[Infra] 서버 운영자를 위한 스토리지 정리 (온프레미스, 클라우드, NAS, SAN,WORM,S3)

✅ On-premises VS Cloud

👉 온프레미스(on-premises) 

 회사나 조직 내부에 직접 서버, 네트워크, 스토리지 장비를 물리적으로 설치하고 운영하는 환경을 칭하는 말이다.

즉, 온프레미스는 직접 장비를 구입해서 사무실이나 데이터 센터에 두고 관리하는 방식.

초기 구축 비용과 유지보수 비용이 크지만 보안과 통제력이 강하고 네트워크 지연이 적다.

하드웨어를 직접 관리하는 방식이기 때문에 확장성은 제한이 있다.

👉 클라우드 (Cloud) 스토리지

 네트워크를 통한 원격 접근하는 스토리지로 외부 클라우드 서비스 제공자의 데이터 센터 자원을

할당 받아서 사용 하는 방식이다. 클라우드 사업자가 물리 장비/인프라 관리를 해서 편하다.

초기 투자 비용이 크지 않고 사용한 만큼의 비용을 지불하면 되며 사용량에 따라 즉시 확장 가능하다.

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✅ 마운트 방식에 따른 구분

구분	파일 접근 방식	주 사용 단위	프로토콜	설명
DAS	직접 연결	단일 서버	SATA, SSD, HDD, SAS, USB..	서버에 직접 연결된 저장장치
NAS	파일 단위	여러 서버	NFS, SMB, CIFS ...	네트워크를 통해 파일 단위 접근
SAN	블록 단위	고성능 데이터센터	Fibre Channel, iSCSI	전용 네트워크 통한 블록 단위 접근
Cloud	객체/블록/파일	유연한 확장성 필요시	HTTP API(S3, REST 등)	인터넷 기반 원격 스토리지

👉 DAS (Direct Attached Storage)

저장장치가 물리적으로 직접 연결된 구조로 SSD, HDD, USB등과 같은 장비가 이에 포함되며

대부분 보편적으로 로컬 스토리지 라고도 부른다.

단일 서버에서 빠른 데이터 I/O가 큰 장점이지만 확장성과 공유는 제한적인 부분이 있다.

👉 NAS (Network Attached Storage)

네트워크를 통해 여러 서버가 파일 단위로 공유하는 저장장치다.

NAS장비 자체가 내부에서 파일 단위로 관리를 하는것뿐 마운트해서 사용하면 로컬 스토리지처럼 편하게 사용할 수 있다.

NFS(unix/linux), SMB(windows) 같은 파일 공유 프로토콜 사용한다.

사용 편리성이 높고 중앙(NAS장비)에서 관리 가능하지만 네트워크 속도에 영향을 받는다.

네트워크 접근만 되면 됨으로 연결을 하기위한 별도의 물리 장비는 필요 없다.

👉 SAN (Storage Area Network)

전용 네트워크를 사용해서 서버가 블록 단위로 스토리지에 접근한다.

주로 고성능 및 고가용성을 요구하는 데이터센터와 같은 환경에서 사용한다.

최초 구축시 전용 네트워크망과 연결장비를 구비해야한다, HIB카드 같은 하드웨어 물리 장비가 필요하다..
여러 서버에서 동시에 안전하게 파일을 공유하려면 클러스터 파일 시스템도 필수.

👉 Cloud Storage

클라우드 스토리지는 주로 오브젝트 스토리지로 되어있어서 API를 호출해서 파일 관리를 하기 때문에

마운트할 일이 없지만 유틸리티 패키지를 설치하면 블록파일 스토리지처럼 사용할 수 있다.

(S3호환의 경우 내부적으로는 REST API 호출을 통해 S3와 같은 오브젝트 스토리지에 접근하는것)

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✅ 저장 방식에 따른 구분

👉 Block Storage

데이터를 고정된 블록 단위로 저장하는 방식

OS에서 로컬 디스크 처럼 인식 되며, 파일시스템(FAT,NTFS 등)을 만들어 사용

주로 DB, OS디스크, VM용으로 사용됨

👉Object Storage

데이터를 객체 단위로 저장하는 방식.

각 객체는 데이터 + 메타데이터 + 고유 ID로 구성되며, URL기반 API로 접근함.

파일시스템이 없어서 key기반으로 접근하고 폴더구조는 흉내만 낸것.

주로 이미지, 백업, 로그, 빅데이터 저장소에 사용됨.

항목	Block Storage	Object Storage
저장단위	블록 (Block)	객체 (Object)
파일 시스템	필요(ext4, NTFS 등)	업음 (메타데이터로 관리)
접근 방식	로컬 디스크처럼 직접 접근 (마운트 필요)	API 기반 접근 (HTTP/HTTPS)
확장성	제한적 (하드웨어 확장)	무한 확장 가능
주요 사용처	OS, DB, VM 디스크 등	이미지, 영상, 로그, 백업, 아카이빙
성능	빠르고 낮은 레이턴시	고용량 처리에 적합,  레이턴시는 상대적으로 높음
예시	DAS, NAS, SAN, AWS EBS ...	AWS S3, Azure Blob, GCP Cloud storage

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✅ WORM 관리방식

👉 일반 스토리지

읽기/쓰기/삭제가 자유로운 스토리지로 사용자의 권한에 따라 파일을 생성, 수정, 삭제할 수 있다.

대부분의 OS, 서버, NAS, SAN 등에서 기본으로 제공하는 방식

👉 WORM 스토리지

Write Once Read Many 방식의 스토리지. 데이터를 한 번 기록하면 수정/삭제가 불가능 하고 읽기만 가능하다.

규제 준수,  장기보존, 변경 불가 증거자료 보관 등에 사용한다.

WORM은 기능 또는 설정 옵션에 가까운 개념이고 데이터 변경에 대한 '제어정책'이라고 보면된다.

항목	일반 스토리지	WORM 스토리지
쓰기 방식	자유롭게 쓰기/수정/삭제 가능	한 번만 쓰기 가능, 수정/삭제 불가
보존 목적	델반 데이터 저장용	규제 데이터, 변경 불가 로그, 데이터 보존용
운영 유연성	매우 유연	제한적, 주로 읽기 전용
삭제 가능 여부	가능	불가능
대표 사용처	일반 서버, 웹앰, DB 등	금융기관, 공기관, 분리보관 등
지원 예시	대부분의 스토리지 시스템	NetApp SnapLock, AWS S3 Object Lock..

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✅ 파일시스템 이란?

물리적 디스크에 데이터를 저장, 관리 하기 위한 구조와 알고리즘을 통칭하는 말이다.

클러스터(Allocation Unit) 크기는 파일을 저장할 때 최소 단위 블록 크기를 말하며,

작게 설정되어 있다면 파일 관리시 낭비가 최소화되고 효율이 좋아지지만 대용량 처리 능력이 떨어지고

크게 설정되어 있다면 파일 관리 효율은 떨어지지만 대용량 처리 능력이 좋아진다.

저장하려는 파일의 용량이 최소 블록에 미치지 못한다면 용량은 해당 파일시스템의 1블록을 차지한다.

(빈디렉토리의 경우도 용량은 1블록으로 설정돼있다.)

파일 시스템	플랫폼	블럭 크기	특징 및 용도
ext4	Linux	4 KB	안정성과 호환서 우수, 범용 Linux 서버용
XFS	Linux	4 KB	대용량 파일/ 병렬IO에 강점
NTFS	Windows	4 KB	Windows 표준, ACL/암호화/대용량 파일 지원
FAT32	Windows	4 KB	호환성 최고, 4GB 파일 크기 제한
exFAT	Windows/Linux	32 KB	대용량 USB드라이브용, 파일 크기 제한 해제
APFS	macOS	4 KB	macOS 최신 기본, 스냅샷/암호화/공유 클론 지원
ZFS	solaris/Linux	128 KB	데이터 무결성/압축/중복제거/스냅샷/풀 관리

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✅ 대표적인 온프레미스 스토리지 장비

👉 장비 분류

• 대부분 대규모 기업용이며, SAN 기반 블록 스토리지를 중심으로 고성능/고신뢰성/고가용성 제공.
• 일부는 NAS+SAN 또는 Object Storage도 병행 지원
• 최근 온프레미스 Object Storage의 경우에도 AWS-S3를 업계 표준으로 채택 하고있음.
• 정책 설정 / 추가기능 등의 설정으로 WORM 기능 설정이 가능하다.

브랜드	대표 제품	스토리지 유형	주요 특징
Dell EMC	ECS	Object Storage	프라이빗용, S3호환, 대규모 비정형 데이터
	PowerMax, Unity XT	SAN	고성능 블록 스토리지 환경 적합
Hitachi	VSP	SAN	금융권에서 강세, 고신뢰성/고가용성 시스템 제공
	HCP	Object Storage	기존 자체 API + S3 API 병행 지원
NetApp	AFF (All Flash FAS), FAS	NAS + 일부 SAN	다중 프로토콜 지원 유연한 통합 환경 구성
HPE	Alletra, Primera	SAN	자동화 기능과 성능 모두 강점
IBM	FlashSystem, COS	SAN+ObjectStorage	하이엔드 기업용, 고성능/압축/암호화/스냅샷 지원
Fujitsu	Eternus	SAN	일본 기업 특화, 고가용성/안정성
Pure Storage	FlashArray	SAN	올플래시 기반, 심플한 UI/UX, 유지관리 용이

👉 표준 S3 API 호환 중심의 설계 트렌드

최근 온프레미스 벤더사들은 AWS-S3를 **업계 표준**으로 채택하고 S3 API를 적극 호환 하고있다.

기존 각 벤더사마다의 자체 API는 진입장벽이 높고 확장성/연동성이 떨어지지만, 

S3 API를 표준으로 채택하고 사용함으로써 개발자와 운영자 모두 편해졌다.

또한 S3의 에코시스템이 풍부해서, 관련된 SDK, CLI, 미들웨어 등 모두 지원이 가능하기 때문에

AWS - SDK를 표준으로 사용 가능하고 s3fs, goofys와 같은 툴로 마운트도 가능한 환경이 구축 가능하다.

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✅ 대표 클라우드 스토리지 분류

구분	클라우드 스토리지	주요 특징
Object Storage	AWS S3 Azure Blob Storage Google Cloud Storage	확장성 좋고 저렴함 api 기반 접근
Block Storage	AWS EBS Azure Managed Disk Google Persistent Disk	VM에 붙여 쓰는 디스크 형태, 고속 I/O
File Storage	AWS EFS Azure Files Google FileStorage	공유 파일 시스템, NFS/Samba 지원
Archive Storage	AWS Glacier Azure Archive Google Archive Storage	장기 보관용, 매우 저렴하지만 느림
S3 호환 스토리지	Wasabi Backblaze B2 Cloudflare R2	저렴한 비용, S3 API 호환

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✍ 요약

내가 구현한 어플리케이션이 I/O 작업을 포함하는 경우,
최소한 스토리지에 대해 알고는 있어야 호환성 여부 / 아키텍쳐 설계가 가능하다.
금융권/공공기관 등 여러 폐쇄적인 도메인에서 스토리지 관련해서 의사 소통을 하려면
온프레미스 장비에 대해서 정말 최소한은 알고 있어야 무시 받지 않고 당당할 수 있다.
특히 최근에 온프레미스 장비로 폐쇄망 온프레미스 오브젝트 스토리지를 구축하는 경우에
AWS-S3가 업계 표준이 되어가는 만큼 이 부분도 주목해야 할 것 같다.