시스템구조 빈출 토픽 중 하드웨어 규모 산정에 대해서 알아보도록 하겠습니다. OLTP와 WEB/WAS 서버의 하드웨어 규모 산정방식
하드웨어 규모 산정은 아무래도 한국정보통신기술협회(Telecommunications Technoloy Association, TTA)의 규모산정 지침(TTAK.KO-10. 0292/R2, 2018.12.19.)을 찾아보지 않으면, 다시 봐도 까먹기 때문에 여러 번 봐야 합니다. ㅠ
1. 표준의 목적
표준의 목적은 정보시스템 하드웨어 규모 산정 방식과 산정 항목별 적용 기준 및 사례를 제시하는 데 있습니다. 각종 정보화사업의 기획자(공공기관), 구축자(SI 사업자 및 장비 업체) 등이 하드웨어 자원을 도입하고자 할 경우 본 표준을 활용 및 참조함으로써 적정 규모의 하드웨어 도입을 촉진하여 정보화 투자 효율을 제고하고자 합니다.
2. 주요 내용 요약
표준은 하드웨어 규모 산정의 개념 및 규모 산정의 대상이 되는 하드웨어 구성 요소를 설명하고 규모 산정을 위한 서버별(OLTP 서버, WEB/WAS 서버) 성능 기준을 제시하 며, 규모 산정 시 일반적인 고려 사항과 규모 산정의 절차를 기술한다. 또한 CPU, 메모 리, 디스크, 스토리지 등 하드웨어 구성 요소별 규모 산정식과 세부 기준값을 제시한다. 한편, 이 표준에서 제시하고 있는 성능 기준은 각각 TPC의 TPC-C(tpmC), SPEC의 SPECjbb2015(max-jOPS), SPC의 SPC-1(IOPS) 등 하드웨어 성능 평가 관련 국제적인 산업표준을 참조하였습니다.
자주 나오는 토픽은 정보시스템 하드웨어 규모산정 지침에서 CPU의 규모를 산정할 때 OLTP와 WEB/WAS 서버 모두에서 고려하는 공통 항목들을 알아야 할 것 같습니다.
하드웨어 요소별 규모 산정 방식
서버를 구성하는 구성 요소 별 규모를 산정하는 방식으로 아키텍처 형태에 따라 서버들을 결정하고 각각의 서버들에 대해서 CPU, 메모리, 디스크, 스토리지에 대한 규모를 산정하는 방식입니다.
CPU 산정
H/W 구성 요소 중 CPU는 산정 대상 시스템이 WEB이나 WAS 서버로 쓰이는 경우 CPU 산정방식 중 WEB/WAS 산정 기준을 적용하고, DB서버로 쓰이는 경우에는 OLTP 또는 OLTP & Batch 애플리케이션 산정 기준을 적용합니다.
OLTP 또는 OLTP & Batch 애플리케이션 산정
일반적으로 OLTP 또는 OLTP & Batch 애플리케이션을 위한 서버의 규모 산정을 위한 tpmC 추정에는 여러 가지 방법이 존재하고 있는데, 여기에는 어떤 형태의 서비스를 제공하는 시스템인지, 어떤 형태의 시스템 아키텍처를 사용하는지, 어떤 기종을 사용하는지 등에 따라 산정방식이 달라질 수 있기 때문입니다. 특히, 기존 운영 중인 시스템과 달리 신규 시스템에 대한 규모 산정의 경우에는 이와 같은 내용 이외에 업무 내용이 상세히 분석되어 야만 적정 성능을 보장할 수 있는 규모를 산정할 수 있습니다.
OLTP 산정 방식
TTA - OLTP 산정항목 및 방식
각 항목의 적용 범위는 산정식의 적용 시 해당 항목의 적용 가능한 값의 범위를 나타내며, 일반값은 구체적인 조건을 알지 못하는 경우 산정자(용량 산정을 수행하는 수행자)가 가장 일반적으로 적용할 수 있는 값을 말합니다.
따라서 산정자는 대부분 주어진 입력값 범위 내에서 적용이 가능합니다. 적용 범위와 일반값이 "-"로 표시된 부분 중 분당 트랜잭션 수의 경우 3가지 방법에 의해서 산정되므로 앞서 언급한 세부 정의를 참조하여 산정하여야 하며, 클러스터 보정은 클러스터 구성이 이루어진 경우를 대상으로 한 선택적인 보정값으로 클러스터로 구성하지 않는 경우에는 적용하지 않습니다.
스토리지 산정
스토리지 시스템은 장치 관리(device manager), 볼륨 관리(volume manager) 그리고 원시 파일(raw) 및 파일 시스템(file system) 관리를 위한 소프트웨어 파트와 관리 소프트 웨어의 운영을 위한 서버 하드웨어 플랫폼(server) 그리고 HBA(host bus adaptor) 및 파이버 채널(Fibre channel)과 같은 인터페이스 그리고 캐시, 컨트롤러, 저장 장치를 포함하는 스토리지 장치(storage system)로 구성됩니다. 사용자 애플리케이션(application)은 관리 소프트웨어를 통해 구성된 볼륨상의 파일 시스템에 대한 접근이 이루어집니다. 이러한 스토리지 시스템의 규모 산정의 첫 단계는 시스템의 성능 평가 지표를 결정하는 것이 다. 본 지침에서는 스토리지 작업 부하 산정을 위해 SPC-1 기준을 참조하여 IOPS((Input/output operation per second, 초당 I/O 동작 처리 건수)를 사용합니다. SPC(Storage Performance Council)는 스토리지 성능을 평가하는 가장 공신력 있는 자료로 알려져 있습니다. 스토리지 크기는 서버 성능에 의존적이므로 서버 성능당 스토리지 성능 비율 즉, tpmC 당 IOPS 비율로 설정합니다. OLTP & Batch 서버는 산정된 tpmC 성능치의 2%를 IOPS로 산정합니다.
[예시]
구분
성능당 IOPS 비율
예시
OLTP & Batch 서버
2%
125,000 tpmC일때, IOPS 값은 2500 IOPS
네트워크 장비별 규모 산정 방식
L2/L3 스위치(라우터 포함)
L2/L3 스위치는 설치 위치에 따른 역할이 다르기 때문에 크게 접속형과 분배형 및 백본형으로 구분하여 규모 산정기준을 달리 적용합니다.
고려 사항 및 산정 개요
일반적으로 접속형 L2/L3 스위치의 규모는 접속되는 단말 수에 의한 다운링크의 포트 수와 각 단말에 제공할 Bandwidth와 업링크의 용량 및 이중화 제공(link aggregation, VRRP, 회선 이중화 등)을 위한 소요포트 여부에 따라 결정되고, 또한, 접속형 L2/L3 스위치의 다운링크에는 End-Node뿐만 아니라, 무선 AP와 같은분배스위치 역시 접속될 수 있습니다. 다운링크의 용량은 네트워크 장비의 규모에 의해서 결정되는 것이 아니라 망을 구축하고자 할 때 사전에 결정되는 결정변수로 정의되며, 향후 네트워크 확장을 위한 확장계수와 네트워크 장비의 안정적 동작을 위한 안정성 계수만을 고려하여, 다운링크의 포트 수를 결정하는 방법을 설명합니다. 업링크 포트의 용량을 설계하는 방법은 다운링크의 서비스별 보정계수와 다운링크 포트 수, 다운링크 확장계수 및 다운링크 안정성 계수를 활용하여 업링크 포트의 용량을 결정하고, 이중화 제공 여부에 따른 소요 포트 비율을 고려하게 됩니다.
즉, 보정계수는 업링크 포트의 수량과 용량을 결정짓는 데에 활용하여, 과도한 업링크 용량 산정을 막음으로서 분배형 및 백본 L2/L3 스위치에 부담을 줄이고자 하며, 성능 기준 지표에 따른 접속형 L2/L3 스위치의 전체 규모를 산정하는 방법은 다운링크 포트 수와 용량 및 업링크 포트 수와 용량을 wirespeed를 제공하도록 계산합니다. 이는 현재 존재하는 거의 모든 L2/L3 스위치는 wirespeed를 제공하고 있기 때문입니다.
