Three-Tier Data Center Network Architecture 란?
Data Center 운영을 위해서는 여러가지 요서가 결합되어 유기적으로 작용합니다. 통상적으로 Data Center는 Network 구성시 흔히 3-Tier Network Architecture 구조를 많이 사용하고 있습니다. 이는 '코어-집선-액세스' 모델 또는 '코어-분배-액세스' 모델로도 불립니다. 특정 구역의 장애가 다른 구역에 영향을 주지 않기 때문에 고나리가 용이하고 Sacle-Out/Scale-Up 확장이 가능하기 때문에 많이 사용되었으나 구조를 변경하기 어려워 유연성이 떨어진다는 단점이 있습니다.
주요 특징은 아래와 같습니다.
1. 코어 계층 (Core Layer)
- 데이터센터의 백본 역할
- 고속 데이터 전송 담당
- 높은 가용성과 안정성 제공
- 다른 네트워크와의 연결점
2. 집선/분배 계층 (Aggregation/Distribution Layer)
- 코어와 액세스 계층 사이의 중간 연결
- 트래픽 필터링과 라우팅
- QoS(서비스 품질) 정책 적용
- VLAN 간 라우팅 처리
3. 액세스 계층 (Access Layer)
- 최종 사용자 장비 연결
- 서버, 스토리지 등 직접 접속
- 기본적인 보안 정책 적용
- 사용자 접근 제어
중요 설계 요소:
- 이중화(Redundancy): 모든 계층에서 다중 경로 구성
- 고가용성: 장애 발생 시에도 서비스 연속성 보장
- 효율적 자원 할당: 네트워크 리소스의 최적화된 사용
- 확장성: 필요에 따른 용량 증설 가능
3계층 구조는 안정적이고 확장 가능한 네트워크 인프라를 제공하여 데이터센터를 더욱 효율적으로 운용할 수 있도록 도움을 줍니다.
ref. https://dgtlinfra.com/data-center-architecture/
Spine - Leaf Architecture 란?
구조 변경이 어렵고 기술적 한계로 극복하지 못 했던 단점을 보완하기 위해 Spin-Leaf Architecture라는 새로운 Architecture는 높은 대역폭과 낮은 지연과 East to Wet Traffic 흐름에 특화 되었습니다.
주요 특징은 아래와 같습니다.
1. 확장성(Scalability)
- 필요에 따라 스파인과 리프 스위치 추가 가능
- 수평적 확장이 용이한 구조
- 유연한 용량 증설
2. 지연시간 감소(Reduced Latency)
- 모든 리프 스위치 간 동일한 홉 수 유지
- 예측 가능한 네트워크 성능
- 일관된 응답시간 보장
3. 성능 향상(Improved Performance)
- 높은 대역폭 제공
- 효율적인 트래픽 분산
- 병목현상 최소화
기존 3계층 구조 대비 장점:
- 단순화된 네트워크 설계
- 향상된 리소스 활용
- 더 나은 장애 복구능력
- 효율적인 트래픽 관리
이러한 특징들로 인해 스파인-리프 아키텍처는 현대 데이터센터의 요구사항을 효과적으로 충족시킬 수 있습니다.
P.S - 그래도 그냥 마무리 하기 아쉬워서 Data Center 전반에 걸친 구성에 대한 설명을 추가 하였습니다.
Data Center Architecture 란?
Data center 는 서버, 스토리지 시스템, 네트워킹 장비를 이용하여 대량의 정보를 처리, 저장, 배포하는 구성을 의미하며 주요 구성요소와 특징은 아래와 같습니다.
물리적 인프라:
- 서버룸, 전산실 등 IT 장비를 위한 전용 공간 설계
- 안정적인 전력 공급 시스템과 백업 전원
- 냉각 시스템을 통한 적정 온도/습도 유지
- 물리적 보안을 위한 출입통제 시스템
네트워크 인프라:
- 고속 네트워크 연결과 이중화 구성
- 방화벽, IPS 등 네트워크 보안 장비
- 로드밸런서를 통한 부하분산
IT 인프라:
- 서버, 스토리지, 네트워크 장비의 최적 배치
- 가상화 기술을 통한 자원 효율화
- 백업/복구 시스템 구축
관리/모니터링:
- 통합 관리 소프트웨어 도입
- 실시간 성능/장애 모니터링
- 자동화된 운영 관리 체계
데이터 센터의 궁극적인 목표인 기업과 조직의 중요 IT 인프라를 위해 효율적이고 안정적인 운영을 위한 환경을 제공하는 거스로 이를 통해 사업의 연속성을 보장하고 디지털 서비스를 제공하는데 있습니다.
조금더 상세하게 데이터 센터의 주요 구성 요소를 살펴보면 아래와 같습니다.
스토리지 시스템:
- SAN(Storage Area Network): 대용량 데이터 저장을 위한 전용 네트워크 스토리지
- NAS(Network Attached Storage): 네트워크를 통해 접근 가능한 파일 기반 스토리지
- DAS(Direct Attached Storage): 서버에 직접 연결되는 로컬 스토리지
네트워크 장비:
- 스위치, 라우터: 데이터 센터 내부와 외부 네트워크 간의 통신 담당
- 방화벽: 보안 위협 차단
- 로드밸런서: 네트워크 트래픽 부하 분산
전력 인프라:
- UPS(무정전 전원장치): 안정적인 전원 공급
- 백업 발전기: 비상시 전원 공급
- PDU(전력분배장치): 전력의 효율적 분배
냉각 시스템:
- CRAC(전산실 공조장치): 적정 온도/습도 유지
- 액체 냉각 시스템: 고밀도 장비 냉각
- 냉복도/열복도 설계: 효율적인 공기 흐름 관리
랙/캐비닛:
- 개방형 랙(2/4포스트)
- 폐쇄형 랙
- 벽부형 랙
- 네트워크 캐비닛
케이블링:
- 트위스티드 페어 케이블(Cat5e, Cat6 등)
- 광케이블(싱글모드/멀티모드)
- 동축 케이블
보안 시스템:
- 물리적 보안: 생체인식, CCTV, 보안요원
- 사이버보안: 방화벽, 침입탐지/방지(IDS/IPS), 암호화
관리 소프트웨어:
- DCIM(데이터센터 인프라 관리) 솔루션
- 성능 모니터링 및 최적화
- 에너지 효율성 관리
이러한 구성요소들이 유기적으로 통합되어 안정적이고 효율적인 데이터센터 운영을 가능하게 합니다.