VTL

VTL(Virtual Tape Library) 또는 가상 테이프 라이브러리는 가상화 기술을 통해 디스크를 마치 테이프처럼 인식하여 데이터를 저장하는 시스템이다. 파일 단위로 데이터를 복구할 수 있고, 보유한 서버 수만큼 디스크를 분할해 테이프 라이브러리처럼 사용할 수 있어 데이터 복구 및 백업 속도가 테이프보다 빠른 것이 특징이다. 저장 매체로 디스크를 활용함으로써 안정성이 높으며 초기 도입비나 운영비도 절감할 수 있다. 브이티엘이라고 읽는다. 반대되는 개념은 물리 테이프 라이브러리인 PTL(Physical Tape Library)이다.

개요

VTL은 디스크 스토리지가 서버에서는 테이프로 인식되는 시스템을 말한다. 디스크 스토리지에 전용 소프트웨어 엔진을 탑재하거나 일체형 하드웨어를 연결하는 게 일반적인 VTL 구현 방식이다. 이렇게 하면 물리적으로는 디스크 스토리지이지만 시스템은 이를 테이프로 인식하게 된다. VTL을 활용해 디스크를 테이프로 인식한다는 것은 사용자에게 비용상 이점을 안겨줄 수 있다. 국내 백업 장치의 상당부분이 테이프를 활용하고 있는 상황에서, 디스크 가격이 하락하면서 보다 안정적인 백업 미디어로 테이프보다 디스크를 선호하는 경향이 증가하고 있지만 문제는 각종 관련 애플리케이션 및 소프트웨어이다. 백업 미디어를 테이프에서 디스크로 전환하게 되면 제반 소프트웨어도 다시 도입해야 했던 게 기존의 방식이었다. 따라서 디스크 가격이 하락해 백업 미디어로 활용하더라도 새로운 소프트웨어 도입을 위한 추가 비용 부담은 그대로였던 것이다. 기하급수적으로 늘러나는 데이터를 단순히 저장만 하기 위해서도 테이프 등 백업 미디어에 대한 추가비용이 만만치 않은 게 현실이다. 게다가 각종 컴플라이언스 이슈의 준수 의무로 인해 기업들은 데이터의 저장뿐만 아니라 분류와 복구, 소산 등을 위해 매년 막대한 비용을 지출하고 있다. 따라서 백업 관련 총소유비용(TCO) 절감 문제가 최근 기업 정보화 관련 주요 이슈로 등장했다.

등장배경

VTL 기술이 등장한 주요 배경으로 크게 두 가지 정도이다. 첫 째로 기존에 있던 대부분의 백업 장치로는 물리적인 테이프 장치가 사용되고 있다는 점이다. 하지만 테이프 장치 자체의 제한적 성능, 복구 시 엄청난 시간 소요, 확장성 및 테이프 장치와 테이프 자체의 물리적 장애 등의 문제가 대두되고 있다. 두 번째 배경으로는 테이프의 문제점을 대체·보완하기 위해 디스크로 백업할 수 있도록 스토리지를 백업장치로 활용하기 위해 그동안 여러 가지 D2D(Disk to Disk) 시스템이 소개되기도 했다. 하지만 이 역시 스토리지 확장성, 제한된 성능 및 고가용 디스크 사용으로 인해 비용대비 효과적인 솔루션이 되지 못해 실질적인 확산은 이뤄지지 못했다. 이러한 두 가지 점을 보완하고 디스크를 실질적인 테이프 장치처럼 사용할 있게 개발된 것이 VTL이다.

역사

최초의 VTL은 1992년 사이버네틱스(Cybernetics)에서 고속 테이프 캐시(HSTC)라는 이름으로 발표되었다. 이후에 IBM은 1997년에 도입된 가상 테이프 서버(VTS)를 출시하였다. 많은 과거의 애플리케이션이 매우 짧은 테이프 용량을 많이 사용하는 중앙 컴퓨터 시장을 주요 타깃으로 삼았다. 에스콘(ESCON) 인터페이스를 사용하였고, IBM 3494 테이프 라이브러리의 디스크 캐시 역할을 하였다. 썬 마이크로시스템즈(Sun microsystems)가 2005년에 획득한 VSM(Virtual Storage Manager)은 스토리지텍(StorageTek)의 경쟁 제품으로, 시장 지배력이 가장 강했던 STK Powderhorn 라이브러리를 백 스토어로 활용했다고 알려져 있다. 각 제품들은 더 큰 디스크 버퍼(buffer) 용량인 FICON(Fiber Connectivity)과 2010년에는 테이프리스(Tapeless) 디스크 전용 환경을 지원하도록 향상되었다.

중앙 컴퓨터 공간에 있는 다른 제품들도 테이프리스다. DLm은 EMC에서 개발했으며, 루미넥스(Luminex)는 데이터 도메인과 협력하여 채널 게이트웨이 플랫폼의 데이터 중복을 제거하는 이점을 제공함으로써 큰 인기와 호응을 얻었다. 중복제거를 통해 제공되는 외부 사이트 복제 대역폭의 감소로 인해 이러한 형태의 가상 테이프가 복구 시점 목표 시간 및 복구 시간 목표를 거의 0으로 단축하는 것이 가능하며, 실용적이다. 중앙 컴퓨터 환경 외부에서는 테이프 드라이브와 라이브러리가 대부분 SCSI를 특징으로 하였다. 이와 마찬가지로 VTL은 SPI, 파이버 패널, iSCSI와 같은 인기 있는 SCSI 전송 프로토콜을 지원하도록 개발되었다.

기능

VTL은 테이프 백업 환경에 적용하는 것이 일반적이지만 실체는 디스크를 이용한 효율적인 가상화 솔루션이라고도 할 수 있다. VTL은 백업 자원의 관리와 프로비저닝을 통합하는 동시에, 백업의 안정성과 속도 및 가용성을 향상시킨다. 따라서 VTL은 총소유비용을 최소화시키면서 성능과 투자 수익을 극대화시킬 수 있다. IT 분야에서 안정성이 주요 관심사로 부상한 가운데 데이터 손상을 방지할 수 있는 안정성 면에서도 VTL은 매력적이다. 관리자는 VTL을 통해 입출력 부하분산의 감시와 다수의 지능형 스토리지 시스템의 투과적 페일오버 및 페일백 기능 수행으로 스토리지를 관리할 수 있다. 또한 두 대의 VTL 어플라이언스로 클러스터를 구성해 서비스 가용성도 증대시킬 수 있다. VTL은 FCIP 샌(SAN)에서의 백업 자원과 가상 테이프 드라이브 및 라이브러리의 설치 외에도 IP기반의 델타 복제 옵션을 통해 중앙 집중적인 관리도 가능하다.

VTL은 테이프 장비의 단점을 보완할 수 있는 장비로, 데이터 중복제거 기술 기능을 가지고 있다. 예를 들어 10대의 윈도우 2016 서버의 운영체제 영역을 100기가바이트라고 가정하고 백업을 받는다고 하면, 10게의 데이터는 1테라바이트이다. 이것을 원본 1개인 100기가바이트만 남겨놓고, 나머지 9개는 바탕화면의 바로가기와 같이 원본을 가리킨다고 보면 된다. 이를 통해 VTL 내의 디스크 공간을 절약하고 비용을 절감할 수 있다. 또한 데이터 중복제거 기술은 매우 쉽게 원거리 재해복구(DR) 환경을 구성 할 수 있다는 것이 장점이다. 기존의 재해복구 구성을 위한 일반적인 방법은 1) 본사에서 백업서버로 네트워크 백업 2) 백업서버에서 테이프 장비로 백업 3) 백업된 테이프를 빼내어서 DR 센터로 이동 4) DR 센터의 테이프 장비에 테이프 삽입 5) 백업 서버에서 DR용 각 앱서버에 데이터 복구 순서로 이루어진다. 이러한 방법은 많은 시간과 노력 그리고 중간 이동 시 테이프 미디어 불량을 감수해야 했다. 하지만 백업에서 데이터 중복제거 기술이 도입된 이후 재해복구센터 구성이 매우 쉬워졌다. 즉, 관리자의 입장에서 매우 간단하고, 빠르고, 효율적으로 재해복구센터 구축 및 운영이 가능하다. 이외 VTL의 장점을 나열하면 다음과 같다.

VTL 가상 테이프 카트리지 내의 데이터는 백업 정책에 따라 물리적 테이프 드라이브·라이브러리로 이동될 수도 있다. 버추얼 테이프와 실제 테이프간의 데이터 전송은 VTL의 2차 기능이며, 애플리케이션 서버와 충돌 및 시간의 제약 없이 수행될 수 있다. 물리적 테이프로 데이터 복사를 허용하는 것도 VTL의 장점이다. VTL은 백업 소프트웨어 애플리케이션의 복사 기능이 가능하다. 이 때 백업 소프트웨어는 최초로 데이터 백업을 수행하며 백업 창을 줄이는 기능을 한다. 이후에는 장시간의 아카이빙 작업이 시작돼 데이터의 전송이나 복사가 이뤄진다. 이 외에도 VTL은 백업 정책에서 다양한 혜택을 제공한다. 원격 백업을 단순화시키고 통합을 통해 전사적 데이터 보호도 VTL을 활용할 수 있다. 특히 IP환경에서 백업 서버와 버추얼 테이프 드라이버·라이브러리의 접근이 가능한 비용효율적인 솔루션이란 점은 VTL을 가장 돋보이는 부분이다.

특징

VTL은 다음과 같은 장점이 있다.

• 백업 및 복원 시간 향상 : 디스크 기반 백업을 통해 백업 및 복원 시간을 단축한다. VTL 시스템에서는 순차적으로 디스크에 백업 데이터를 기록함으로써 데이터의 순차적 접근이 유지되고 있다. 다른 D2D에 비해 VTL은 샌(SAN)을 통해 가상 디바이스에 접근할 수 있는 고성능 방법이며, D2D 시스템은 나스(NAS) 네트워크를 사용한다.

• 테이프 미디어 처리 감소 : 테이프 미디어의 취급이 크게 감소하기 때문에 수동 개입이 덜 필요하며, 아카이브 용도로 필요한 데이터만 물리적인 테이프에 전송한다면 결국에는 필요한 테이프 미디어의 양이 줄어든다.

• 간편한 통합 및 상호 운용 : 선두에 있는 제조업체들의 테이프 라이브러리와 드라이브는 모방된다. 백업 애플리케이션의 관점에서는 변경할 것이 없으며, 가상 테이프와 실제 테이프 라이브러리의 차이점도 없다. VTL은 백업 환경에 완벽하게 통합되고 무중단 운영이 가능하다.

• 복합적인 VTL 인스턴스(instance) : 여러 VTL 인스턴스를 생성하고 하나 이상의 VTL 인스턴스를 호스트에 전용으로 지정할 수 있다. 각 백업 서버는 자체 VTL 인스턴스로 백업을 전송하므로 테이프 라이브러리 공유 및 백업 스트림(stream) 멀티플렉싱(multiplexing)이 필요치 않다. 또한 여러 개의 동시 백업 스트림이 전체 백업 처리량을 향상시킨다.

• 동적 디스크 할당 : 디스크 공간을 사전 할당할 필요가 없어 필요에 따라 가상 카트리지에 스토리지가 할당된다. 사용 가능한 스토리지 용량을 늘리기 위해서 나중에 추가 디스크 저장소를 구성할 수 있다. 또한 디스크 저장소는 저장소 풀(pool)로 분류할 수 있으며, 가상 카트리지(cartridges)가 저장소 풀과 관련될 수 있다. 예를 들자면, WORM 속성이 활성화된 가상 카트리지에 WORM 풀을 생성할 수 있다.

• 데이터 중복 제거 : VTL 확장 버전은 주요 백업 애플리케이션의 백업 데이터 스트림을 지원하기 때문에 데이터 중복 즉시 제거를 지원한다. 데이터 중복 제거 기능을 통해 많은 비용이 절감된다.

• 데이터 압축 : 디스크 용량의 요구사항을 줄요 스토리지 비용을 절감해준다. 데이터를 디스크에 저장하기 전에 압축할 수 있으며, 사용되는 압축 알고리즘은 빠르며, 2:1 압축 비율을 달성할 수 있다.

• 재해 복구 : 재해 복구를 위해 하나 이상의 원격 VTL 서버에 VTL 확장 버전 복제 가상 테이프 데이터를 사용할 수 있다. 자동 재해 복구 관리를 위해 원격 서버로 자동 복제를 지원한다.

• 랜섬웨어 감염 방지 : 랜섬웨어는 감염된 컴퓨터나 서버에 연결되어있는 디스크 장치의 모든 파일을 암호화하는데, 테이프 장치의 미디어는 일반적인 파일 탐색기로는 접근이 되지 않고, 반드시 백업 소프트웨어를 시동해야만 읽기와 쓰는 것이 가능하다. 그렇기 때문에 운영체제 자체에서 직접 접근을 할 수 없기 때문에 랜섬웨어로부터 안전하다.

하지만 VTL이 항상 장점만 있는 것은 아니다. PTL은 백업 후 원거리 보관을 통해 재난 발생 시에도 원거리에 데이터를 보관했기 때문에 백업이 가능하다는 장점이 있지만 초기 VTL의 경우 수십 개의 디스를 제거해서 소산하기가 물리적으로 힘들었다. 하지만 최근 출시되는 VTL은 중복을 제거하고 고밀도 파장 분할 다중(DWDM, Dense Wavelength Division Multiplexing) 전송망을 사용하여 장거리의 데이터를 복제하여 소산할 수 있는 방식을 사용하고 있다.

종류

일체형 VTL

일체형 VTL은 백업을 위해 알맞게 만들어진 디스크에 컨트롤러를 탑재하여 개발된 백업 전용 디스크를 사용하기 때문에 분리형 VTL보다 데이터를 처리하는 속도가 빠르고, 설치와 안정화 기간이 짧다. 또한 제품에 문제가 발생했을 때, 그 원인을 찾아내는 방법이 비교적 쉬워서 책임소재를 파악하고 이를 빠르게 해결할 수 있다는 점이 장점이다. 하지만 분리형 VTL에 비해 가격이 2~4배 정도 비싸며 사용자가 디스크를 선택할 수 없어서 기존의 저장소를 활용하는 데 제약이 따른다는 점이 존재한다.

분리형 VTL

분리형 VTL은 백업의 양이 증가할 때에 즉각적으로 대응이 가능하며, 관리 비용을 줄여주는 등 가용성이 뛰어나다. 기존의 저장소를 그대로 활용이 가능하며, 가격도 일체형에 비해서 저렴하기 때문에 경제적 도입이 가능하다. 하지만 각각의 구성 요소들이 OEM 방식을 통해 제공되기 때문에 에러나 오작동이 발생하면 어디에서 발생한 것인지 찾기 어려워 문제 발생 시 해결하기가 어렵다는 단점이 있다.

비교

PTL

PTL(Physical tape library)은 물리적 테이프로 데이터를 백업받는 방식이고, VTL은 물리적으로는 디스크이나 백업 대상 서버에서는 테이프로 인식이 된다는 차이를 보인다. PTL은 과거에 가장 많이 사용한 백업 방식으로, 테이프를 사용하여 데이터를 백업했다. 그러나 데이터가 증가함에 따라 테이프를 사용하는 방식이 비효율적이라는 한계를 드러내면서 다른 기술로 대체되고 있다.

비교 항목	단순 D2D 백업	소프트웨어 VTL	VTL 백업
성능	40~50MB (디스크의 성능에 따라 다름)	하드웨어 요소에 따라 확장 능력이 달라짐	150MB/Sec 이상 (모듈을 확장함에 비례하여 늘어남)
백업정책관리	어려움	기존 테이프 정책 사용	기존 테이프 정책 사용
운영소프트웨어	D2D 전용 소프트웨어 필요	VTL 소프트웨어 추가 구매	기존 백업 소프트웨어 사용
저장방식	파일 단위	스트림 방식	스트림 방식
바이러스 감염 위험성	취약	없음	없음
보안성	취약	VTL 서버는 취약, 데이터는 안전	안전
확장성 및 장비공유	확장의 어려움 및 장비 공유의 한계	VTL 소프트웨어가 설치된 OS의 파일 시스템에 의해 제한적(최대 2T)	자유로운 용량 확장 및 공유 가능
관리	일반적인 샌 스토리지와 같은 관리 필요	VTL 소프트웨어와 디스크 하드웨어를 각각 관리	쉬운 설치와 한 번 설치 이후에는 관리 필요성이 적음
설치, 구성 및 기술 지원	몇 시간에서 몇 일 정도가 걸리며, 백업 소프트웨어와 스토리지의 각 부분에 대한 별도의 기술 지원 필요	VTL 소프트웨어와 디스크 하드웨어의 각 부분에 대한 별도의 기술 지원이 필요하며, 문제 원인에 대한 규명 및 해결이 복잡하고 시간이 오래 걸림	몇 분
비용대비효과	백업 성능 유지를 위한 전문인력 필요에 의한 비용 증가	복잡한 시스템 구성을 위해 전문 인력 필요 (급격한 비용 증가의 가능성)	도입 비용이 저렴하고 운영 및 관리가 쉬움

전망

지금의 VTL은 기존의 테이프 백업 장치를 기본으로 하는 백업 시스템 구성에서 다른 업무에 지장을 주지 않는 단일 업무 단위부터 적용되고 있다. 그리고 그 대상은 늘어나는 중이다. VTL이 기본적으로 백업의 신뢰성, 성능, 복구, 편리한 관리 기능 등을 필요로 하는 모든 기업에게 유용하기 때문에 고속의 백업과 복구를 필요로하는 분야라면 어디든지 적용이 가능하다. 현재 VTL은 대량의 데이터를 체계적이고 효율적으로 관리하며, 즉각적인 데이터 처리 작업이 필수적인 금융권이나 대기업 등에서 관심을 보이고 있다. 이 외에도 대용량의 자료에 대한 백업과 복구가 필요한 학교와 공공기관 등에서도 조금씩 관심을 보이고 있기에 널리 확산될 것으로 추정된다.

참고 자료

• Virtual tape library wikipedia - https://en.wikipedia.org/wiki/Virtual_tape_library
• 〈https://www.quadstor.com/virtual-tape-library.html〉, 《QUADStor》
• 윤주병, 〈랜섬웨어 감염을 막는데 효과적인 VTL에 대하여〉, 《아이비인포텍》
• 안나푸르나, 〈VTL (Virtual Tape Library) 개념〉, 《티스토리》, 2008-11-24
• 탐정 , 〈VTL 이란? Virtual Tape Library〉, 《네이버 블로그》, 2016-04-06
• 멀티코어 multicore, 〈[https://multicore-it.com/71 시스템운영에 필요한 인프라 지식〉, 《깊고넓은지식창고》, 2018-11-19

같이 보기

• PTL
• 백업
• 소산백업

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