인터페이스 프로토콜과 스토리지

 

 

 IDE/ATA는 디스크 드라이브와 CD-ROM 드라이브 같은 스토리지 디바이스를 연결하는 데 사용하는 인터페이스 프로토콜 표준이다. 이 프로토콜은 병렬 전송을 지원하며, 병렬 ATA(PATA, Parallel ATA)나 간단히 ATA로 불리기도 한다. IDE/ATA는 여러 표준과 이름이 있다. ATA의 Ultra DMA/133 버전은 초당 133MB의 전송량을 지원한다. 마스터/슬레이브 설정에서 ATA 인터페이스는 각 커넥터마다 2개의 스토리지 디바이스를 지원한다. 그러나 드라이브의 성능이 중요한 경우, 포트를 공유하는 것은 좋지 않다.

 

 이 프로토콜의 직렬 버전은 단일 비트 직렬 전송을 지원하며 직렬 ATA SATA(Serial ATA)라 불린다. SATA는 성능이 좋고 가격이 낮기 때문에 PATA를 빠르게 대체하고 있다. SATA 리비전 3.0dms 6GB/s의 전송 속도를 제공한다.

 

 SCSI는 하이엔드(high-end) 컴퓨터에서 선호되는 연결 프로토콜이다. 이 프로토콜은 병렬 전송을 지원하며, ATA에 비해 더 나은 성능과 확장성, 호환성을 제공한다. 그러나 SCSI는 가격이 매우 높아 개인용 데스크톱에서는 잘 사용되지 않는다. 수년간에 걸쳐 SCSI는 개선됐으며 여러 관련 기술과 표준을 포함하고 있다. SCSI는 1개의 버스에 최대 16개의 디바이스를 지원하고 데이터 전송 속도는 640MB/s이다. (Ultra-640 버전)

 

 SAS(Serial attached SCSI)는 포인트 간 직렬 프로토콜로, 병렬 SCSI의 대안이 되고 있다. 새로운 버전의 직렬 SCSI(SAS 2.0)는 6Gb/s의 데이터 속도를 지원한다.

 

 파이버 채널(Fibre Channel)은 스토리지 디바이스에 대한 초고속 통신을 지원하는 프로토콜이다. 파이버 채널은 기가비트 네트워크 속도를 제공한다. 동선과 광섬유를 통한 직렬 데이터 전송을 지원한다. FC 인터페이스의 최신 버전(16 FC)은 16Gb/s의 데이터 속도를 지원한다.

 

 IP는 호스트 간 통신에 사용하는 네트워크 프로토콜이다. 새로운 기술의 등장으로 IP 네트워크를 호스트와 스토리지 간의 통신에 사용할 수 있게 됐다. IP는 비용과 기술의 성숙도 면에서 큰 장점을 지니며, 조직이 갖고 있는 IP 기반 네트워크를 사용할 수 있다는 장점이 있다. iSCSI와 FCIP 프로토콜은 IP를 사용한 호스트와 스토리지 간의 통신 프로토콜이다.

 

 스토리지는 데이터 센터의 핵심 컴포넌트다. 스토리지 디바이스는 자기 또는 광학, 솔리드 스테이트 미디어(solid state media)를 사용한다. 디스크와 테이프, 디스켓은 자기 미디어를 사용하고, CD/DVD는 광학 미디어를 사용한다. 제거 가능한 플래시 메모리나 플래시 드라이브는 솔리드 스테이트 미디어의 예다.

 

 테이프(tape)는 비용이 낮아 백업에 가장 많이 사용됐다. 그러나 테이프는 성능과 관리성 면에서 다음과 같은 한계가 있다.

 

- 테이프를 따라 선형으로 데이터가 기록된다. 데이터 검색과 추출은 순차적으로 수행되고, 데이터 액세스는 수 초가 걸린다. 결과적으로 랜덤 액세스가 느리고 시간이 많이 소요된다. 이로 인해 실시간의 빠른 데이터 액세스를 필요로 하는 애플리케이션에서는 테이프를 사용할 수 없다.

 

- 공유 컴퓨팅 환경인 경우, 테이프에 저장된 데이터는 여러 애플리케이션이 동시에 액세스할 수 없고 한 번에 한 애플리케이션만 사용할 수 있다.

 

- 테이프 드라이브에서는 읽기/쓰기 헤드는 테이프 표면과 직접 접촉하며, 따라서 반복적으로 사용하면 테이프의 품질이 저하된다.

 

- 테이프에 대한 저장 및 추출 요구사항과 테이프 미디어 관리에 수반되는 오버헤드가 상당하다.

 

 이런 한계로 인해 기업용 데이터 센터의 백업 옵션으로 더 이상 테이프를 선호하지 않게 됐다.

 

 광학 디스크 스토리지(optical disc storage)는 소규모의 단일 사용자 컴퓨팅 환경에서 많이 사용된다. 관학 디스크는 사진을 저장하거나 개인용 랩톱 컴퓨터의 백업용으로 많이 사용된다. 또한 게임 같은 애플리케이션의 배포용으로 사용되며, 컴퓨터 시스템 간의 데이터 전송을 위해서도 사용한다. 광학 디스크는 용량과 속도 면에서 제한이 있으며, 이로 인해 비즈니스 데이터 스토리지로는 잘 사용되지 않는다.

 한 번 기록하고 여러 번 읽을 수 있는(WORM, write once and read many) 기능은 광학 디스크의 장점 중 하나다. CD-ROM은 WORM 디바이스의 일종이다. 광학 디스크는 컨텐츠가 바뀌지 않음을 보장한다. 따라서 생성한 후 바뀌지 않을 적은 양의 고정된 컨텐츠를 장기간 저장하는 데 좋은 저렴한 수단이 될 수 있다. 일렬로 광학 디스크를 모아 놓은 쥬크박스(jukebox)는 고정 컨텐츠를 저장하는 데 사용한다. 광학 디스크의 또 다른 예로는 CD-RW와 블루레이(Blu-ray) 디스크, 여러 종류의 DVD가 있다.

 

 디스크 드라이브(disk drive)는 현대 컴퓨터에서 성능이 중요한 온라인 애플리케이션을 위해 데이터를 저장하고 액세스하는 데 가장 많이 사용된다. 디스크는 랜덤 데이터 위치에 대한 빠른 액세스를 지원한다. 이는 많은 수의 사용자나 애플리케이션이 데이터를 빠르게 기록하고 추출할 수 있음을 의미한다. 또한 디스크는 용량이 크다. 여러 디스크로 디스크 스토리지 어레이를 구성해 많은 저장 공간과 개선된 성능을 얻을 수 있다.