단일 장애점의 위험

서버 인프라에서 가장 피해야 할 것이 단일 장애점(Single Point of Failure, SPOF)이다. 특정 구성 요소 하나가 고장 나면 전체 서비스가 중단되는 지점을 말한다. 서버 한 대, 네트워크 스위치 한 대, 전원 회선 하나에 모든 것이 의존하고 있다면 그 하나가 멈추는 순간 서비스 전체가 다운된다. 이중화(Redundancy)는 이 SPOF를 제거하기 위해 핵심 구성 요소를 두 개 이상 준비하는 설계 전략이다.

서버 이중화

가장 기본적인 이중화는 서버 자체를 두 대 이상 운영하는 것이다. 액티브-스탠바이(Active-Standby) 구성에서는 한 대가 서비스를 처리하고, 대기 서버는 평상시에는 유휴 상태로 있다가 주 서버가 다운되면 자동으로 전환(Failover)되어 서비스를 이어받는다. 액티브-액티브(Active-Active) 구성에서는 두 대 이상의 서버가 동시에 트래픽을 처리한다. 로드밸런서가 요청을 분산하므로 한 대가 다운되어도 나머지 서버가 전체 트래픽을 처리한다. 자원 활용률이 높고 확장성이 좋아 실무에서 더 선호되는 방식이다.

네트워크 이중화

서버가 이중화되어 있어도 네트워크 경로가 하나뿐이면 그 경로가 끊기는 순간 모든 서버에 접근 불가능해진다. 네트워크 이중화는 스위치, 라우터, 네트워크 인터페이스, ISP 회선을 이중으로 구성하는 것이다. 서버에 NIC(Network Interface Card)를 두 장 장착하고 본딩(Bonding) 또는 팀잉(Teaming)으로 묶으면 하나의 NIC가 고장 나도 통신이 유지된다. 상위 네트워크에서는 스위치 이중화와 LACP(Link Aggregation)로 경로 다중화를 구성한다.

스토리지 이중화

데이터 저장 영역의 이중화도 필수다. RAID 구성은 디스크 수준의 이중화이며, 더 높은 수준에서는 스토리지 장비 자체를 이중으로 배치한다. SAN(Storage Area Network) 환경에서는 듀얼 컨트롤러 스토리지를 사용하여 하나의 컨트롤러가 장애를 일으켜도 다른 컨트롤러가 I/O를 처리한다. 지리적 이중화는 서로 다른 데이터센터에 데이터를 복제하여 한쪽 데이터센터 전체가 불가용 상태가 되어도 서비스를 지속할 수 있게 한다.

전원 이중화

전력 공급이 중단되면 서버의 모든 구성 요소가 동시에 멈춘다. 서버급 장비는 이중 전원 공급 장치(Redundant PSU)를 기본 장착한다. 두 개의 PSU가 각각 독립된 전력 회선에 연결되어 하나의 회선이 끊겨도 나머지 PSU가 전력을 공급한다. 데이터센터 수준에서는 한전 이중 수전, UPS, 디젤 발전기가 다층으로 구성되어 정전 시에도 수 시간에서 수일간 무중단 전력을 보장한다.

이중화의 비용과 판단 기준

이중화는 모든 계층에서 비용이 2배 이상 증가한다. 서버 2대, 스위치 2대, 회선 2개, PSU 2개. 따라서 서비스의 가용성 요구 수준에 따라 이중화 범위를 결정해야 한다. 다운타임 1분당 매출 손실이 큰 서비스일수록 이중화 투자가 정당화된다. SLA(Service Level Agreement)에서 보장하는 가용성 목표가 이중화 설계의 기준이 된다.

이중화 #서버이중화 #SPOF #Failover #로드밸런싱 #고가용성 #네트워크이중화 #RAID #이중전원 #SLA