Azure 로컬 스토리지 스위치리스 아키텍처

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이 문서는 Azure 로컬 베이스라인 참조 아키텍처를 기반으로 하는 시리즈의 일부입니다. 스토리지 전환리스 디자인을 사용하여 Azure 로컬 효과적으로 배포하려면 기준 아키텍처를 이해하는 것이 중요합니다. 이 프로세스를 수행하려면 로컬 컴퓨팅, 스토리지 및 네트워킹 기능을 제공하는 실제 노드에 대한 클러스터 디자인 선택에 익숙해야 합니다. 이 지식은 성공적인 배포에 필요한 변경 내용을 식별하는 데 도움이 됩니다. 이 문서의 지침은 2노드, 3노드 및 4노드 스토리지 스위치리스 배포에 적용됩니다. 인스턴스의 실제 노드 수에 따라 구성을 조정해야 합니다. 이 노드의 범위는 노드 2 개에서 노드 4개까지입니다.

스토리지 스위치리스 네트워크 디자인은 스토리지 트래픽에 사용되는 네트워크 어댑터 포트를 연결하기 위한 스토리지 클래스 네트워크 스위치의 요구 사항을 제거합니다. 대신 노드는 인터링크 이더넷 케이블을 사용하여 직접 연결됩니다. 이 구성은 소매, 제조 및 원격 사무실 시나리오에서 일반적으로 사용됩니다. 이 구성은 스토리지 복제 트래픽에 광범위한 데이터 센터 네트워크 스위치가 없거나 필요하지 않은 더 작은 에지 사용 사례에도 적합합니다.

이 참조 아키텍처는 가상화된 워크로드를 배포하고 관리하기 위한 복원력 있는 인프라 플랫폼으로 Azure 로컬 을 구성하기 위한 워크로드 관련 지침 및 권장 사항을 제공합니다. Azure 로컬 에서 실행되도록 최적화된 워크로드 아키텍처 패턴에 대한 자세한 내용은 Azure 로컬 워크로드 탐색 메뉴 아래에 있는 콘텐츠를 참조하세요.

이 아키텍처는 스토리지 스위치리스 네트워킹 디자인 사용하는Azure 로컬 인스턴스의 시작점입니다. Azure 로컬 인스턴스에 배포된 워크로드 애플리케이션은 잘 설계되어야 합니다. 이 방법에는 중요한 워크로드 서비스의 고가용성을 위해 여러 인스턴스를 배포하고 일반 백업 및 DR 장애 조치 기능과 같은 적절한 BCDR(비즈니스 연속성 및 재해 복구) 제어를 구현하는 것이 포함됩니다. HCI(하이퍼 컨버지드 인프라) 플랫폼에 집중하기 위해 이러한 워크로드 디자인 측면은 이 문서에서 의도적으로 제외됩니다. Azure Well-Architected Framework의 5가지 핵심 요소에 대한 지침 및 권장 사항에 대한 자세한 내용은 Azure 로컬 아키텍처 모범 사례를 참조하세요.

Architecture 디자인 결정 Well-Architected Framework 접근 방식
▪ 아키텍처 다이어그램
▪ 구성 요소
▪ 잠재적 사용 사례
▪ 이 시나리오 배포
▪ 클러스터 디자인 선택
▪ 네트워크 디자인
▪ 물리적 네트워크 토폴로지
▪ 논리 네트워크 토폴로지
▪ IP 주소 요구 사항
▪ 아웃바운드 네트워크 연결
▪ 고려 사항
▪ 비용 최적화
▪ 성능 효율성

Tip

GitHub 로고 이 참조 구현에서는 ARM 템플릿(Azure Resource Manager 템플릿) 및 매개 변수 파일을 사용하여 3노드 스토리지 스위치리스 Azure 로컬 인스턴스를 배포하는 방법을 설명합니다.

Architecture

스위치리스 스토리지 아키텍처를 사용하고 외부 연결을 위한 이중 ToR 스위치가 있는 3노드 Azure 로컬 인스턴스를 보여 주는 다이어그램입니다.

이러한 리소스에 대한 자세한 내용은 관련 리소스를 참조하세요.

Components

아키텍처 리소스는 대부분 기준 참조 아키텍처에서 변경되지 않습니다. 자세한 내용은 Azure 로컬 배포에 사용되는 플랫폼 리소스 및 플랫폼 지원 리소스를 참조하세요.

잠재적인 사용 사례

다음 사용 사례 요구 사항을 해결하려면 이 디자인과 Azure 로컬 기준 참조 아키텍처 설명된 디자인을 사용합니다.

  • 단일 위치에 배포된 HA(고가용성) 또는 컨테이너 기반 에지 워크로드를 배포하고 관리하여 비즈니스에 중요한 애플리케이션 및 서비스가 복원력 있고 비용 효율적이며 확장 가능한 방식으로 작동할 수 있도록 합니다.

  • 스토리지 스위치 없는 네트워크 디자인은 스토리지 트래픽에 사용되는 네트워크 어댑터 포트를 연결하기 위해 스토리지 클래스 네트워크 스위치를 배포해야 하는 요구 사항을 제거합니다.

  • 스토리지 스위치 없는 네트워크 디자인을 사용하여 스토리지 트래픽에 대한 스토리지 클래스 네트워크 스위치의 조달 및 구성과 관련된 비용을 줄일 수 있지만 실제 머신에 필요한 네트워크 어댑터 포트 수를 늘릴 수 있습니다.

클러스터 디자인 선택

Azure 로컬 인스턴스 디자인 선택에 대한 지침 및 권장 사항은 기준 참조 아키텍처참조하세요. 이러한 인사이트와 Azure 로컬 크기 조정 도구를 사용하여 워크로드 요구 사항에 따라 Azure 로컬 인스턴스의 크기를 적절하게 조정합니다.

스토리지 스위치리스 디자인을 사용하는 경우 4개의 노드가 지원되는 최대 인스턴스 크기임을 기억해야 합니다. 이 제한 사항은 워크로드의 용량 요구 사항이 4노드 인스턴스 사양의 물리적 용량 기능을 초과하지 않도록 해야 하기 때문에 인스턴스 디자인 선택에 대한 주요 고려 사항입니다. 추가 노드 제스처를 수행하여 4개의 노드를 넘어 스토리지 스위치리스 인스턴스를 확장할 수 없으므로 워크로드 용량 요구 사항을 미리 이해하고 향후 성장을 계획하는 것이 매우 중요 합니다. 이 방법은 워크로드가 Azure 로컬 인스턴스 하드웨어의 예상 수명 동안 스토리지 및 컴퓨팅 용량을 초과하지 않도록 하는 데 도움이 됩니다.

Caution

스토리지 스위치리스 네트워크 아키텍처에 대해 지원되는 최대 인스턴스 크기는 4개의 실제 노드(또는 컴퓨터)입니다. 워크로드에 대한 현재 및 향후 증가 용량 요구 사항을 포함하는 등 인스턴스 디자인 단계에서 이 제한을 고려해야 합니다.

네트워크 디자인

네트워크 디자인은 네트워크 내에서 물리적 및 논리적 구성 요소의 전반적인 배열을 나타냅니다. Azure 로컬 에 대한 3노드 스토리지 스위치리스 구성에서는 스토리지 트래픽에 외부 스위치를 사용하지 않고 3개의 실제 노드가 직접 연결됩니다. 이러한 직접 상호 연결된 이더넷 연결은 QoS(스토리지 서비스 품질) 및 스위치의 우선 순위 지정 구성을 정의하거나 적용할 필요가 없기 때문에 복잡성을 줄여 네트워크 디자인을 간소화합니다. ECN(명시적 정체 알림), PFC(우선 순위 흐름 제어) 및 QoS와 같은 손실 없는 RDMA(원격 직접 메모리 액세스) 통신을 뒷받침하는 기술은 RoCE v2 및 iWARP에 필요하지 않습니다. 그러나 이 구성은 최대 4대의 컴퓨터를 지원합니다. 기존 4노드 스토리지 스위치리스 인스턴스의 경우 배포 후 더 많은 노드를 추가하여 인스턴스의 크기를 조정할 수 없습니다.

Note

이 3노드 스토리지 스위치리스 아키텍처를 사용하려면 모든 네트워크 의도에 중복 링크를 제공하기 위해 6개의 네트워크 어댑터 포트가 필요합니다. 작은 폼 팩터 하드웨어 SKU를 사용하려는 경우 또는 추가 네트워크 카드를 위해 서버 섀시에 제한된 물리적 공간이 있는 경우 이 요소를 고려합니다. 자세한 내용은 선호하는 하드웨어 제조업체 파트너를 참조하세요.

이중 링크가 있는 4노드 스토리지 스위치리스 Azure 로컬 인스턴스에는 각 노드에 대해 8개의 네트워크 어댑터 포트(스토리지 의도에 대한 6개 포트, 관리 및 컴퓨팅 의도를 위한 2개의 포트)가 필요합니다.

물리적 네트워크 토폴로지

실제 네트워크 토폴로지에서는 노드와 네트워킹 구성 요소 간의 실제 실제 연결을 보여 줍니다. 다음 구성에서는 3노드 스토리지 스위치리스 Azure 로컬 배포에서 노드와 네트워킹 구성 요소 간의 연결을 간략하게 설명합니다.

외부 연결을 위한 스위치리스 스토리지 아키텍처 및 이중 ToR 스위치가 있는 3노드 Azure 로컬 인스턴스의 다이어그램.

  • 3개의 노드(또는 컴퓨터):

    • 각 노드는 Azure Stack HCI 운영 체제에서 실행되는 물리적 서버입니다.

    • 각 노드에는 총 6개의 네트워크 어댑터 포트(스토리지용 RDMA 지원 포트 4개, 관리 및 컴퓨팅용 포트 2개)가 필요합니다.

  • 스토리지 트래픽:

    • 세 노드는 각각 스토리지용 이중 전용 물리적 네트워크 어댑터 포트를 통해 상호 연결됩니다. 다음 다이어그램에서는 이 프로세스를 보여 줍니다.

    • 스토리지 네트워크 어댑터 포트는 이더넷 케이블을 사용하여 각 노드에 직접 연결하여 스토리지 트래픽에 대한 전체 메시 네트워크 아키텍처를 형성합니다.

    • 이 디자인은 링크 중복성, 전용 짧은 대기 시간, 높은 대역폭 및 높은 처리량을 제공합니다.

    • Azure 로컬 인스턴스 내의 노드는 이러한 링크를 통해 직접 통신하여 동서 트래픽이라고도 하는 스토리지 복제 트래픽을 처리합니다.

    • 이 직접 통신을 통해 스토리지에 대한 추가 네트워크 스위치 포트가 필요하지 않으며 네트워크 스위치에서 SMB Direct 또는 RDMA 트래픽에 QoS 또는 PFC 구성을 적용해야 하는 요구 사항이 제거됩니다.

    • 스위치리스 상호 연결 네트워크 구성에 대한 권장 운영 체제 드라이버, 펌웨어 버전 또는 펌웨어 설정은 하드웨어 제조업체 파트너 또는 NIC(네트워크 인터페이스 카드) 공급업체에 문의하세요.

  • 이중 ToR(Top-of-rack) 스위치:

    • 이 구성은 스토리지 트래픽의 경우 스위치 없이 구성되지만, 외부 연결을 위해서는 여전히 ToR 스위치가 필요합니다. 이 연결은 남북 트래픽 이라고 하며 클러스터 관리 의도 및 워크로드 컴퓨팅 의도를 포함합니다.

    • 각 노드의 스위치에 대한 업링크는 두 개의 네트워크 어댑터 포트를 사용합니다. 이더넷 케이블은 이러한 포트를 각 ToR 스위치에 하나씩 연결하여 링크 중복성을 제공합니다.

    • 이중 ToR 스위치를 사용하여 서비스 작업에 중복성을 제공하고 외부 통신을 위한 부하 분산을 제공하는 것이 좋습니다.

  • 외부 연결:

    • 이중 ToR 스위치는 내부 LAN(회사 로컬 영역 네트워크)과 같은 외부 네트워크에 연결하고, 방화벽 또는 라우터와 같은 에지 테두리 네트워크 디바이스를 사용하여 필요한 아웃바운드 URL에 대한 액세스를 제공합니다.

    • 두 ToR 스위치는 관리 및 컴퓨팅 의도와 관련된 트래픽을 포함하여 Azure 로컬 인스턴스의 남북 트래픽을 처리합니다.

논리 네트워크 토폴로지

논리 네트워크 토폴로지에서는 물리적 연결에 관계없이 디바이스 간에 네트워크 데이터가 흐르는 방식에 대한 개요를 제공합니다. 다음 목록에는 3노드 스토리지 스위치리스 Azure 로컬 인스턴스에 대한 논리적 설정이 요약되어 있습니다.

3노드 Azure 로컬 인스턴스에 대한 논리 네트워킹 토폴로지 보여 주는 다이어그램

  • 이중 ToR 스위치:

    • 클러스터를 배포하기 전에 관리 및 컴퓨팅 포트에 필요한 VLAN ID와 MTU(최대 전송 단위) 설정을 사용하여 두 ToR 네트워크 스위치를 구성해야 합니다. 자세한 내용은 물리적 네트워크 요구 사항을 참조하거나 스위치 하드웨어 공급업체 또는 SI(시스템 통합자) 파트너에게 지원을 요청하세요.

  • 네트워크 ATC:

    • Azure 로컬 네트워크 ATC 서비스를 사용하여 네트워크 자동화 및 의도 기반 네트워크 구성을 적용합니다.

    • 네트워크 ATC는 네트워크 트래픽 의도를 사용하여 최적의 네트워킹 구성 및 트래픽 흐름을 보장하도록 설계되었습니다. 네트워크 ATC는 클러스터 관리, 워크로드 컴퓨팅 및 클러스터 스토리지 의도와 같이 다양한 네트워크 트래픽 의도(또는 유형)에 사용되는 실제 네트워크 어댑터 포트를 정의합니다.

    • 의도 기반 정책은 Azure 로컬 클라우드 배포 프로세스의 일부로 지정된 매개 변수 입력을 기반으로 노드 네트워크 구성을 자동화하여 네트워크 구성 요구 사항을 간소화합니다.

  • 외부 통신:

    • 노드 또는 워크로드가 회사 LAN, 인터넷 또는 다른 서비스에 액세스하여 외부에서 통신해야 하는 경우 이중 ToR 스위치를 사용하여 라우팅합니다.

    • 두 ToR 스위치가 계층 3 디바이스 역할을 하는 경우 라우팅을 처리하고 클러스터를 넘어 방화벽 또는 라우터와 같은 에지 테두리 디바이스에 대한 연결을 제공합니다.

    • 관리 네트워크 의도는 클러스터 관리 IP 주소와 제어 평면 리소스가 외부와 통신할 수 있도록 하는 통합 Switch Embedded Teaming(SET) 가상 인터페이스를 사용합니다.

    • 컴퓨팅 네트워크 의도의 경우 환경에 대한 특정 VLAN ID를 사용하여 Azure에서 하나 이상의 논리 네트워크를 만들 수 있습니다. VM(가상 머신)과 같은 워크로드 리소스는 이러한 ID를 사용하여 실제 네트워크에 대한 액세스 권한을 부여합니다. 논리 네트워크는 컴퓨팅 및 관리 인텐트용으로 SET를 통해 통합된 두 개의 물리적 네트워크 어댑터 포트를 사용합니다.

  • 스토리지 트래픽:

    • 노드는 각 노드에 대해 4개의 직접 상호 연결 이더넷 포트를 사용하여 스토리지 트래픽에 대해 서로 직접 통신합니다. 이 포트는 스토리지 트래픽에 대해 6개의 개별 비 라우팅 가능(또는 계층 2) 네트워크를 사용합니다.

    • Azure Stack HCI 운영 체제 내의 4개의 스토리지 의도 네트워크 어댑터 포트에 구성된 기본 게이트웨이는 없습니다.

    • 각 노드는 스토리지 풀, 가상 디스크 및 볼륨에서 사용되는 원격 물리적 디스크와 같은 클러스터의 S2D(저장소 공간 다이렉트) 기능에 액세스할 수 있습니다. 이러한 기능에 대한 액세스는 각 노드에서 사용할 수 있는 두 개의 전용 스토리지 네트워크 어댑터 포트를 통해 SMB(서버 메시지 블록) 직접 RDMA 프로토콜을 통해 촉진됩니다. SMB 다중 채널은 복원력에 사용됩니다.

    • 이 구성은 미러된 볼륨에 대한 일관된 데이터 복사본 유지 관리와 같은 스토리지 관련 작업에 충분한 데이터 전송 속도를 보장합니다.

IP 주소 요구 사항

스토리지 상호 연결에 대한 이중 링크가 있는 Azure 로컬 3노드 스토리지 스위치리스 구성을 배포하려면 클러스터 인프라 플랫폼에서 최소 20 x IP 주소를 할당해야 합니다. 하드웨어 제조업체 파트너가 제공하는 VM 어플라이언스를 사용하거나 마이크로 세그멘션 또는 SDN(소프트웨어 정의 네트워킹)을 사용하는 경우 더 많은 IP 주소가 필요합니다. 자세한 내용은 Azure 로컬 대한 3노드 스토리지 참조 패턴 IP 주소 요구 사항 검토를 참조하세요.

Azure 로컬 에 대한 IP 주소 요구 사항을 디자인하고 계획할 때는 Azure 로컬 인스턴스 및 인프라 구성 요소에 필요한 것 이상으로 워크로드에 필요한 추가 IP 주소 또는 네트워크 범위를 고려해야 합니다. Azure 로컬 에서 AKS(Azure Kubernetes Services)를 사용하려는 경우Azure Arc 네트워크 요구 사항에서 사용하도록 설정된 AKS 참조하세요.

아웃바운드 네트워크 연결

Azure 로컬 기준 참조 아키텍처의 아웃바운드 네트워크 연결 섹션을 검토합니다. 지침 및 권장 사항은 스토리지 전환 아키텍처와 스토리지 스위치리스 아키텍처 모두에 적용할 수 있기 때문입니다.

Considerations

이러한 고려 사항은 워크로드의 품질을 개선하는 데 사용할 수 있는 지침 원칙 집합인 Azure Well-Architected Framework의 핵심 요소를 구현합니다. 자세한 내용은 Well-Architected Framework를 참조하세요.

Important

Azure 로컬 기준 참조 아키텍처에 설명된 Well-Architected Framework 고려 사항을 검토하세요.

비용 최적화

비용 최적화는 불필요한 비용을 줄이고 운영 효율성을 개선하는 방법에 중점을 둡니다. 자세한 내용은 비용 최적화대한 디자인 검토 검사 목록을 참조하세요.

스위치리스 클러스터 상호 연결과 스위치 기반 클러스터 상호 연결을 비교해 보십시오. 스위치리스 인터커넥트 토폴로지는 풀 메시를 형성하기 위해 각 노드의 듀얼 포트 RDMA 지원 네트워크 어댑터 간 연결로 구성됩니다. 각 노드에는 다른 모든 노드에 대한 두 개의 직접 연결이 있습니다. 이 구현은 간단하지만 2노드, 3노드 또는 4노드 인스턴스에서만 지원됩니다. 5개 이상의 노드가 있는 Azure 로컬 인스턴스에는 스토리지 전환된 네트워크 아키텍처가 필요합니다. 이 아키텍처를 사용하여 추가 노드 작업을 지원하지 않는 스토리지 스위치리스 디자인과 달리 배포 후에 더 많은 노드를 추가할 수 있습니다.

성능 효율성

성능 효율성은 사용자 요구를 효율적으로 충족하기 위해 워크로드의 크기를 조정하는 기능을 의미합니다. 자세한 내용은 성능 효율성대한 디자인 검토 검사 목록을 참조하세요.

  • Azure 로컬 에 대한 추가 노드 작업에 대해 지원되는 시나리오, 특히 기존 Azure 로컬 인스턴스의 확장(추가 노드)을 늘릴 때 스토리지 네트워크 아키텍처 요구 사항을 검토합니다. 클러스터를 배포한 후에는 추가 노드를 추가할 수 없으므로 스토리지 스위치리스 아키텍처를 사용하는 경우 디자인 단계의 용량 계획 측면이 매우 중요합니다.

  • 인스턴스를 다시 배포하고 스토리지 트래픽에 대한 네트워크 스위치, 포트 및 케이블 및 기타 필요한 컴퓨터와 같은 추가 네트워킹 기능을 추가하지 않고는 기존 4노드 스토리지 스위치 없는 Azure 로컬 인스턴스의 확장(또는 추가 노드 작업 수행)을 늘릴 수 없습니다. 4개의 노드는 스토리지 스위치리스 네트워크 디자인에 대해 지원되는 최대 인스턴스 크기입니다. 하드웨어가 향후 워크로드 용량 증가를 지원할 수 있도록 인스턴스 디자인 단계에 이 제한을 적용합니다.

이 시나리오 배포

Azure 로컬 솔루션을 디자인, 조달 및 배포하는 방법에 대한 자세한 내용은 Azure 로컬 기준 참조 아키텍처의 이 시나리오 배포 섹션을 참조하세요.

3노드 스토리지 스위치리스 아키텍처를 사용하여 Azure 로컬 배포하는 방법의 예로 다음 배포 자동화 템플릿을 사용합니다.

Tip

GitHub 로고 배포 자동화: 이 참조 템플릿은 ARM 템플릿 및 매개 변수 파일을 사용하여 3노드 스토리지 스위치리스 Azure 로컬 솔루션을 배포하는 방법을 설명합니다.

다음 단계

Microsoft Learn 제품 설명서:

Azure 제품 설명서:

Microsoft Learn 교육:

기타 리소스: