새로운 클라우드 혁명 엣지 디바이스

• 연구주제 : 새로운 클라우드 혁명 엣지 디바이스
• 연구목적 : 기존의 클라우드 서비스와 엣지 컴퓨팅 비교
• 연구일시 : 2020년 01월 15일 09:00~17:00
• 연구자 : 이재환 ljh951103@naver.com
• 연구장비 : HP EliteDesk 800 G4 TWR
• 관련연구 : EdgeDevice, EdgeComputing

서론

엣지 컴퓨팅의 등장

지난해 12월 24일, 삼성SDS 멘토링에서 잠시 EdgeDevice에 대하여 언급한 바 있다. 삼성SDS 현업에서 오랫동안 일하신 직원분이 미래의 중요한 키워드라고 꼭 기억해두시라고 강조하셨었다. 그래서 이번 기회에 EdgeDevice(EdgeComputing)에 대하여 연구해보고자 한다.

초기 컴퓨터가 등장했을 때에는 컴퓨터가 매우 거대했고 이후 컴퓨터는 널리 보급되면서 개인들이 소유하게 되었고 여러 장소로 분산되었다.

이후 2000년대에는 인터넷과 클라우드 컴퓨팅이 보편화되고 휴대폰, 태블릿과 같은 소형 디바이스들이 보편화되어 컴퓨터는 하나의 서버인 중앙(클라우드)으로 다시 모이게 되었다.

이렇듯 클라우드 컴퓨팅은 21세기 초에 걸쳐 상용화되었고 매우 혁신적인 기술로써 우리 삶에 많은 영향을 끼지고 있다. 우리는 네이버의 네이버 클라우드나 구글의 구글 드라이브, 애플의 I Cloud등 클라우드 서비스를 매우 유용하게 사용하고 있다. 이러한 클라우드 서비스를 위해서는 대규모 데이터 서버와 함께 대용량 서버들을 구축한다.

중앙 집중형 클라우드를 통하여 효율적인 운영이 가능하지만 중앙에서 모든 데이터를 관리하기 때문에 데이터 유출이나 지연의 문제가 발생할 수 있다. 그래서 이런 클라우드의 단점을 보완해야한다는 환경 속에서 클라우드를 다시 분산 배치하는 엣지 클라우드 컴퓨팅이 등장하였다.

본론

엣지 컴퓨팅?

엣지 컴퓨팅이 무엇일까? ‘Edge Computing’ 단어 그래도 가장자리에서의 컴퓨팅이다. 즉, 사용자 기기와 가까운 네트워크의 가장자리에서 컴퓨팅을 지원하는 것을 의미한다. 물리적으로 떨어진 클라우드 서버에서 데이터를 관리하는 것이 아니라 엣지에서 개발 데이터를 분석하고 활용하는 기술이다. 즉, 데이터 수집 및 분석, 처리 등의 주요기능을 여러 위치에서 분산적으로 수행하는 개념이다. 이러한 기술은 데이터가 수집되면 엣지에서 데이터를 즉시 분석하고 적용하기 때문에 클라우드보다 처리시간이 빠르고 데이터 관리가 안전하다.

위의 사진과 같이 엣지 디바이스들에서 클라우드 컴퓨터로의 접근하는게 아니라 엣지 노드로 접근한다. 즉, 엣지 노드에서 데이터를 관리하고 처리함으로써 사용자에게 제공된다.

이러한 엣지 컴퓨팅은 많은 장점을 지니고 있다.

클라우드 컴퓨팅 vs 엣지 컴퓨팅

엣지컴퓨팅이 유리한 점

장점1. 실시간 데이터 처리를 지원

기존의 클라우드 컴퓨팅의 경우 곳곳에 퍼져있는 모든 데이터들이 하나의 메인 서버로 접근하기 때문에 지연시간의 문제가 발생한다. 엣지 컴퓨팅은 단말과 물리적으로 가까운 위치에 있는 엣지에서 데이터를 처리함으로 써 지연시간을 줄일 수 있다. 발생하는 데이터 대부분은 상대적으로 빠르고 간단한 처리를 요구하기 때문에 엣지 컴퓨팅으로 빠른 서비스 처리가 가능하다.

장점2. 데이터 부하 감소

클라우드 컴퓨팅과는 달리 엣지 컴퓨팅은 해당 기기에서 발생되는 데이터만 처리하기 때문에 부하를 줄일 수 있다. 그렇기 때문에 엣지 컴퓨팅으로 클라우드로의 데이터 전송량 또한 줄일 수 있어 데이터 병목 현상을 줄일 수 있다.

장점3. 보안 강화

클라우드 컴퓨팅의 경우 모든 정보가 한 곳에 집중돼 해킹의 표적이 되기 쉽다. 반면 엣지 컴퓨팅은 데이터 수집과 처리를 자체적으로 처리하기 때문에 클라우드 컴퓨팅에 비해 상대적으로 보안적인 면이 뛰어나다고 볼 수 있다. 실제로 민감한 정보는 엣지에서 처리하고 나머지 필요한 정보만 암호화하여 클라우드 센터로 전송하면 기존 대비 보안성을 높일 수 있다.

장점4. 인프라 안정성 강화

클라우드 컴퓨팅에서는 데이터센터가 다운되면 연결된 디바이스들도 필요한 기능을 이용할 수 없다. 반면 엣지 컴퓨팅을 적용하면 엣지에서 데이터 처리가 가능해 클라우드로의 접근이 어렵더라도 엣지에서 받을 수 있기 때문에 서비스를 유지할 수 있다.

장점5. 장애대응

엣지 컴퓨팅을 이용하면 자체적으로 컴퓨팅을 수행하기 때문에 클라우딩 컴퓨팅 서버가 마비되었을 때에는 치명적인 타격을 입지만 엣지 컴퓨팅의 경우는 효과적으로 장애에 대응할 수 있다.

적용 사례

1. 자율주행차

차량에 부착된 센서에서 실시간으로 데이터를 수집해 앞차 간 거리 유지나 주변 도로 상황, 차량 흐름 등을 파악하고 돌발상황시 신속하게 대처하여 사고를 피할 수 있도록 하고있다.

1. 스마트 팩토리

엣지 컴퓨팅이 적용된 스마트 팩토리를 살펴보면 공장내 온, 습도 조절이나 가동 현황을 실시간으로 파악하여 기계 가동을 효율적으로 관리하는 등의 단순 데이터 처리는 엣지에서 담당하고 고도의 분석이 필요한 데이터는 중앙 데이터 센터로 전송하여 시스템을 운영하고 있다.

그 밖에도, IOT 허브를 기반으로 빌드하는 iot 서비스로 클라우드가 아닌 장치에서 데이터를 분석하려는 사용자를 위한 Edge 솔루션

엣지 역할 중 Protocol 변환 및 제어 기능을 제공하는 IOT Gateway 솔루션이 있다.

결론

엣지 컴퓨팅의 전망

이렇듯 엣지 컴퓨팅은 기존의 클라우드 컴퓨팅에 비해 굉장히 매력적인 서비스이다. 하지만 많은 사람들이 착각하는 경우가 많다고 들었는데, 결코 이 둘은 다른 서비스를 지원한다. 즉, 클라우드 컴퓨팅이 엣지 컴퓨팅을 대체할 수도 없고 엣지 컴퓨팅이 클라우딩 컴퓨터를 대체할 수도 없다.

결국 클라우드 컴퓨팅과 엣지 컴퓨팅은 공존할 수 밖에 없다. 엣지에서 처리해야하는 효율적인 일들이 있고, 클라우드에서 해야하는 효율적인 일들이 있기 때문이다.

현재는 클라우드 컴퓨팅이 전 세계적으로 활발히 이용되면서 자연스럽게 서버 관리와 생성이 쉬워졌고 이에 따라, 기존의 프로그램 개발만하던 개발자들이 운영까지 함께 하면서 데브옵스라는 직업이 생겨났다. 그렇기 때문에 엣지 컴퓨팅이 발전된다면 컴퓨팅 장체와 메인 서버 사이의 요구되는 새로운 직업 또한 기대될만 하다.

향후과제

실제 사례를 보다 자세히 연구

참고자료

https://industrialiot.co.kr/SmartFactory/?q=YToyOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjtzOjQ6InBhZ2UiO2k6Mjt9&bmode=view&idx=43647&t=board
https://m.post.naver.com/viewer/postView.nhn?volumeNo=23616560&memberNo=16056627
https://brownbears.tistory.com/431
https://www.sktinsight.com/104527

Writer: Jae-Hwan Lee