PC나 스마트폰을 사용하는 사람이라면 누구나 한 번 쯤은 SD카드나 하드디스크 고장으로 중요한 파일이나 사진을 더 이상 사용하지 못한 경험이 있으셨을텐데요.
중요한 파일을 잃지 않기 위해 사람들은 NAS(나스)나 클라우드 스토리지를 선택하게 되는데, 얼마나 그 서비스들을 신뢰할 수 있는지가 제품 선택의 키 포인트입니다.
본 글에서는 Dropbox 엔지니어가 시스템의 신뢰성에 대한 설명과 NAS, 클라우드 스토리지가 어떻게 파일을 보호하는지에 대해 자세하게 알려드립니다.
List
1. 신뢰성이란? (파일을 읽을 수 없는 경우)
① 제품이 주어진 조건하에서 규정된 기간 중 요구되는 기능을 수행하는 성질
② 어떤 상태에서 소비자가 기대하는 기간 동안에 만족스럽게 기능을 발휘하는 성질
③ 의도하는 기간 중 소정의 기능을 수행하는 정도 또는 성질(성공 확률을 높이는 성질), 신뢰도(성공 확률)
※ 파일을 열거나 읽을 수 없는 경우
- 파일을 실수로 삭제했을 때
- 하드디스크 등이 고장났을 때
- 하드디스크 등이 분실 또는 도난당했을 때
- 파일의 일부가 손상되어 파일을 열 수 없을 때
- 백업이 되어 있지 않거나 정상적으로 되지 않았을 때
- 랜섬웨어 등 바이러스로 인해 파일을 읽을 수 없을 때
2. 문제 원인
① 파일을 실수로 삭제했을 때
일반적으로 PC의 파일을 삭제할 경우, 파일이 쓰레기통 폴더로 이동되고 휴지통을 비우기 전까지는 영구 삭제되지 않습니다.
하지만 NAS의 경우, 쓰레기통으로 이동하지 않고 바로 영구 삭제되어 복구할 수 없는 경우가 많습니다. 이와 같은 경우를 막기 위해서 NAS에서도 추가 설정을 통해 쓰레기통 기능을 추가할 수 있습니다.
파일을 낮이고 밤이고 매일매일 백업해두는 방법도 있습니다.
그러나 이것 역시 올바른 방법으로 운영되지 않으면 백업에 실패하거나 필요한 파일을 복구할 수 없는 경우가 발생합니다.
Dropbox와 같은 클라우드 스토리지의 경우, 파일을 실수로 삭제하였을 때 일반 PC와 같이 파일이 쓰레기통 폴더로 이동되며 영구 삭제되지 않습니다.
실수로 파일을 삭제한 경우에도 180일 동안 파일을 보관하고 있기 때문에 언제든지 복원이 가능합니다.
② 하드디스크 등이 고장 났을 때
하드디스크와 SD카드, NAS 등은 온도와 습도, 먼지와 같은 환경적 요인과 번개(재해), 낙하(사고) 같이 다양한 요인으로 인해 언제든지 고장날 수 있습니다.
③ 하드디스크 등을 분실하거나 도난 당했을 때
PC나 하드디스크를 분실하거나 도난 당하는 경우도 많습니다.
JNSA의 ‘2013년 정보 보호 사고에 관한 조사 보고서＇에 따르면 정보유출 사고원인 중 분실이 전체의 14.3%, 도난이 5.5%로 약 20% 정도를 차지합니다.
④ 파일의 일부가 손상되어 파일을 열 수 없을 때
파일 편집 중에 애플리케이션이 깨지거나 PC의 전원이 꺼져 버리는 등 저장이 되기 전에 시스템이 비정상적으로 중단되는 경우가 있으며, 하드디스크의 노화나 물리적인 충격으로 파일이 손상되기도 합니다.
* 저장 실패
저장에 실패한 경우, 응용 프로그램이 복구 기능을 제공하면 해당 기능을 사용하면 됩니다.
하지만 이러한 기능이 없는 경우, 가장 최근에 해 두었던 백업 파일을 불러오는 방법 밖에 없습니다.
OS나 NAS에 자동 저장 기능이 있는 경우, 해당 기능 이용도 가능합니다.
클라우드 스토리지의 경우, 파일 히스토리가 자동적으로 보관되는데, 예를 들어 Dropbox는 기본 180일까지 파일 히스토리가 저장되어 해당 기간동안 파일을 복구할 수 있습니다.
* 노화나 물리적 충격
하드디스크의 데이터가 노화나 물리적인 충격에 의해 손상되는 경우는 원인 파악이 어려워 올바른 대책을 세우기 어렵습니다.
이러한 현상은 하드디스크의 전원과 관련없이 발생하며, 온도와 습도가 안정되어 있다하더라도 데이터가 손상되는 경우가 있습니다.
이에 NAS는 정기적으로 데이터를 검사하여 자동으로 수정해주는 기능을 제공합니다.
Dropbox를 비롯한 많은 클라우드 스토리지도 마찬가지로 정기적으로 데이터에 손상이 없는지 검사하고 수정하는 처리가 이루어지고 있습니다.
⑤ 백업이 정상적으로 이루어지지 않을 때
데이터 유출 방지 등을 위해 디스크를 암호화했지만 암호를 잊거나 백업 장치가 정상적으로 구동되지 않을 수 있습니다.
⑥ 랜섬웨어 등 바이러스로 인해 파일을 읽을 수 없을 때
데이터를 강제로 암호화하여 몸값을 요구하는 컴퓨터 바이러스를 랜섬웨어라고 하며, 몸값 등의 요구 없이 일방적으로 파일을 삭제해버리는 바이러스도 있습니다.
랜섬웨어의 수법은 점차 교묘해지고 있는데, 컴퓨터 뿐만 아니라 NAS같은 공유 스토리지의 데이터도 감염시키는 경우가 많습니다.
따라서 NAS를 도입할 때는 컴퓨터 바이러스나 표적형 공격에 대한 방어 대책을 확실히 수립해야 합니다.
클라우드 스토리지에서는 대부분 과거에 저장한 파일의 버전들을 자동으로 저장합니다.
Dropbox를 사용하는 경우 랜섬웨어 등 컴퓨터 바이러스 등에 의해 암호화되거나 삭제되어 버린 파일도 최대 180일 이내에 저장된 히스토리 내에서 복구할 수 있습니다.
3. 해결방법
① 하드디스크 고장
신뢰성 표시에는 MTBF(평균 고장 간격)와 같은 지표가 이용됩니다.
NAS용 고신뢰성 하드디스크는 100만 시간, 저가형의 경우 30만 시간 정도입니다.
(MTBF 외에 MTTF라는 용어가 사용되는 경우도 있습니다. MTBF는 수리 가능한 시스템에 사용되는 용어이며 MTTF는 수리하지 않는 시스템에 사용되는 용어입니다. 실제 운용에서는 개별적으로 수리하지 않고 신제품으로 교환하는 경우가 많기 때문에 MTTF를 이용하는 것이 적절합니다만 하드디스크 메이커의 제품 사양에 MTBF로 표기되어 있는 케이스가 많기 때문에 여기에서는 MTBF로 통일합니다.)
30만 시간이라고 하면 24시간 작동하여도 대략 35년, 100만 시간이라고 하면 114년으로 성능이 충분하다고 느껴질 수도 있지만, 이와 같이 수치를 해석하는 것에는 문제가 있습니다.
MTBF는 “1대의 하드디스크를 30만 시간정도 사용 가능하다”라고 하는 성능 표시가 아닙니다.
“대량의 하드디스크의 고장율을 조사하였더니 평균 고장 간격이 30만 시간이었다”라고 해석해야 합니다. 또한 실험이 신제품 또는 신제품에 가까운 하드디스크로 실행되기 때문에, 5년, 10년 정도 실제 사용했을 경우 장비가 노화되는 것은 고려되지 않습니다.
따라서 실제 수명을 알아보기 위해서는 보증기간도 함께 고려해야 합니다. 일반 하드디스크의 보증기간은 1~2년, NAS용 하드디스크는 보증기간이 3~5년입니다.
NAS에서는 하드디스크를 5~20개, 나아가 수백 개도 도입할 수 있습니다.
이는 하드디스크가 손상될 것이라는 전제 하에, 일부 하드디스크를 보호용 데이터로 이용함으로써 NAS 전체의 신뢰성을 높일 수 있는데, 예를 들어 5개의 하드디스크를 도입하여 그 중 4개는 데이터 저장용으로 이용하고 나머지 1개는 보호용으로 이용할 수 있습니다.
이러한 경우, 5대 중 1대가 고장나도 데이터가 손실되지 않습니다. 또한 새로운 하드디스크로 교체하면 다시 데이터 보호용으로 재구성되는 기능이 제공됩니다.
단, 이 재구성 처리 중에 다른 하드디스크가 고장나면 NAS 전체 데이터가 파손되는 경우도 있습니다.
이런 경우에 대비하기 위해 보호용 하드디스크를 2개로 하는 등 대책도 가능하지만 그만큼 사용 가능한 용량이 줄어들거나, 비용이 늘어나게 됩니다.
여러 하드디스크가 동시에 고장이 나거나 재구성 중에 추가로 고장이 나는 일이 많지는 않지만, 하드디스크의 제조 경로가 같으면 동시에 고장이 날 수 있습니다.
이 때문에 NAS에 도입하는 하드디스크의 메이커나 모델을 다른 것으로 정하거나 구입시기를 늦추는 사람도 많습니다.
또한 하드디스크 교체 시간도 고려해야 합니다. 수중에 예비 하드디스크가 있으면 바로 교체할 수 있지만, 여분이 없거나 휴일이나 심야 등 교체 작업을 할 수 없는 사이에도 고장이 발생한다면 문제가 생깁니다.
② NAS 본체 고장
하드디스크가 아니라 NAS 자체가 고장이 날 수도 있습니다.
NAS가 고장나면 NAS를 수리하고 교체할 때까지는 데이터를 복구할 수 없습니다. 이 때문에 내부에 장치를 이중화하는 것으로 신뢰성을 높이는 경우도 있습니다.
NAS 고장 시 중요한 것은 NAS 자체의 수리 지원 기간입니다.
NAS를 수리할 수 없는 경우, 데이터를 꺼내기가 어려우며, 다른 NAS에 연결한다고 해도 기존 NAS의 종류나 설정에 따라 다른 종류의 NAS에 접속해도 데이터를 꺼낼 수 없는 케이스가 있습니다.
NAS 운용에는 관리가 중요합니다.
많은 곳에서 하드디스크의 발열로 인한 고장을 막기 위해 NAS 전체를 팬으로 냉각하는 구조를 사용하지만 이는 흡기나 정전기 등에 의해 먼지가 흡착되어 고장을 일으키는 원인이 됩니다. 또한 먼지로 인해 누전 또는 화재가 발생할 수 있으므로 정기적인 관리가 필요합니다.
③ 클라우드 스토리지
클라우드 스토리지의 경우, 클라우드 기업 측에서 수만~수십만 개 단위의 하드디스크를 사용해 서비스를 제공하고 있으며, 하드디스크 고장 대책, 유지보수를 위한 전임 팀이 존재합니다.
서비스 운용의 많은 부분에 관련 팀이 대응하므로 사용자는 고장이나 재해 등에 신경 쓸 필요가 없습니다.
또한 Dropbox는 99.99999999%의 높은 내구성을 보유하고 있습니다.
4. 백업과 운용방법
① 정기적인 백업 관리
사용자는 다음과 같은 상황에서 백업이 제대로 실행되고 있는지 확인해야 합니다.
첫째. 서버나 NAS의 전원 등 점검할 때
둘째. OS나 NAS 펌웨어 업그레이드 중 설정이 변경될 때
셋째. 서버 오류로 서버를 교체했지만 해당 서버가 백업을 처리하지 않을 때
넷째. 백업하는 스토리지에 충분한 용량이 없을 때
다섯째. 전임 관리자의 부서 이동이나 퇴직 등으로 인계가 잘 이루어지지 않아 NAS 일부의 백업 설정 전달이 누락되었을 때
② 백업 종류 및 주의사항
NAS에 5TB의 파일을 업로드 한다면, 50MB/초로 전송할 경우 약 28시간이 소요됩니다.
많은 백업 툴이나 시스템에서 전체 백업 이후 매일 추가/변경되는 데이터를 백업하는 차등 백업 기능이 제공되고 있습니다.
차등 백업에는 차분을 매번 취득하는 방법, 이전의 차분 백업으로부터의 차분을 취하는 방법 등 몇 가지 기능이 제공되는데요.
첫째. 마지막 전체 백업에서 차분을 매번 취득하는 경우
매주 일요일에 전체 백업을 받고, 그 후 1일당 10GB의 추가/변경이 있었다고 가정하면,
월요일에 취득하는 차분은 10GB, 화요일은 20GB로 이어지고 금요일에는 50GB의 차분이 발생합니다. 이 방식의 장점은 이전에 취득한 차등 백업을 남겨두지 않아도 된다는 점과 복구 시 전체 백업+직전에 취한 차등 백업만을 이용하면 되기 때문에 복구 시간이 약간 짧아진다는 점입니다.
단점은 차분을 모두 남겨둔다면 금요일에는 150 GB의 백업용 공간이 필요하고, 요일에 따라 백업 처리가 끝날 때까지의 시간이 달라지게 되는 것입니다.
둘째. 마지막 차등 백업에서 차분을 매번 취득하는 경우
매일 취득하는 것은 그 날의 차분 뿐이므로 10GB의 차등 백업을 매일 취득하게 됩니다.
이 방식은 위에서 설명한 것과는 반대로 백업 시간은 짧지만 전체 백업+매일 차등 백업이 모두 적용되기 때문에 다소 복구 시간이 길어집니다.
또한 금요일 단계에서 수요일에 실행한 차등 백업에 손상이 있었다고 할 때에는 화요일 분까지 밖에 복구할 수 없다는 단점도 있습니다.
셋째. 백업은 몇세대 전까지 취해 두어야 하는가?
NAS 사용 시 백업을 몇 세대까지 구축해 둘 것인가도 중요합니다.
1세대만 1주일 전까지 복구가 되면 충분한가 혹은 1개월 전까지 복구를 하기 위해서 4~5세대 백업할 것인가와 같은 요건도 백업용 스토리지 공간이나 예산에 따라 고려해야 할 사항입니다.
이 때 주의할 점은 백업 중에 시스템이 다운되는 것입니다.
불필요해진 전 세대의 백업을 삭제한 후 새로 백업을 하면 어떤 문제가 발생할까요?
1세대밖에 백업을 가지고 있지 않았다면 백업 실행 중에는 하나도 백업이 존재하지 않는 상태가 됩니다. 만약 이 타이밍에 백업이 시스템 다운되고 동시에 NAS도 고장이 난다면 데이터가 모두 손실되는데, 이를 방지하기 위해서는 백업이 완료된 후 전 세대의 백업을 삭제하는 절차가 필요한데, 이를 위해서는 여분의 백업 공간이 더 필요합니다.
③ 백업과 데이터 복원 트레이닝, 타이밍과 체크 포인트
꼭 필요한 파일을 찾고 있을 때 설정이 잘못되어 파일이 백업되지 않았다는 것을 깨닫는 경우가 있습니다. 이 문제에 대응하기 위해서는 평소에 백업과 데이터 복원에 관한 트레이닝을 하는 수밖에 없습니다.
다음과 같은 경우에는 트레이닝이 필요합니다.
- 처음에 백업 설정을 했을 때
- 시스템 설정을 변경했을 때
- 폴더 구성을 크게 바꿨을 때
2~3개월에 한 번 정기적으로 백업을 실시하는 것이 중요하며, 백업과 데이터 복원 트레이닝을 할 때는 다음과 같은 점을 확인하는 것이 좋습니다.
- 백업 파일이 존재하는지
- 백업 후에도 백업용 스토리지에는 충분한 여유가 있는가
- 백업에서 필요한 파일을 복구할 수 있는지
- 꺼낸 파일이 파손되지 않고 원래의 파일과 동일한지
5. 클라우드 스토리지 운영 방법 (*이용 약관 숙지)
NAS 사용 시 데이터 보호는 본인이 책임져야 하지만, 클라우드 스토리지의 경우 고장과 관련된 많은 문제에 서비스 제공자 측(제조사 측)이 대응합니다.
또한, 클라우드 스토리지 제공자는 각종 법률, 법령을 준수하기 위해 일부 사용자의 과도한 이용방법으로 인해 일반 사용자에게 불이익이 없도록 운영하기 위해 이용약관을 작성하고 서비스 이용 전 동의를 구합니다. (스팸 송신 등의 스팸 행위, 타인의 프라이버시 침해, 반사회적인 행동 등)
6. 요약
NAS를 이용하면 저렴하게 대용량의 데이터를 보관할 수 있지만 시스템 운영에 많은 수고를 들여야 합니다. 여러 대의 장치가 한 번에 고장나는 경우가 발생할 수 있으므로 데이터가 상실되어도 정기적인 백업을 통해 데이터의 완전 소실을 예방해야 하며, 하드웨어 고장대책, 백업, 정기적인 데이터 복구 트레이닝 등 신뢰할 수 있는 시스템으로서 체제를 구축해야만 합니다.
한편 클라우드 스토리지를 이용하는 경우 하드웨어 고장 등 기술적인 문제는 대부분 클라우드 스토리지 제공자에 의해 해결됩니다. 도입을 고려한다면, 가격과 이용 약관 적합성을 따져봐야 합니다.
NAS와 클라우드 스토리지 도입을 검토 중이시라면 데이터의 중요성, 장애 확률, 운용의 수고, 가격 등을 잘 비교해 주십시오.