[중국철도과학연구원] Hitachi VSP G1000을 통해 성능 개선을 이룬 중국 열차 예매 시스템 12306.cn

1950년에 설립된 중국 철도부 과학 연구원(Chinese Academy of Railway Science, 이하 CARS)은 종합연구기관으로서, 중국 철도 시스템이 겪고 있는 기술적인 문제들을 집중 연구하고 이를 개선하기 위한 현대화 작업을 담당하고 있다. 

신년 춘절을 비롯하여 각종 명절 때마다 수백만 명의 민족 대이동이 이루어지는 중국에서는 철도가 가장 보편화 된 교통 수단이다. 최근에는 철도 예약 시스템에 대한 수요가 점점 더 높아졌다. 이에 CARS에서는 최근 기차역에서의 혼잡을 최소화하기 위해 새로운 예약 사이트 12306.cn을 구축했다. 이 사이트는 모바일 디바이스에 설치하는 애플리케이션과도 연동되어 티켓 예매 및 결제, 조회, 취소 등의 절차를 간소화시키는 것이 목적으로, 현재 12306.cn은 매일 수백만 명이 방문하고 있다. 2014년 한해 동안 956만 건의 티켓 예매를 기록하는 등 지속적으로 온라인 티켓 사이트 이용률이 높아지는 가운데 페이지뷰의 경우 297억 뷰로 집계되고 있다.

도전과제: 인터넷 열차 예매의 증가에 따른 인프라 리뉴얼

사용자의 규모가 지속적으로 증가했기에 웹사이트 성능 개선이 시급한 과제였다. 성능 향상과 더불어 미래 수요까지도 대비하기 위해, CARS는 스토리지 업그레이드를 계획했다. 

기존의 전자 티켓팅 시스템은 메인프레임 및 마이크로컴퓨터 조합의 클러스터를 기반으로 구축되어 있었다. 스케일 아웃형 인프라를 감당하기에 마이크로컴퓨터 클러스터의 성능 개선 효과는 매우 미비함에 따라 하루에 천만 건에 달하는 티켓 판매량을 효과적으로 지원하기 어려운 상황이었다. 이로 인해 CAPEX와 OPEX 모두 꾸준히 증가했으며, 그 외에도 액티브-액티브 데이터센터 구축 및 비즈니스 연속성 보장에 어려움이 있었다. 

기존 데이터센터는 본부의 1차 티켓 센터와 CARS의 2차 티켓 센터로 이루어져 있었다. 2대의 Hitachi VSP(Virtual Storage Platform)가 두 개의 데이터센터에 각각 배치되어 운영되었고, 1차 티켓 센터의 경우 마이크로컴퓨터 클러스터를 사용한 반면 2차 센터는 x86 서버 기반의 아키텍처를 사용했다. 

차세대 발권 시스템 프로젝트에 돌입한 12306.cn 시스템은 여러 가지 도전과제들을 안고 있었다. 먼저 기존의 마이크로컴퓨터 서버 모드를 단일 데이터 센터의 가상화 기반 서버 플랫폼으로 전환해야 했다. 액티브-액티브 데이터 센터를 구현함으로써 액티브-액티브 서버 클러스터 및 스토리지 클러스터, 네트워크 이슈를 모두 만족시켜야 했기에 인프라단과 애플리케이션 플랫폼단 모두에서 재기획 및 설계가 이루어져야 했다. 특히 스토리지단에서 해결되어야 하는 부분은 다음과 같다.

- 원격 스토리지 클러스터 페어링 및 라이브
- SAN 네트워크 모니터링 및 관리
- 스토리지 성능 모니터링 및 관리
- 저장소 액티브-액티브 모니터링 및 관리

솔루션: 10km 떨어진 데이터센터의 액티브-액티브 운영

VMware 가상 머신 기반의 12306.cn 발권 및 예약 시스템은 Sybase 데이터베이스 기반의 애플리케이션 시스템을 사용했다. CARS는 VMware vMotion을 이용해 Sybase 시스템의 마이그레이션을 진행하고자 했다. 마이그레이션에 소요되는 예상 기간은 1주였고, 구축과 마이그레이션이 동시에 이루어졌기 때문에 어떠한 다운타임도 발생하지 않았다. HDS는 스토리지 리소스 할당을 담당했고, 실제 마이그레이션은 VMware 시스템 통합업체에서 수행했다. 

프로젝트 착수 이후 코어 시스템은 Hitachi 스토리지에서 운영되었으며, Hitachi Universal Storage Platform(USP)에서 시작하여 이후 Virtual Storage Platform(VSP)과 VSP G1000으로 옮겨졌다.

12360.cn은 서로 10km 떨어진 두 곳에서 데이터센터를 운영해왔다. 각각의 데이터센터에 VSP G1000이 설치됐고, CARS는 글로벌 액티브 디바이스(Global Active Device, GAD) 기능을 사용하여 액티브-액티브 환경을 구축했다. CARS는 VSP G1000 외에도 VSP와 USP-V를 보유했으며, 이 모델은 기저의 티켓 라이브러리 시스템에 사용됐다. HDS는 이와 함께 Hitachi Replication Manager, Hitachi Tuning Manager, 그리고 Hitachi Storage Virtualization Operating System(SVOS)을 공급했다. 또한 Hitachi Device Manager 소프트웨어를 사용해 전체 Hitachi 스토리지를 통합 관리하고, 5개의 풀에 Hitachi Dynamic Provisioning을 통해 티켓팅 시스템 내 서브 애플리케이션을 지원했다.

이번 프로젝트는 호스팅에서부터 장애와 장애 복구 전체 단계가 액티브-액티브 운영을 유지하도록 설계되었다. 하나의 데이터센터에 장애가 발생하면 가상머신 레벨 클러스터의 시스템을 사용하여 다른 데이터센터로 이동시킬 수 있다. 또한 데이터센터의 스토리지에 장애가 발생하는 경우 연결된 데이터센터 스토리지 시스템으로 직접 이동이 가능하므로 다운타임이 발생하지 않는다. 즉 실질적인 액티브-액티브 데이터센터를 운영할 수 있는 것이다. 

설계와 구축은 HDS의 Global Services Solutions(GSS)팀에서 담당했다. GSS팀은 전체 하드웨어 및 소프트웨어가 기준에 부합하도록 보장하고 고객의 기대 수준 이상을 달성하는 데 중요한 역할을 했다. GSS팀에서 관여하는 서비스는 Hitachi Dynamic Provisioning을 비롯해 트랜스포메이션 기획 및 설계, SAN 구축, GAD 및 Hitachi Tuning Manager 적용 등에 대한 부분이다.

도입 효과: 새로운 경쟁력의 확보

Hitachi는 이번 프로젝트를 통해 새로운 VSP G1000의 경쟁력을 입증할 수 있었다.

아키텍처의 간소화

별도의 가상화 레이어가 요구되는 VPLEX와 같은 솔루션과 달리 VSP G1000의 GAD 솔루션은 CARS에서 익숙하게 운영해왔던 “호스트-SAN-스토리지” 3중 구조를 변화시킬 필요가 없었다. 인프라단의 복잡성을 증가시키는 것은 장애 포인트가 늘어나는 것을 의미하고, 결과적으로 운영 및 유지보수에 어려움을 가져온다. HDS 솔루션은 전체 인프라에 대한 복잡성을 줄이기 위해 기존의 3중 구조 아키텍처를 그대로 채용했다. VPLEX의 경우 이 3중 구조 외에도 기존 스트럭처와 다른 별도의 VPLEX를 추가해야 했으며, 이 경우 복잡성이 크게 증가하게 된다. 

대량의 서버에 대한 손쉬운 관리

인터넷 기반 전자 예매 시스템인 12306.cn 차세대 프로젝트의 2단계는 마이크로컴퓨터 시스템에서 x86 기반의 플랫폼으로 전환함으로써 액티브-액티브 데이터센터를 운영하는 것이었다. 각각의 데이터센터에 32대의 x86 서버가 운영되고 있었고, 이 단계에서 서버에 연결되는 64 Fiber Channel만큼 추가 서버가 구축되어야 했다. 시스템 성능을 보장하고 운영 및 유지 보수를 간소화하기 위해 CARS는 Fiber Channel 서버와 백엔드 스토리지 비율을 1:1로 맞추길 원했다. 즉 호스트에 연결되는 64 Fiber Channel 포트만큼의 스토리지를 필요로 하는 동시에, 미래 수요에 대비할 수 있어야 했다. VSP G1000은 호스트 인터페이스 면에서 CARS의 기대 수준을 단연 만족시킬 만큼 높은 확장성을 보장하는 제품이었다. 

미래에 대비한 확장성 

이번 프로젝트의 목표는 일 판매 기준 천만 건을 수용할 수 있을 만큼의 인프라였다. 그러나 중국이 고속철 개발을 앞두고 있는 만큼 목표 수치는 훨씬 더 늘어날 가능성이 있다. 최종 목표는 아직 정해지지 않았으나, 티켓팅 시스템은 철도 산업 혁신의 핵심이 되는 만큼 이번 프로젝트는 앞으로의 가능성을 여는 중요한 단계로 기록될 전망이다. 미래 중국 철도 시스템이 빠르게 성장하기에 시스템 확장도 피할 수 없을 것이며, 결국 호스트 포트 및 캐시, 디스크 면에서의 확장성은 스토리지 선택의 중요한 기준이 된다. Hitachi VSP G1000은 현재와 미래의 요구에 완벽하게 부합하는 플랫폼으로서 인터넷 기반 열차 예매 시스템에 중요한 기반을 제공했다.

비즈니스 연속성 확보

HDS의 GAD 솔루션은 단일 데이터센터에서 액티브-액티브 데이터센터로의 전환을 가능하게 하는 중요한 역할을 수행함으로써 인터넷 기반 티켓팅 시스템이 비즈니스 연속성을 보장하도록 했다.

데이터센터 상면 절감

이번 프로젝트에서는 각각의 데이터센터 내에 단 1대의 표준 스토리지 랙을 설치할 수 밖에 없었다. Hitachi VSP G1000은 기존 시스템의 마이그레이션을 통해 이 조건에 완벽하게 부합했고, CARS는 상면비용 및 에너지비용을 80% 가까이 줄일 수 있었다. HDS 솔루션은 데이터센터의 상면 및 전력 소비 절감과 더불어 향후 시스템 확장을 고려한 새로운 표준을 제시했다.