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TECH M

실시간 데이터 경제의 탄생 주목하라

COVER STORY 엣지컴퓨팅이 몰고올 기회

2018-04-10조경호 시스코시스템즈코리아 수석

[테크M=조경호 시스코시스템즈코리아 수석]  글로벌 디지털 플레이어들의 마케팅 활동으로 아마존웹서비스(AWS), 마이크로소프트 애저(Azure) 등과 같은 클라우드컴퓨팅 서비스는 낯설지 않은 단어가 됐다. 비싸고 관리하기 어려운 서버를 더 이상 구매하지 말고, 필요한 시점에 필요한 만큼 하드웨어 및 소프트웨어 자원을 빌려쓴다는 개념은 꽤나 매력적이다. 클라우드는 빅데이터 및 인공지능 엔진까지 탑재해 못하는 것이 없어 보인다. 클라우드컴퓨팅은 한 번 쓰면 쉽게 다른 회사 플랫폼으로 바꾸기 쉽지 않기 때문에 글로벌 플레이어들은 다양한 기능을 선보이며 점유율 확대에 적극 나서고 있다. 이에 따라 IT시장은 점점 빠른 속도로 클라우드컴퓨팅 중심으로 재편되고 있다.

하지만 사물인터넷(IoT)은 클라우드컴퓨팅만으로 커버하기 어려운 측면이 있다. IoT는 네트워킹 기능을 가진 사물을 말하며 일반인들이 많이 접하는 IoT와 산업현장에서 많이 쓰이는 산업 IoT로 구분된다. 일반인들을 위한 IoT는 인공지능 청소기, 스마트 독서 스탠드 등 홈 IoT를 포함한 우리 생활 주변에서 접할 수 있는 제품들을 꼽을 수 있다. 산업 IoT는 스마트 헬멧, 스마트 센서 등 산업현장에서 사용하는 제품들이다.

사물에 네트워크 연결 기능이 들어가야할 필요성은 점점 커지고 있다. 이를 가능케 하는 기술에 대한 관심도 고조되고 있다.

네트워크 기능이 없는 사물에 네트워크 기능을 제공하려면 어떻게 해야 할까? 현재로선 엣지컴퓨팅, 또는 포그컴퓨팅이라고 불리는 기술이 이를 가능케 하는 가장 현실적인 후보로 꼽힌다.

시장 조사 업체 IDC에 따르면, 엣지컴퓨팅은 단말과 클라우드를 제외하고, 그 사이에 존재하는 모든 컴퓨팅 기능이 포함된다. 개방성과 표준 준수 등에 대한 개념이 미흡했지만 최근 들어 관련 표준이 나오고 있다. 포그컴퓨팅은 엣지컴퓨팅에 단말까지 포함된 영역을 다루는 개념이다. 연산, 저장, 네트워크 등의 자원을 단말, 엣지, 클라우드 중 어느 곳에 배치하는 것이 적절한지 다룬다. 포그컴퓨팅에서는 단말, 엣지컴퓨팅, 클라우드컴퓨팅이 각각의 층(Tier)으로 분류된다. 이제부터 설명의 편의를 위해 엣지와 포그컴퓨팅을 분리하지 않고 엣지/포그컴퓨팅으로 표기하기로 한다.

데이터 처리 효율성 강화

클라우드컴퓨팅과 비교해 엣지/포그컴퓨팅만의 장점을 살펴보자. 우선 단말에 네트워크 기능을 부여한다.

실시간 데이터 분석, 변환, 취합, 요약, 모니터링, 상황에 따른 판단, 새로운 데이터 생성, 알람, 정보 제공 등의 컴퓨터 연산 기능을 제공한다. 그리고 최적화를 통해 데이터를 압축하고 기업 데이터센터나 클라우드로 데이터를 전송하는 역할을 맡는다.

물리적으로 멀리 떨어진 클라우드까지 데이터가 전송되고, 클라우드에서 분석을 거친 뒤 다시 현장에 투입된 기기에 피드백을 주기까지는 수백 밀리세컨드(ms) 의 시간이 소요된다. 어떤 상황에선 충분히 빠른 시간일 수 있으나 실시간 판단 및 제어를 해야 하는 경우 이 같은 지연 시간은 문제로 이어질 수 있다. 지연 시간 때문에 열차가 선로를 이탈할 수도 있고, 물류센터에 있는 자동분류기가 오분류를 하는 장면이 연출될 수 있다. 이를 해결하기 위해서는 현장 근처에 연산, 저장, 네트워킹 능력을 갖춘 컴퓨팅 인프라를 배치하는 것이 필수적이다.

미국 통신 업체 버라이즌은 “2015년 세계에 보급된 사물인터넷 기기는 12억개, 2020년까지 54억개로 늘어날 것”으로 전망했다. 불과 5년 만에 디지털 기기가 4.5배나 늘어난다는 얘기다. 디지털 기기들이 생산하는 데이터의 양도 기하급수적으로 늘어나고 있다. 보잉 747기가 한번 비행에서 생산하는 정보량은 500기가바이트(GB)에 이른다. 핵 발전소, 반도체 공장, 자율주행차 보급을 감안하면 데이터가 쌓이는 속도는 더욱 빨라질 것이다. 델 등 스토리지 기업들은 “2년 마다 디지털 세계가 두 배로 커지고 있으며, 2020년까지 축적될 데이터는 40조  GB”라고 예상한다.

IoT 기기를 통해 급증하는 데이터를 클라우드로 무작정 올리면 네트워크 트래픽이 폭증할 수밖에 없다. 클라우드 공간도 심각한 소화 불량에 걸리게 마련이다. 통신 속도, 안전성, 보안 문제 등도 자주 발생할 수 있다. 엣지/포그컴퓨팅은 이 같은 상황에 대처하는데 유용하다. 꼭 필요한 데이터만 필터링해 클라우드로 올리고 나머지는 엣지/포그컴퓨팅 영역에 보관하면 효율적인 것은 물론 비용도 절감할 수 있다.

새로운 비즈니스 모델 주목

엣지/포그컴퓨팅은 과거에는 없었던 비즈니스 모델을 기업들에게 제시할 수 있는 잠재력을 갖췄다.

당장 산업계에 적용할만한 비즈니스 사례는 아래와 같다. 우선  엣지컴퓨팅을 활용한 연결 비즈니스다. 산업 현장에는 네트워크에 연결되지 않은 기기들이(Unconnected Device) 매우 많다. 엣지/포그컴퓨팅을 활용하면 이러한 기기들을 쉽게 연결해 필요한 곳으로 빠르게 전달할 수 있다. 국내도 많은 공장들에 있는 설비를 연결하고, 센서를 부착한 후 제품 상태, 공장 운영 환경을 실시간으로 모니터링할 수 있는 기회가 많다.

엣지/포그컴퓨팅을 활용해 복잡한 이벤트 프로세스(Complex Event Processing)를 구현할 수 있다. 기기에 네트워크를 연결하면 이벤트에 따라 처리하는 룰을 만드는 비즈니스가 좋은 기회가 될 수 있다. 예를 들면 설비에 부착된 진동센서 값을 모니터링하다 특정 값 이상으로 진동이 발생할 경우 담당자에게 실시간 점검 요청 알람을 보낼 수 있다.

머신러닝 등 인공지능(AI) 기술을 기반으로 새로운 룰을 생성한 후 엣지/포그컴퓨팅 환경으로 룰을 배포하는 시나리오도 매력적이다. 센서에서 수집된 로우 데이터(Raw Data)를 클라우드에 설치된 머신러닝을 통해 최적의 룰을 생성하고 엣지/포그컴퓨팅 인프라로 배포해 새로운 룰 기반으로 인프라가 운영되도록 할 수 있다.

엣지/포그컴퓨팅 시장이 커지면서, 라즈베리파이, 아두이노, 비글본 등의 오픈소스 하드웨어는 물론이고, 시스코시스템즈, HPE, 델, IBM, 삼성전자 같은 글로벌 IT 플레이어들도 공격모드로 전환하기 시작했다. 이들 업체는 다양한 종류의 하드웨어를 여러 산업에 적용하며 관련 레퍼런스를 늘려가고 있다.

소프트웨어 영역에서는 IIC(Industrial Internet Consortium), OCF(Open Connectivity Foundation), OPNFV(Open Platform for Network Function Virtualization), MEC(Multi- access Edge Computing), 오픈포그 컨소시엄(OpenFog Consortium), 엣지X 파운드리(EdgeX Foudry) 등 여러 단체에서 다양한 표준을 선보이고 있다.

이중 시스코시스템즈, ARM, 델, 인텔, 마이크로소프트, 폭스콘(Foxconn), 프린스턴대학 등이 참여하는 오픈포그 컨소시엄은 유관 표준화 단체들과 협력해 개방형 표준 기반으로 보안, 확장성, 개방성, 자동화, RAS, 민첩성, 계층(Hierarchy), 프로그래머빌리티 등의 기능을 포함하는 레퍼런스 아키텍처를 배포하고 있다.

정리하면 엣지/포그컴퓨팅은 반드시 필요하며, 기업들은 단순 데이터 처리 외에 복잡한 이벤트 프로세싱, 압축 등을 위해 개방성, 표준 준수 등이 반영된 플랫폼을 도입할 필요가 있다. 이를 기반으로 프로젝트를 진행한다면 시행착오를 최소화할 수 있을 것이다.

<본 기사는 테크M 제60호(2018년 4월) 기사입니다>