[그림으로 공부하는 IT 인프라 구조] 1-2장

 

1. 인프라 아키텍처를 살펴보자

인프라란 무엇일까?

기반이 되는 것.
인프라 아키텍처? 구조.

집약형과 분할형 아키텍처

집약형

• 이전: 대형 컴퓨터를 이용하여 모든 업무 처리
• 주요 업무를 모두 한대로 처리: 다중화 등을 통해 고장에도 멈추지 않는 방법 고안
• 복수의 다른 업무 처리를 동시에 실행할 수 있도록 유한 리소스 관리
• 구성이 간단. 리소스 관리나 이중화에 의해 안정성이 높고 고성능
• 대형 컴퓨터는 도입 비용 및 유지 비용이 크다. + 확장성의 한계

분할형

• 여러 대의 컴퓨터를 조합해서 하나의 시스템 구축
• 낮은 비용으로 시스템 구축 가능
• 서버 대수를 늘릴 수 있다. -> 확장성이 높다.
• 대수가 늘어나면 관리 구조 복잡
• 문제 발생시 영향 범위를 최소화하기 위한 검토 필요

물리 서버와 논리 서버의 차이

분할형 아키텍처에서 이용되는 컴퓨터: 서버
서버라는 용어는 원래 "특정 역할에 특화된 것"

• 사용자 입력 및 HTML 생성: 웹 서버
• 대량의 데이터 저장, 요청에 따라 제공: DB 서버
• 컴퓨터 자체를 가리키는 경우: 물리 서버

수직 분할형 아키텍처

서버별로 다른 역할을 담당

클라이언트 - 서버형 아키텍처

• 수직 분할형의 한 예
• 소프트웨어를 물리 서버 상에서 운영
• 소프트웨어에 클라이언트 or 단말이라 불리는 소형 컴퓨터가 접속해서 이용 - Client/Server
• 클라이언트 측에서 많은 처리를 실행할 수 있따 - 소수의 서버로 다수의 클라이언트 처리 가능
• 클라이언트 측의 소프트웨어 정기 업데이트 필요
• 서버 확장성에 한계가 발생할 수 있다.
• 3계층형 아키텍처
• 프레젠테이션 계층 / 애플리케이션 계층 / 데이터 계층 의 3층 구조로 분할.

프레젠테이션 계층

• 사용자 입력을 받는다
• 웹 브라우저 화면을 표시한다.

애플리케이션 계층

• 사용자 요청에 따라 업무 처리를 한다

데이터 계층

• 애플리케이션 계층의 요청에 따라 데이터 입출력을 한다.

장점

• 특정 서버에 부하가 집중되는 클라이언트-서버형의 문제를 해결할 수 있다.
• 클라이언트 단말의 정기 업데이트가 필요하지 않다.
• 처리 반황에 의한 서버 부하가 저감되낟.

단점

• 구조가 클라이언트-서버 구성보다 복잡하다

수평 분할형 아키텍처

• 용도가 같은 서버를 늘려가나가는 방식 - 안정성 향상단순 수평 분할형 아키텍처

장점

• 수평으로 서버를 늘리기 때문에 확장성이 향상된다.
• 분할한 시스템이 독립적으로 운영되므로 서로 영향을 주지 않는다.

단점

• 데이터를 일원화해서 볼 수 없다.
• 애플리케이션 업데이트를 양쪽을 동시에 해 주어야 한다.
• 처리량이 균등하게 분할돼 있지 않으면 서버별 처리량에 치우침이 생긴다.

공유형 아키텍처

• 단순 분할형과 달리 일부 계층에서 상호 접속이 이루어진다.

장점

• 수평으로 서버를 늘리기 떄문에 확장성이 향상
• 분할한 시스템이 서로 다른 시스템의 데이터를 참조할 수 있다.

단점

• 분할한 시스템간 독립성이 낮아진다.
• 공유한 계층의 확장성이 낮아진다.

지리 분할형 아키텍처

업무 연속성 및 시스템 가용성을 높이기 위한 방식

스탠바이형 아키텍처

• 물리 서버 고장에 대처할 수 있으나, 보통 때는 페일오버 대상 서버가 놀고 있다. - 리소스 측면에서 낭비
• 스탠바이를 따로 두지 않고, 양쪽 서버를 동시에 교차이용하는 경우도 많다.재해 대책형 아키텍처
• 인프라 아키텍처에서도 재해 대응을 위한 DR 구성을 취하는 일이 잦아지고 있다.
• 서버 장비를 최소 구성 및 동시 구성으로 별도 사이트에 배치, 소프트웨어도 상용 환경과 동일하게 설정.

문제

• 애플리케이션&데이터 최신화를 어떻게 하는가 - 어느정도 실시간성을 유지해서 사이트 간 동기 처리를 진행해야.

2. 서버를 열어 보자

물리 서버

물리 서버 내부 구조에 대해
서버는 랙에 장착. 랙에는 서버 외에도 저장소나 네트워크 스위치 등이 탑재되어 있다.

서버 외관과 설치 장소

서버 설치시에 중요한 정보

• 서버 크기(U)
• 소비 전력(A)
• 중량 (Kg)

서버 내부 구성

컴포넌트를 연결하는 선을 버스(Bus)라고 한다.
PVI Express 슬롯이 존재: 외부 장피를 연결하며, Xeon 확장 프로세서에서는 CPU가 PCI를 직접 제어.
BMC 컴포넌트: 서버의 HW 상태를 감시하며 독립적으로 움직임.
서버와 pc는 물리적으로는 기본 구성이 같다. 메모리가 탑재돼 있는 정도나 전원이 있어 장애에 강한 것이 PC와 다른점.

CPU

• Central Processing Unit
• 서버 중심에서 연산 처리를 실행. 코어는 각자 독립된 커리를 하며, 하나의 CPU에 여러 개의 코어가 존재하는 멀티 코어화가 진행 중
• 명령은 운영체제가 내린다. <- OS는 누가 명령을 내리는가? 프로세스 그리고 IO 장치를 통한 입력 (CPU가 자발적으로 처리하는 것은 아님!)
• IO장치가 하는 처리를 끼어들기 처리라고 한다.

메모리

• 기억 영역. CPU 옆에 위치하며, 전달하는 내용이나 데이터를 저장하거나 처리 결과를 받는다.
• 메모리 엑세스가 매우 빠르게 이루어지기 떄문에 영구성이 없다는 결점에도 사용한다. 또한, 전기적인 처리만으로도 데이터를 저장한다.
• 엑세스 속도 때문에 영역이 여러 단계로 나누어져 있다.

I/O 장치

데이터의 입출력을 담당하는 I/O 장치.

하드 디스크 드라이브 (HDD)

• 기록 영역. 장기저장 목적의 데이터 저장 장소네트워크 인터페이스
• 서버와 외부 장비를 연결하기 위한 외부 접속용 인터페이스I/O 제어

버스

서버 내부에 있는 컴포넌트들을 서로 연결시키는 회선