엣지 컴퓨팅으로의 패러다임 전환을 이끄는 사물인터넷

저자:
Mikael Berggren, Director of Business Development, Data Center Solutions, ICTBG, Delta Electronics (Netherlands)

이미 예전부터 IT 업계는 거대한 데이터의 빙산이 다가오고 있다는 것을 알아챘다. 소위 사물인터넷(internet of things)이라는 커넥티드 디바이스들이 빠르게 증가함에 따라 우리는 점점 이러한 데이터의 빙산과 충돌하는 방향으로 나아가고 있다. 이제는 이를 피하기 위한 대책을 마련해야 할 시간이며, 엣지 컴퓨팅은 목전에 닥친 데이터 과부하를 회피할 수 있는 최고의 기회가 될 수도 있다.

오늘 하루에만 전 세계는 추가적으로 2.5 엑사바이트의 데이터를 생성할 것이다. 이것은 매우 많은 데이터이지만 우리가 앞으로 경험하게 될 것에 비하면 아무것도 아니다. 예측에 따르면 2025년까지 자동차는 매달 10 엑사바이트의 데이터를 클라우드로 전송하거나 클라우드로부터 전송 받게 될 것이다. 자동차 업계는 수 많은 데이터 응용분야 중 단 하나에 불과하며, 그 밖에도 아직까지 우리가 생각해내지 못한 응용분야도 있을 수 있다.

그렇다면 아직까지 빙산의 일각에 불과하지만 앞으로 우리를 덮칠 거대한 데이터의 물결(다시 말해 사물인터넷)을 데이터 센터가 피하기 위해서는 어떻게 해야 할 것인가? 클라우드에 대한 연결이 항상 충분히 빠르지는 않으며 백엔드에서 IoT 규모의 데이터를 처리하는 능력이 없다는 것을 고려해 볼 필요가 있다. 그러면 앞으로는 많은 데이터 중에서 실제로 클라우드에 도달하는 데이터가 어느 것인지를 선택해야만 할 것이라는 점이 확실하다. Cisco사의 Helder Antun는 “대부분의 시나리오에서 클라우드와 엣지 디바이스를 연결하는 강력하고 안정적인 두꺼운 파이프를 통하여 모든 것이 클라우드 내에서 이루어질 것이라는 가정은 전혀 현실적이지 않다”고 말하였다.

모든 것은 CDN과 함께 시작된다

우리가 엣지 컴퓨팅의 정의를 현재 화제가 되고 있는 기술들 외로 조금 더 확대하기를 원하더라도 그다지 새로울 것은 없다. CDN, 즉 콘텐츠 접속망(Content delivery network)은 90년대부터 사용되어 왔다 (예: Akamai의 CDN). CDN은 여러 장소에 정적 콘텐츠(static content)를 배분하여 이러한 콘텐츠 정보가 실제로 사용되고 있는 곳과 더 가까운 곳에 위치하도록 만드는 방식이다. 이것은 비디오 영상의 스트리밍과 같은 데이터를 빠르게 전송하는데 매우 효율적인 모델인 것으로 입증되었다. 엣지 컴퓨팅은 이러한 방식을 기반으로 한다. 하지만 엣지 컴퓨팅은 단지 콘텐츠를 저장하고 제공하기만 하는 엣지 인근의 개별 노드 대신에 데이터를 수신하고 처리하는 역할도 한다.

클라우드 컴퓨팅이 출현한 이래로 사용자와 데이터 센터 사이에 이러한 인텔리전트 노드(intelligent node)가 추가된 것은 매우 중요한 발전이다. 이러한 매시업(mashup) 덕분에 클라우드가 제공하는 유연성과 접근성을 활용하여 온프레미스 솔루션(on-premise solution)의 데이터 보호를 향상시키는 동시에 레이턴시는 더욱 낮추는 시나리오가 가능하게 되었다.

달라진 부분

오늘날의 수 많은 응용분야들은 우리가 데이터를 이동시키고 처리하는 방식에 대하여 새로운 것들을 요구하고 있다. 무인 자동차, 스마트 홈, 스마트 제조는 여러 가지 유용한 데이터를 생성하는 커넥티드 디바이스와 관련이 있다. 센서 단독으로 제공하는 원시 데이터(raw data)만으로는 트래픽 정체를 방지하거나 공장 장비에 대한 예방적 정비를 수행하거나 사랑하는 자녀가 집에 안전하게 도착하였음을 알려주는 문자 메시지를 수신하는데 도움이 되지 않을 것이다. 이 모든 작업들은 실시간 분석, 머신 러닝 또는 그 밖의 몇몇 인공지능과 같은 특정한 데이터 프로세싱 과정을 요구한다.

현 시점에서 이러한 프로세싱 중 대부분은 대규모 빅 데이터 센터에서 이루어지고 있다. 하지만 컴퓨팅 자원(compute resource)에 대한 수요가 더욱 증가함에 따라, 이러한 방식은 더 이상 실현 가능한 모델이 아니다. 위에 언급한 유스케이스들(use case)은 더 많은 데이터를 생성할 것이며, 클라우드가 제공할 수 있는 것보다 더 빠른 응답 시간을 요구할 것이다.

현재 모든 데이터의 단 10%만이 클라우드 또는 데이터 센터 밖에서 처리된다. 가트너(Gartner) 사는 2022년까지 전체 데이터에서 상당히 많은 비율을 차지하는 50%의 데이터가 다른 곳에서 처리될 것으로 예측하고 있다 (읽기: 엣지에서). 장래에 엣지(edge)를 정의하는데 도움이 될 또 다른 기술적 발전은 미국을 비롯한 많은 국가에서 현재 진행 중인 5G 모바일 네트워크로의 전환이다. 통신사업자들은 통신망을 업그레이드함에 따라 새로운 모바일 5G 기지국의 인근에 마이크로 데이터 센터(edge micro data center)를 배치하는 중이거나 이것의 추가적인 설치를 적극적으로 고려하고 있다.

다양한 신기술

현재 많은 신기술들이 디바이스와 클라우드 사이의 공간에 도입되고 있으며, 이 모든 기술들은 유리한 위치를 차지하기 위하여 서로 경쟁하고 있다. 몇 가지만 예를 들자면 우리는 Microsoft Azure의 IoT Edge, AWS Greengrass, AWS Lambda, 그리고 Intel이 참여하고 있는 Akraino Edge Stack 등을 사용할 수 있다.

수평 또는 수직?

이처럼 앞날이 촉망되는 엣지 기술 중에는 IoT 디바이스와 엣지 서버로부터 클라우드까지 모든 것을 다루는 수직적 솔루션과 다양한 디바이스에 엣지 컴퓨팅 기능을 추가하는 것을 목적으로 하는 수평적 솔루션이 (예: 컨테이너 내부에서 구동되는 앱 또는 주어진 인프라 내의 다양한 디바이스에서 실행되는 하이퍼바이저) 있다.

리스크와 보상

스토리지와 컴퓨팅 자원을 데이터의 소스와 더 가까이 배치함으로써 레이턴시(latency)와 필요한 클라우드 대역폭이 크게 감소된다. 하지만 보안은 어떨까? 이것은 경우에 따라 크게 달라질 수 있다. 몇몇 전문가들은 오픈 인터넷(망중립적인 인터넷)에서 이동하는 데이터의 양을 제한함으로써 엣지 컴퓨팅이 보안을 크게 향상시킨다고 생각한다. 그리고 기업의 구내를 떠나서는 안 되는 민감한 데이터를 보유한 기업의 경우에 이것은 큰 장점이 될 수 있다. 이에 반하여 많은 수의 IoT 디바이스를 추가하고 엣지 서버들을 포함하는 별도의 인프라스트럭처 레벨을 추가하는 것은 악의를 가지고 있는 자들에게 더 넓은 공격 부위를 제공하게 된다. 왜냐하면 당신이 추가하는 각각의 엔드포인트마다 외부의 위협을 받을 수 있으며 코어 네트워크로 침입하는 경로를 제공할 수 있기 때문이다.

누가 엣지를 소유하게 될 것인가?

클라우드에서 엣지로 인프라스트럭처를 이동하는 것과 관련된 또 다른 문제는 소유권, 운영, 유지보수에 대한 문제이다. 클라우드 컴퓨팅은 기업의 관리 부담과 유지보수 부담을 크게 감소시켜 주기 때문에, 기업들은 지금까지 클라우드 컴퓨팅을 활용해왔다. 그렇다면 컴퓨팅 인프라스트럭처가 다시 엣지로 돌아가는 경우, 과연 누가 이것을 소유하고 운영할 것인가?

지금으로서는 이러한 의문에 대답하기가 어렵다. 왜냐하면 결국 어느 기술이 우위를 점하게 될 것인지는 아직까지 불분명하기 때문이다. 한 가지 확실한 점은 장래에 누가 엣지 데이터 센터를 맡게 되든 이러한 시설의 규모가 크든 작든 상관 없이, 효율성이 매우 중요한 요소가 될 것이라는 점이다. 그리고 컴퓨팅 효율의 측면에서 대규모 데이터 센터를 능가하는 것은 결코 쉽지 않으며, 컴퓨팅의 신뢰성 또한 마찬가지이다. 이러한 이유 때문에 나는 모든 클라이언트의 엣지 컴퓨팅 용도에 알맞은 원스톱 솔루션은 존재하지 않는다고 생각한다. 모든 엣지 컴퓨팅 시설은 각각의 용도에 적합하게 맞춤 제작되어야 할 것이다. 하지만 시설의 규모에 관계 없이 미래의 데이터 센터 인프라스트럭처는 (특히 전력 및 냉각 인프라는) 데이터가 엣지로 이동함에 따라 더욱 중요하게 될 것이다.