[그림으로 공부하는 IT 인프라 구조] 제2장 서버를 열어보자

[제2장 서버를 열어보자]

2.1 물리서버

2.1.1 서버 외관과 설치 장소

서버는 랙(Rack)에 장착되며, 서버를 설치할 때 중요한 정보로는 서버 크기, 소비전력, 중량이 있다.

2.1.2 서버 내부 구성

서버 내부는 CPU, 메모리, HDD 등의 컴포넌트가 연결된 버스(BUS)로 구성되어 있다. 서버와 PC는 기본적인 물리적인 구성은 비슷하지만, 서버는 전원이 이중화되어 있어 장애에 강하고 대용량 CPU나 메모리가 탑재돼있다는 것이 PC와의 차이점이다.

2.2 CPU(Central Processing Unit)

CPU는 서버 중심에 위치하여 연산 처리를 수행한다. OS가 내린 명령을 받아 실행하고 결과를 반환하며, OS에 명령을 내리는 것은 OS에서 동작하는 웹 서버나 데이터베이스의 실체인 프로세스, 사용자 입력(키보드, 마우스 등)이다. OS, 프로그램은 메모리와 HDD에 존재한다.

2.3 메모리

메모리는 CPU에 전달되는 내용이나 데이터를 저장하고 처리 결과를 받는다. 메모리에 저장된 정보는 영속성이 없다.

2.4 I/O 장치

2.4.1 하드디스크 드라이브(HDD)

하드디스크는 장기 저장을 위한 공간으로, 전기가 흐르지 않아도 데이터가 유지된다.(메모리는 전기가 흐르지 않으면 데이터가 사라진다.) HDD와 SSD(Solid State Disk)의 차이는 물리적인 회전 요소의 존재 여부이며, HDD는 물리적인 회전 요소를 사용하기 때문에 메모리처럼 순식간에 액세스할 수 없어 속도가 느리다. SSD는 반도체 디스크로 물리적 회전 요소를 사용하지 않아 속도가 빠르다. HDD가 많이 탑재돼 있는 하드웨어를 스토리지라고 한다. 서버와 I/O의 데이터 교환은 캐시를 통해서 한다.

2.4.2 네트워크 인터페이스

네트워크 인터페이스는 서버와 외부 장치를 연결하는데 사용되며, 외부 장비에는 네트워크에 연결된 다른 서버나 저장소 장치가 포함된다.

2.4.3 I/O 제어

대량의 I/O 및 통신처리를 서버에서 감당하고 있으므로 PCI 컨트롤러가 병목지점이 되지 않도록 CPU가 직접 제어한다. 효율적인 처리를 위해 I/O 관련 처리는 I/O와 가까운 곳(즉, CPU와 멀리 떨어진 곳)에서 이루어져야 한다.

2.5 버스

버스는 서버 내의 컴포넌트들을 연결하는 회선으로, 데이터 전송 능력인 대역이 중요하다.

2.5.1 대역

대역은 데이터 전송 능력을 의미하며, 전송폭(한 번에 데이터를 보낼 수 있는 데이터의 폭)과 전송횟수(1초에 전송할 수 있는 횟수)의 곱으로 표현된다.

2.5.2 버스 대역

CPU에 가까울수록 버스 대역이 크며, CPU와 장치 사이에 병목 현상이 없어야 한다는 것이 버스 흐름에서 가장 중요한 점이다.

2.6 정리

데이터 저장소는 CPU에 가까울수록 고속(캐시 등)이며, 멀수록 대용량(HDD 등)이다.

하드웨어는 시스템의 가장 기반이 되는 부분이고, 애플리케이션이나 OS는 하드웨어를 움직이기 위한 프로그램 집합이다. 프로그램이 동작하면 하드웨어가 어떤 식으로 동작하는지 이해(하드웨어에서의 데이터 흐름을 이해)한 후 이것을 바탕으로 새로운 구조나 시스템을 만드는 것이 진정한 IT 엔지니어가 할 일이다.

 

* 나중에 할 일

- 데스크탑을 사게 되면 조립 PC로 사려고 했는데, 마침 이 책에서 PC 하드웨어를 이해하기 가장 좋은 방법이 직접 조립 PC를 맞춰보는 일이라고 하여 나중에 코딩용 데스크탑에 필요한 부품을 직접 골라보려고 한다.

필요한 부품 : CPU, 마더보드, PC 케이스, 팬, 전원장치, 메모리, 그래픽, RAID 포트 등 기타 주변 장치, 모니터 등