데이터 센터 시설에는 다양한 유형이 있으며, 워크로드 및 비즈니스 요구 사항에 따라 한 회사에서 두 가지 이상의 유형을 사용할 수도 있습니다.

엔터프라이즈(온프레미스) 데이터 센터

이 데이터 센터 모델에서는 모든 IT 인프라와 데이터가 온프레미스에 호스팅됩니다. 많은 기업이 자체 온프레미스 데이터 센터를 선택하는 이유는 정보 보안을 더 잘 제어할 수 있고, 유럽연합의 일반 개인정보 보호 규정(GDPR) 또는 미국의 건강 보험 양도 및 책임에 관한 법률(HIPAA)과 같은 규정을 더 쉽게 준수할 수 있기 때문입니다. 엔터프라이즈 데이터 센터에서는 회사가 배포, 모니터링 및 관리 작업을 책임집니다.

퍼블릭 클라우드 데이터 센터

클라우드 데이터 센터(클라우드 컴퓨팅 데이터 센터라고도 함)는 소수의 고객부터 수백만 명의 고객에 이르기까지 여러 고객이 공동으로 사용할 수 있는 IT 인프라 리소스를 인터넷 연결을 통해 제공합니다.

하이퍼스케일 데이터 센터라고 불리는 대규모 클라우드 데이터 센터의 대부분은 Amazon Web Services(AWS), Google Cloud Platform, IBM Cloud, Microsoft Azure, Oracle Cloud Infrastructure와 같은 주요 클라우드 서비스 제공업체에서 운영합니다. 실제로 대부분의 주요 클라우드 제공업체는 전 세계에서 여러 하이퍼스케일 데이터 센터를 운영하고 있습니다. 클라우드 서비스 제공업체는 일반적으로 클라우드 고객(및 클라우드 고객의 고객)과 더 가까운 위치에 소규모의 엣지 데이터 센터를 운영합니다. 빅 데이터 분석, 인공 지능 (AI), 콘텐츠 전송 애플리케이션 등 데이터 집약적인 실시간 워크로드의 경우 엣지 데이터 센터를 통해 지연 시간을 최소화하고 전반적인 애플리케이션 성능과 고객 경험을 개선할 수 있습니다.

관리형 데이터 센터 및 코로케이션 시설

관리형 데이터 센터 및 코로케이션 시설은 온프레미스에 IT 인프라의 일부 또는 전부를 배포하고 관리할 공간, 직원 또는 전문 지식을 갖추지 못했지만 퍼블릭 클라우드 데이터 센터의 공유 리소스를 사용하여 해당 인프라를 호스팅하는 것을 선호하지 않는 조직을 위한 옵션입니다.

관리형 데이터 센터의 경우 고객사는 데이터 센터 제공업체로부터 전용 서버, 스토리지 및 네트워킹 하드웨어를 임차하고 데이터 센터 제공업체가 고객사를 위해 관리, 모니터링 및 관리를 대신 담당합니다.

코로케이션 시설에서는 모든 인프라는 고객사가 소유하고, 시설 내에서 호스팅할 수 있는 전용 공간을 임차합니다. 기존 코로케이션 모델에서는 고객사가 하드웨어에 단독으로 액세스하고 하드웨어 관리에 대한 전적인 책임을 집니다. 이는 개인정보보호 및 보안에 이상적이지만 특히 정전이나 긴급 상황에서는 실용적이지 않은 경우가 많습니다. 오늘날 대부분의 코로케이션 제공업체는 원하는 고객을 위해 관리 및 모니터링 서비스를 제공합니다.

관리형 데이터 센터 및 코로케이션 시설은 종종 중소기업에서 원격 데이터 백업 및 재해 복구 기술을 보관하는 용도로 사용합니다.

사내 온프레미스 데이터 센터를 포함한 대부분의 최신 데이터 센터는 모든 애플리케이션이나 워크로드가 자체 전용 하드웨어에서 실행되는 기존 IT 아키텍처에서 물리적 하드웨어 리소스(CPU, 스토리지, 네트워킹)가 가상화되는 클라우드 아키텍처로 진화했습니다. 가상화를 사용하면 이러한 리소스를 물리적 한계에 구애받지 않도록 추상화하고 필요한 양만큼 여러 애플리케이션과 워크로드에 할당할 수 있는 용량으로 풀링할 수 있습니다.

또한 가상화를 통해 사람의 개입 없이 프로그래밍 방식으로 프로비저닝, 구성, 실행, 유지 관리 및 '스핀다운'이 가능한 소프트웨어 정의 인프라(SDI)를 구현할 수 있습니다.

클라우드 아키텍처와 SDI의 조합은 데이터 센터와 사용자에게 다음과 같은 다양한 장점을 제공합니다.

• 컴퓨팅, 스토리지, 네트워킹 리소스를 최적으로 활용. 기업이나 클라우드는가상화를 통해 하드웨어를 최소한으로 사용하고, 사용하지 않거나 유휴 상태인 용량을 최소화하면서 가장 많은 사용자에게 서비스를 제공할 수 있습니다.
   

• 애플리케이션 및 서비스를 신속하게 배포. SDI 자동화를 사용하는 경우 셀프 서비스 포털을 통해 요청하기만 하면 새로운 인프라를 프로비저닝할 수 있습니다.
   

• 확장성. 가상화된 IT 인프라는 기존 IT 인프라보다 훨씬 쉽게 확장할 수 있습니다. 온프레미스 데이터 센터를 사용하는 기업도 필요할 때 워크로드를 클라우드로 버스트하여 필요에 따라 용량을 추가할 수 있습니다.
   

• 다양한 서비스 및 데이터 센터 솔루션. 기업과 클라우드는 IT를 소비하고 제공하는 다양한 방법을 동일한 인프라에서 사용자에게 제공할 수 있습니다. 워크로드 수요에 따라 서비스형 인프라(IaaS), 서비스형 플랫폼(PaaS), 서비스형 소프트웨어(SaaS) 중에서 선택할 수 있습니다. 이러한 서비스는 프라이빗 데이터 센터에서 제공되거나 프라이빗 클라우드, 퍼블릭 클라우드, 하이브리드 클라우드 또는 멀티 클라우드 환경에서 클라우드 솔루션으로 제공될 수 있습니다.
   

• 클라우드 네이티브 개발. 컨테이너화 및 서버리스 컴퓨팅은 강력한 오픈 소스 에코시스템과 함께 DevOps 주기 및 애플리케이션 현대화를 지원 및 가속화할 뿐만 아니라, 한 번만 배포하면 어디서든 앱을 개발할 수 있습니다.

서버

서버는 최종 사용자의 장치에 애플리케이션, 서비스 및 데이터를 제공하는 강력한 컴퓨터입니다. 데이터 센터 서버는 다음과 같은 여러 가지 폼 팩터로 제공됩니다.

• 랙 마운트 서버는 작은 피자 상자 크기의 넓고 평평한 독립형 서버로, 타워형 또는 데스크톱 서버와 달리 공간을 절약하기 위해 랙에 겹겹이 쌓을 수 있도록 설계되었습니다. 각 랙 마운트 서버는 자체 전원 공급 장치, 냉각 팬, 네트워크 스위치 및 포트 외에도 일반적인 프로세서, 메모리 및 스토리지를 갖추고 있습니다.
   

• 블레이드 서버는 공간을 더 많이 절약할 수 있도록 설계되었습니다. 각 블레이드에는 프로세서, 네트워크 컨트롤러, 메모리, 때로는 스토리지가 포함되어 있으며, 여러 개의 블레이드를 수용할 수 있고 섀시 내의 모든 블레이드에 대한 전원 공급 장치, 네트워크 관리 및 기타 리소스를 포함하는 섀시에 맞도록 제작됩니다.
   

• 메인프레임은 여러 개의 프로세서가 탑재된 고성능 컴퓨터로, 랙 마운트 또는 블레이드 서버의 전체 공간에서 작업을 수행할 수 있습니다. 가상화 가능한 최초의 컴퓨터인 메인프레임은 수십억 건의 계산과 트랜잭션을 실시간으로 처리할 수 있습니다.

폼 팩터를 선택할 때는 사용 가능한 데이터 센터 공간, 서버에서 실행 중인 워크로드, 사용 가능한 전력, 비용 등 다양한 요인을 고려해 결정합니다.

스토리지 시스템

대부분의 서버에는 가장 자주 사용되는 데이터(핫 데이터)를 CPU 가까이에 보관할 수 있는 로컬 스토리지 기능(직접 연결 스토리지, DAS)이 포함되어 있습니다.

다른 두 가지 데이터 센터 스토리지 구성에는 네트워크 연결 스토리지(NAS)와 스토리지 영역 네트워크(SAN)가 있습니다.

NAS는 표준 이더넷 연결을 통해 여러 서버에 데이터 저장 및 데이터 액세스를 제공합니다. NAS 장치는 일반적으로 하드 디스크 드라이브(HDD) 및/또는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)와 같은 여러 스토리지 미디어를 갖춘 전용 서버입니다.

SAN은 NAS와 마찬가지로 공유 스토리지를 지원하지만, 데이터에 별도의 네트워크를 사용하며 여러 스토리지 서버, 애플리케이션 서버, 스토리지 관리 소프트웨어가 더 복잡하게 혼합된 형태로 구성되어 있습니다.

하나의 데이터 센터에서 DAS, NAS 및 SAN의 세 가지 스토리지 구성과 파일 스토리지, 블록 스토리지 및 객체 스토리지 유형을 모두 사용할 수 있습니다.

네트워킹

다양한 유형의 스위치, 라우터 및 광섬유로 구성된 데이터 센터 네트워크는 서버 간(동/서 트래픽이라고 함), 서버에서 클라이언트로(남/북 트래픽이라고 함) 네트워크 트래픽을 전송합니다.

앞서 언급한 것처럼, 일반적으로 데이터 센터의 네트워크 서비스는 가상화되어 있습니다. 이를 통해 네트워크의 물리적 인프라 위에 구축된 소프트웨어 정의 오버레이 네트워크를 생성하여 특정 보안 제어 또는 서비스 수준 계약(SLA)을 수용할 수 있습니다.

전원 공급 장치 및 케이블 관리

데이터 센터는 모든 수준에서 상시 가동되어야 합니다. 대부분의 서버는 이중 전원 공급 장치를 갖추고 있습니다. 배터리로 구동되는 무정전 전원 공급 장치(UPS)는 전력 서지 및 짧은 정전에 대비합니다. 더 심각한 정전이 발생하는 경우 강력한 발전기가 가동됩니다.

수천 대의 서버가 다양한 케이블로 연결되어 있는 만큼, 케이블 관리는 데이터 센터 설계에 있어 중요한 문제입니다. 케이블이 서로 너무 가까우면 혼선이 발생하여 데이터 전송 속도와 신호 전송에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 또한 너무 많은 케이블이 한데 뭉쳐 있으면 과도한 열이 발생할 수 있습니다. 데이터 센터를 건설하거나 확장할 때는 케이블 연결의 효율성과 안전성을 보장하기 위해 건축 법규 및 산업 표준을 고려해야 합니다.

이중화 및 재해 복구

데이터 센터에서 다운타임이 생기면 데이터 센터 제공업체와 고객에게 상당한 비용이 발생하므로, 데이터 센터 운영자와 설계자는 시스템의 탄력성을 높이기 위해 많은 노력을 기울입니다. 이러한 조치에는 저장 매체 장애 시 데이터 손실이나 손상을 방지하기 위한 독립 디스크의 이중화 어레이(RAID)부터 기본 냉각 시스템에 장애가 발생하더라도 서버를 최적의 온도로 유지하는 백업 데이터 센터 냉각 인프라에 이르기까지 모든 것이 포함됩니다.

많은 대규모 데이터 센터 제공업체는 지리적으로 분리된 지역에 데이터 센터를 보유하고 있으므로 한 지역에서 자연 재해나 정치적 혼란이 발생하면 다른 지역으로 운영을 장애 조치하여 중단 없는 서비스를 제공합니다.

Uptime Institute(ibm.com 외부 링크)는 4계층 시스템을 사용하여 데이터 센터의 중복성 및 복원력을 평가합니다.

• 계층 I—무정전 전원 공급 장치(UPS) 및 24/7 냉각과 같은 기본 이중화 용량 구성 요소를 제공하여 사무실 환경 또는 그 이상의 IT 운영을 지원합니다.
   

• 계층 II—발전기 및 에너지 저장 장치와 같은 중복 전력 및 냉각 하위 시스템을 추가로 이중화하여 운영 중단에 대한 더 높은 안전성을 제공합니다.
   

• 계층 III—다른 데이터 센터와의 주요 차별화 요소로 중복 구성 요소를 추가합니다. 계층 III 시설은 장비 유지 보수 또는 교체가 필요할 때 가동을 중단할 필요가 없습니다.
   

• 계층 IV—물리적으로 격리된 여러 개의 독립적이고 중복 용량 구성 요소를 구현하여 내결함성을 더함으로써 장비에 장애가 발생해도 IT 운영에 영향을 미치지 않습니다.

환경 제어

데이터 센터는 하드웨어를 손상시키거나 파괴하고 비용이 많이 들거나 치명적인 다운타임을 초래할 수 있는 환경 요인(대부분 상호 연관되어 있음)을 제어할 수 있도록 설계 및 설비되어야 합니다.

온도: 대부분의 데이터 센터는 서버 및 기타 하드웨어가 적절한 온도 범위에서 작동하도록 하기 위해 공기 냉각과 액체 냉각을 조합하여 사용합니다. 공기 냉각은 기본적으로 공기 조절, 특히 전체 서버실이나 서버의 특정 열 또는 랙을 대상으로 하는 컴퓨터실 에어컨(CRAC)입니다. 액체 냉각 기술은 액체를 프로세서에 직접 펌핑하거나, 경우에 따라 서버를 냉각수에 담그기도 합니다. 데이터 센터 제공업체는 에너지 효율성과 지속가능성을 높이기 위해 공기 냉각 방식보다 더 적은 양의 전력과 물을 사용하는 액체 냉각 방식으로 점차 전환하고 있습니다.

습도: 습도가 높으면 장비에 녹이 슬 수 있고, 습도가 낮으면 정전기 서지 위험이 높아질 수 있습니다(아래 참조). 습도 제어 장비에는 앞서 언급한 CRAC 시스템, 적절한 환기 및 습도 센서가 포함됩니다.

정전기: 최소 25볼트의 정전기로도 장비 또는 데이터에 손상이 발생할 수 있습니다. 데이터 센터 시설에는 정전기를 모니터링하고 안전하게 방전하는 장비가 장착되어 있습니다.

화재: 데이터 센터에는 화재 예방 장비가 반드시 설치되어 있어야 하며, 정기적으로 테스트해야 합니다.