디지털 Transformation, 데이터센터 & Cloud, 베트남

Microsoft Management Summit에서 서버 환경에서 애플리케이션 가상화를 적용하는 데모가 공개되었습니다.
화면이 좀 흐리긴 한데, 내용은 대략 알수 있을 것 같아 공유합니다.
마이크로소프트의 클라우드 컴퓨팅은 Fabric 이라고 하는 자원의 Pool을 어떻게 관리, 즉 운영체제와 애플리케이션을 배포하는 것이 관건인데요, 이를 위해서는 가상머신관리자와 애플리케이션 가상화가 필요합니다.
운영체제와 애플리케이션을 분리하는 것이죠.

예를들면, Windows Server 2008 운영체제가 구동되고 있는데 여기에 Enterprise Search Engine을 설치했다고 가정해보죠.
그런데 Windows Server 2008 운영체제를 Windows Server 2008 R2로 바꾸는데 (패치 및 업데이트 반영된 버전) 위에 설치한 Enterprise Search Engine을 그대로 새로운 운영체제 위에서 구동되도록 하는 것을 보여드리는 데모 입니다.
즉, 원하는 애플리케이션을 구동하면서 운영체제를 바꿔 끼우는 것이 가능하다는 것이죠. 운영체제와 애플리케이션의 밀접한 결합이 없어지고, 느슨한 결합으로 바뀌게 되는 것이죠. 패러다임의 변혁 입니다. !!

약 5분 정도 소요됩니다. 한 번 보시지요 ~ ^^

지구의 날을 축하하며 마이크로소프트가 데이터센터를 위한 10개의 베스트 프랙티스 공개했습니다.

현재 많은 데이터센터 관리자들은 예산 삭감, 비용 절감 등의 강한 압박을 받고 계신데, 그린 IT를 접목함으로 비즈니스에는 비용 절감 효과를 제시하고, 고객 및 정부에는 환경보호라는 가시적인 성과 창출이 가능하다고 생각합니다.

하지만, 어디서부터 시작해야 하는지, 그리고 어떻게 하면 좋은지 알기 쉽지 않습니다.  바로 이런 고민을 해결하기 위해 마이크로소프트가 쌓은 지식과 노하우를 데이터센터 산업에 종사하는 분들과 나누려고 합니다. 마이크로소프트의 글로벌 서비스를 제공하는 GFS(Global Foundation Services) 인프라 서비스 팀에서 제공한 10개의 베스트 프랙티스를 공유하려고 합니다. 서버, 칩 개발, 데이터센터의 전기 및 기계적인 엔지니어링, 전력 및 쿨링 아키텍처 디자인, 연구 개발 및 비즈니스 운영 및 관리를 포괄하여 전체적인 내용이 포괄되어 있습니다.

환경을 보고하고, 자원 최적화를 통해 핵심 전략과 목표와 잘 조율된 데이터센터를 구축 운영하는데 도움이 되길 기원합니다. 상세한 내용은 첨부의 문서를 참조하세요.

1.     Provide incentives that support your primary goals

핵심적인 목적 달성에 기여하는 인센티브를 제공하라

2.     Focus on effective resource utilization

효과적인 자원사용율 유지에 신경써라

3.     Use virtualization to improve server utilization and increase operational efficiency

서버 사용율을 높이고 운영효율성을 향상할 수 있는 가상화를 활용하라

4.     Drive quality up through compliance

컴플라이언스를 통해 품질을 향상시켜라

5.     Embrace change management

변경관리를 채택하라

6.     Invest in understanding your application workload and behavior

애플리케이션의 워크로드와 동작 방식을 이해하라

7.     Right size your server platforms to meet your application requirement

애플리케이션의 요구사항에 맞는 규모의 서버 플랫폼 사이징을 하라

8.     Evaluate and test servers for performance, power, and total cost of ownership

서버의 성능, 전력, 총 소유비용을 평가하고 테스트하라

9.     Converge on as small a number of stock-keeping units as you can

가능한 작은 단위를 모아라

10.   Take advantage of competitive bids from multiple manufacturers to foster innovation and reduce costs

여러 제조사로부터 경쟁입찰을 통해 혁신을 조성하고, 비용을 절감하라

Option 1:

1. If you are starting with reductions data in units of "gallons of gasoline consumed," "kilowatt-hours of electricity," "therms of natural gas," or "passenger vehicles per year" instead of emission reductions, use this option.
2. Enter a quantity and pick the desired unit below; and
3. Click on the "Calculate Equivalent" button to convert your value to Carbon Dioxide Equivalent.

2009년 한국정보처리학회가 주관한 "제4회 정보통신응용기술워크숍"에서 마이크로소프트의 그린IT 전략, "그린IT의 기대주, 소프트웨어"를 발표하였습니다.
그때 제가 발표한 내용의 스크립트 및 발표자료를 공개합니다. 발표자료는 첨부하겠습니다.

지구의 미래를 위해 온실가스 절감이 선택이 아닌 필수가 된 지금 신재생 에너지를 포함하여 환경에 미치는 영향을 최소화 하기 위한 다양한 활동이 진행되고 있다. IT 산업에 종사하는 사람에게는 온실가스라는 용어가 그린 IT, 그린 컴퓨팅을 쉽게 떠올린다. Forrester Research에 의하면Green IT는 “ IT 공급자, 기업 고객들이 효율성을 얻고, 비용을 절감하면서 동시에 환경에 미치는 나쁜 영향을 최소화하도록 컴퓨팅 자산을 제조, 운영 및 폐기하는 방식을 변경하는 것을 의미”한다.

그린IT하면 뭐가 떠오르시나요? 전력 사용량 절감, 즉 전기를 어떻게 하면 지금보다 더 효율적으로 사용할 것인지가 관건입니다. 전기를 만드는데 소요되는 화석연료, 예를 들면 우리나라의 보령 화력발전소, 하루 3,000 MW의 전기를 생산합니다. 하루 3만톤의 석탄을 생산하죠. 24시간 동안 7만3천 톤 CO2를 배출합니다. 이 CO2를 없애기 위해 하루 2,238만 9400그루의 잣나무를 심어야 한다고 하죠. 그럼, 잣나무도 심어야겠지만, 그와 맞물려서 현재 우리가 하는 일상적인 활동 중에서 그린 IT를 실천할 수 있는 것은 뭐가 있을까요?

저전력 서버, 스토리지, 네트웍 장비를 도입하는 것, 가상화 기술을 도입하여 물리적인 서버 대수를 최소화하는 것 등이 가장 대표적인 그린 IT의 활동들이다. 여기에 조금 더 쉽게 비디오 컨퍼런싱을 도입하여 출장을 최소화하여 에너지 사용을 줄이고, 에너지 사용으로 발생하는 이산화탄소 배출을 최소화 하는 것에서부터 복사기 사용시 용지의 양면을 사용하거나 점심시간 또는 퇴근 시 컴퓨터 전원을 반드시 끄는 캠페인 등을 통해 그린 IT를 생활에서 실천하는 것이 일반적이다.

그린 IT는 “분명한 목적, 이유가 있기 때문에 중요하게 회자되고 있다고 생각합니다. 그럼 도대체 범위가 어떻게 되느냐, 무엇을 하면 된다는 말이냐?” 하는 의문점이 생깁니다. 많은 투자가 필요하고, 기존에 하던 것을 완전히 들어내야 한다면 그린 IT는 지금 같은 경기 침체기에 적합한 토픽이 아닐 것 입니다. 중요한 것은 현재 일상에서 사용하고 있는, 그리고 자연스러운 업그레이드 과정을 통해 그린 IT 실천이 가능하다는 것 입니다.

실제로 많은 기업들이 다양한 그린 활동들을 하고 있지만, 생각나는 순서대로 무작위로 진행하는 경우가 많다. 즉 전체적인 계획 없이 수행하므로 지속적이지 못하고, 그 결과에 대한 관리가 체계적으로 이루어지지 않기 때문에 성공, 실패 여부를 가리기 어렵다. 한 번 캠페인을 진행한 것에 의미를 두고 끝나는 경우가 너무 많다. 효과를 판단할 수 있는 지표가 없기 때문에 지속적으로 진행하는 것이 불가능하다.

그린 IT는 전략과 베스트 프랙티스가 가장 중요한 요인이라고 생각한다. “과연 어떻게 적용할 것인가? 어디서부터 시작하고, 누구의 도움을 받을 수 있는가?”에 대한 가이드 없이 하나의 제품을 적용하는 방식으로는 일회성 행사에 끝날 수 밖에 없다. 따라서, 그린 IT에서는 아키텍트의 역할이 중요하다. IT에 새로운 기술이 등장하면 IT 인프라의 효율성은 증가하겠지만, 아키텍처 설계 측면, 프로세스 개선에 대한 노력이 이루어지지 않으면 그 효과는 미미해질 수 있다. 예를 들면, 가상화, 블레이드 서버가 도입되었을 때 잠재적으로 전원소비가 줄어들겠지만, 프로세스나 가이드가 제대로 이루어지지 않는다면, 가상화의 폭주 현상을 초래할 수 있고, 결과적으로 늘어나는 가상머신을 구동하기 위한 물리적인 서버의 수가 증가하여 전력소비를 높이는 결과를 낳을 수도 있는 것이다. 또한, 잘 조율된 Cooling 아키텍처가 없다면 한 랙당 장착되는 서버 대수가 늘어나면서 데이터센터에는 전력 부족으로 인한 재앙이 벌어질 수도 있는 것이다. 과거에 IT 아키텍트들이 보안에 별 관심을 두지 않았다가, 결국에는 그로 인해 큰 어려움을 겪었던 것처럼, 환경에 대한 디자인은 새로운 프로젝트가 시작될 때 반드시 고려되어야 하는 항목이다.

자, 그럼 그린IT를 어떻게 시작해야 하는가? 정부, 소비자, 기업 등이 공동으로 동의하는 환경 지표는 탄소배출량이다. “측정할 수 없는 것을 관리할 수 없다”. 따라서, 조직은 전력 소비와 결과를 측정하고 모니터링 할 수 있는 지표 관리 시스템이 필요하다 또한, 전략이 필요하다.

마이크로소프트가 생각하는 그린 IT 전략은 다음과 같은 핵심적인 내용을 포함하고 있다.

1.     그린 IT가 의미하는 것에 대한 정의, 구체적 원칙 명시

2.     IT 인프라, 공급망 관리 체인상의 제품 및 서비스가 환경에 미치는 영향 지표

3.     IT의 개선 및 적용으로 최적의 비용으로 큰 영향을 줄 수 있는 영역 발굴

4.     현재 시스템의 IT 성능 분석, 전원 사용량 분석

5.     데이터센터 등의 인프라스트럭처와 서버, 네트웍, 클라이언트 장치, 프린터 등 IT 장치 등의 에너지 효율성을 향상시킬 수 있는 구체적인 계획

6.     신규로 진행되는 프로젝트, 서버 등의 환경에 미치는 영향을 최소화 하기 위한 프로세스 및 정책 정의

7.     PC 및 각종 장치의 폐기 등을 최소화하고, 관리할 수 있는 계획 수립 및 분석

8.     환경에 미치는 영향을 고려한 구매 가이드라인 수립

오늘 발표는 그린 IT 전략, 첫째, 줄이고, 둘째, 관리하고, 셋째, 다시 생각하자의 순서로 진행하겠습니다. 그린IT가 한 조직 내에서 잘 정착하려면 임원의 적극적인 의지, 임직원의 참여, 활동에 대한 투명한 리포팅을 통해 가능하다고 생각합니다. 그 적용 대상으로는 지금까지는 클라이언트 장치, 서버, 네트웍, 스토리지, 데이터센터과 초점에 되어 왔다면 소프트웨어를 통해서 많은 것을 이룰 수 있다고 생각합니다. 오늘의 주제를 “그린 IT의 기대주, 소프트웨어”로 설정한 것도 그와 같은 맥락 입니다.

이 중 데이터센터는 가장 많은 전력을 소비하는 곳으로 알려져 있다. 왜냐하면, IT 시스템들은 점점 더 많은 솔루션들을 통해 에너지 수요량이 늘어나고 있고, 아키텍트들은 훨씬 더 복잡하게 시스템을 설계하고 있다. 또한, 물리적인 서버들이 사용하는 에너지 소비량이 급격히 증가했다. 가장 중요한 이유 중 하나는 도입되었다 사라지는 솔루션보다 훨씬 더 많은 수의 엔터프라이즈 IT 솔루션이 신규로 생겨나고 있기 때문이다. 이와 같이 에너지 소비는 그린 하우스 배출에 직접적인 영향을 미친다.

이렇게 볼 때, 아래와 같은 등식이 가능해진다.

에너지 소비를 줄인다 = 그린하우스 가스 배출 감소 = 데이터센터 및 비즈니스 운영 비용 절감

마이크로소프트의 그린 IT 전략은 크게 3가지 분야로 나누어 생각해볼 수 있다.

첫째, 줄이고

둘째, 관리하고

셋째, 다시 생각하자

“줄이고”

아키텍처는 적은 수의 서버로 에너지 효율이 좋은 시스템을 도입하고, 애플리케이션이 물리적인 자원을 최적화하도록 하여 적은 코드, 시스템으로 더 많은 일을 하도록 하는 것이다.

빌트인 에너지 효율을 고려해야 한다. Windows Vista, Windows 7, Windows Server 2008 운영체제에만 전력 관리 기능이 36개가 내장되어 있다. 또한, Windows Server 2008의 경우 이전 버전의 운영체제에 비해 동일한 하드웨어를 사용하여 테스트한 결과 10% 정도의 에너지를 절감하는 것으로 나타났고, 그룹정책을 적용하고 관리하는 등의 활동으로 효율성을 높일 수 있다.

통합을 통한 최적화도 적용 가능하다. 서버 가상화를 통해 10대의 물리적인 서버를 1대의 물리적인 서버 위에 구동되는 10개의 가상머신으로 통합함으로써 약 9대의 서버가 소비하는 전력을 절감할 수 있게 되고 이는 큰 비용절감, 환경영향 최소화로 수치화될 수 있다. 또한, 컴퓨터 효율화를 모니터링 하여 낭비를 줄일 수 있다.

서버의 전원 정책의 설정을 확인, 조정하도록 가이드하는 Assessment and Planning Toolkit을 통해 업무 수행에 대한 도움을 받을 수 있다.

전력 절감 모드 선택으로 기본적인 전력 사용량을 절감 가능하다. 새로운 CPU에는 프로세서의 상태에 따라 전원 사용량을 다르게 책정 가능하다. CPU 사용량이 100%일 때와 50%일 때는 Frequency에 차이가 발생하는 것을 볼 수 있고, 그 때 사용하는 전력량도 95w, 32w로 약 3배 정도 절감되는 것을 확인할 수 있다. 결국 p-state를 적용하는 것과 적용하지 않는 것이 이러한 차이로 나타나는 것이다. 이로 인해, Windows Server 2008의 에너지 효율성은 이전 버전 서버에 비해 동일 하드웨어를 사용했을 때 약 10% 정도 뛰어난 것으로 BMT 결과 확인되었다.

두 번째로 가능한 것이 가상화를 통한 절감인데, 오른쪽 막대의 경우 물리적인 서버수의 증가에 비례하여 전력사용량이 늘어나는 것을 볼 수 있다. 하지만, 가상화된 환경에서는 거의 차이가 없는 것을 확인할 수 있다. 실제로 10대의 물리적인 서버를 구동하는 것과, 한대의 물리적인 서버에 10개의 가상 머신을 구동하는 것의 차이는 약 1/10 수준인 것을 수치로 확인 가능하다. 마이크로소프트의 개발 및 테스트 환경을 가상환경으로 변경을 통해 비용, 하드드라이브 공간, Rack 및 전력사용량의 절감을 통해 가시적인 효과를 본 것을 알 수 있다.

“관리하고”

2006년 조사에 의하면 미국 전체 전력 소비량의 1.5%를 데이터센터가 사용하는 것으로 조사됐고 클라우드 컴퓨팅 등의 비즈니스가 활성화되며, 데이터센터 설립이 경쟁적으로 추진되면서 그 비율이 계속 늘어나는 추세다. 에너지 효율화가 필요한 주요 영역인 데이터센터는 4가지 영역에서 에너지를 소비한다.

1.     컴퓨팅 시스템 (서버, 네트웍, 스토리지)

2.     쿨링

3.     전원 변환, PDU(Power Distribution Unit)

4.     Hoteling (전기 장치 등)

쿨링 및 전원 변환 등의 시설이 어떻게 디자인되어 있는지에 따라 전원 효율화가 큰 차이를 보인다. 실제로 데이터센터의 존재 이유는 컴퓨팅 시스템을 구동하기 위한 것이므로 전원 변환 및 쿨링, Hoteling에 소모되는 전원의 양을 최소화하여 최대의 양을 컴퓨팅 시스템이 사용하도록 하는 것이 바람직할 것이다. 데이터센터에 들어오는 총 전력량 중 컴퓨팅 시스템(서버,스토리지,네트웍장비)이 사용하는 전력으로 나는 것이 바로 PUE(Power Usage Effectiveness) 이다. 미국의 “The Green Grid” 컨소시엄에 의해 제안된 이 지표는 실제로 AMD, Dell, Intel, IBM, 마이크로소프트, EMC 등의 글로벌 벤더들이 참여하고 있고, 적용하고 있다.

이때, PUE를 포함하여 탄소배출량 등의 지표까지 함께 관리하여 그린 활동을 통한 큰 개선이 가능하다.

“다시 생각하자”

그린IT를 통해 매출 증가, 비용 절감 등의 비즈니스에 영향을 주는 효과가 발생하지 않으면 지속하기 어려운 것이 사실이다. 비용절감을 통한 ROI 개선 등의 비용과 직접 영향 있는 분야부터, 브랜드 이미지 개선 및 임직원 만족도 증가 등의 보이지 않지만 중요한 부분까지 고려하여 그린 IT는 추진되어야 한다. 또한, “녹색성장포럼”등의 다양한 단체와 연계하여 추진하는 것도 중요하다. “Green Grid” 같은 컨소시엄이 제공하는 베스트 프랙티스 (http://www.thegreengrid.org) , 마이크로소프트가 제공하는 베스트 프랙티스(http://www.microsoft.com/environment) 등을 참고하는 것도 좋은 방법이 될 것 같다.

앞에서 언급했듯 측정할 수 없는 것은 관리할 수 없는 것처럼, 처음 전략을 수립할 때 정했던 지표를 추적하고 관리할 수 있는 그린IT 관리 시스템의 도입이 중요할 것으로 보이고, 이때는 비용절감, 이산화탄소 배출량 절감치 등에 대해서도 이력 관리가 이루어질 수 있고, 사내뿐 아니라 외부에도 정보를 공개하는 적극적인 대응이 중요할 것이라고 생각된다.

마지막으로 지금까지는 데이터센터, 서버 등의 하드웨어를 통한 그린을 생각했다면 아직은 태동기지만, 그린 소프트웨어가 주요한 역할을 수행하게 될 것이라고 생각한다.

1.     비즈니스 Travel 최소화

- 비디오 컨퍼런싱 (원격지 협업 및 의사 결정 방식 개선)
- ROI: 출장비용 절감, 탄소 배출량 절감

2.     Supply Chain 효율성 강화
- 운송 수단 및 패키징 등의 결정 시 환경 영향 최소화

3.     환경 친화적인 제품 디자인

   - 제품 디자인, 전사적 자원 관리 소프트웨어에 환경 관련 원칙 적용

4. 탄소 배출량을 관리, 리포팅

앞에서도 강조했듯 IT 자원의 에너지 사용량을 조절하는 것은 중요하고, 큰 의미가 있지만 건물 관리, 출퇴근 및 비즈니스 출장 같은 비즈니스 업무 등과 함께 고려하고, 그 활동을 통한 비용 및 환경적 영향에 대해 지표로 관리할 수 있어야 효과를 볼 수 있고 지속할 수 있다. 물론, 아직은 어떤 지표를 기준으로 삼을 것인지에 대해서도 각 주체간의 동의가 이루어진 상태가 아니기에 갈 길이 멀지만 정부 주도로 짧은 시간 안에 가이드가 제공되어야 할 것으로 생각된다. 결국, 어떤 형태로든 CO2 배출량이 회사의 대차대조표에 앞으로 10년 안에 부채로 기입될 가능성이 높고, 어느 기업도 피해갈 수 없을 것으로 보여지므로 성공적인 그린 IT 전략을 수립하고 이행하는 노력이 시급할 것으로 보인다.

클라우드 컴퓨팅은 클라우드 사업자가 모든 인프라, 플랫폼을 제공하는 “공용 클라우드”와 기업이 자체 클라우드 환경을 구축하는 “사설 클라우드”의 두 가지 유형이 존재합니다.

그 중에서 사설 클라우드는 데이터센터를 자체 운영하는 엔터프라이즈 및 IDC들이 구축할 것으로 예상된다고 말씀드렸는데요, 마이크로소프트 서버 및 툴 총책임자인 President Bog Muglia께서 사설 클라우드 구축에 관해 아래와 같이 밝혔습니다.

"We will move more and more into managing pools of resources," Muglia said. Traditional data centers, and even most virtualized data centers, require administrators to manage servers as discrete entities and to move applications manually. Private clouds will take a much more flexible, scalable, automated approach and draw computing power from pools of resources, rather than discrete servers, and will adopt many of the best practices of public cloud vendors.

요약해보면 이렇습니다. 전통적인 데이터센터, 가상화를 적용한 데이터센터의 경우 관리자가 각 서버 자원들을 직접 관리하면서 그 위에 구동되는 애플리케이션을 수동으로 배포하고 있는데, 사설 클라우드 환경을 적용한 경우 개별 서버에 대한 관리가 아닌 모든 자원들을 Pool 개념으로 묶어서 훨씬 더 유연하고, 확장 가능하며 자동화된 접근 방식을 사용할 수 있다는 거죠.

IT 운영관점의 변화라고 볼 수 있을 것 같은데요 지금까지는 서버 워크로드를 어디에, 어떻게 배치하여 구동할 것인가에 집중하고 있었다면 앞으로는 이러한 일들을 컴퓨터가 대행하게 될 거라는 겁니다. 예를들면, 현재 버전의 가상 머신 관리자(VMM)은 가상서버를 어디에 배치할 것인지를 배치 마법사(Placement Wizard)가 추천하면 관리자가 적용하는 방식으로 이루어지지만, 향후 버전에서는 마법사가 없어지고 프로세스가 자동화될 것으로 보여집니다. 데이터센터 관리자가 자원 풀에 물리적 서버를 추가해놓으면 관리 소프트웨어가 이러한 자원을 가장 최적화하여 사용하는 개념입니다.

시스템 센터는 윈도우, 리눅스 서버등 이기종 환경을 관리할 수 있어야 겠죠. 물론, 현재 시스템 센터도 크로스 플랫폼 확장 add-on을 통해 리눅스 환경을 관리할 수 있습니다.
물론 Windows Server 2008 R2, 새로운 시스템센터 만으로 사설 클라우드를 바로 현실로 만들기는 어렵다고 설명했는데, 그 이유는 애플리케이션이 확장, 병렬 프로세싱을 사용하도록 설계되지 않으면 원하는 형태로 구축이 안될 거라는 거죠. 마이크로소프트 역시 병렬 프로그래밍 패러다임, Oslo 모델링 플랫폼, .Net 프레임웍 등을 통해 애플리케이션이 여러 서버를 가로지르면 구동 가능하도록 개발할 수 있도록 하는데 많은 노력을 기울이고 있습니다.

언제 사설 클라우드 구축이 가능한 Windows  Server R2, System Center가 준비될 것인지에 대해서는 아직 정확한 일정은 없지만, 가까운 미래에 사설 클라우드 구축 역시 하나의 주요한 움직임이 될 것이라고 생각됩니다.