 크기의 요약입니다.

“Statistics(통계)” 버튼을 누르면 자동 계층화를 보다 자세하게 모니터링할 수 있습니다. “Used(사용됨)” 열은 각 계층에 사용된 총 공간, “Total(합계)” 열에는 각 계층의 총 공간이 나타나고, “Move up(위로 이동)” 및 “Move down(아래로 이동)”에는 마지막 자동 계층화 일정에서 다른 계층 간에 이동한 데이터가 표시됩니다. “Name/Alias(이름/별칭)” 및 “RAID Type(RAID 유형)”에서는 어떤 계층이 어떤 RAID 그룹에 속해 있는지를 식별합니다.

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자동 계층화에 대한 자세한 통계는 자동 계층화 통계 창에 표시됩니다.

또한 손쉬운 모니터링을 위해 “History Report(기록 보고서)”를 확인하여 작업 내에서 위/아래로 이동한 데이터, 작업 완료 후 사용된 공간 총량 및 추세 표가 수반된 현재 작업을 포함한 각 계층화 작업의 세부 사항을 볼 수 있습니다.

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“Ultra-High Speed(초고속)” 또는 기록에 있는 기타 계층을 선택하여 각 계층화 작업의 자동 계층화 결과를 모니터링합니다.
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“Automatically reallocate data when the system is idle(시스템이 유휴 상태일 때 자동으로 데이터 재할당)”을 사용하는 동안 통계 차트에 지난 일간/주간/월간의 계층화 활동을 보는 옵션이 추가됩니다.
릴리스 날짜: 2015-10-13
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