SDN으로 대두된 ‘소프트웨어 정의’ 개념은 소프트웨어 정의 네트워크를 넘어 소프트웨어 정의 스토리지, 소프트웨어 정의 데이터센터, 소프트웨어 응용 서비스 등으로 빠르게 확산되어 SDx (Software Defined Anything/Everything)의 개념으로 확장되었다. 소프트웨어를 통해 유연한 인프라를 실현하고자 정의된 개념은 점차 확장되면서, 최근에는 인프라 관리 및 정책과 더불어 보안 등 인프라를 넘어선 분야, 그리고 비즈니스 및 서비스를 포괄하는 의미를 담고 있다. 본 보고서에서는 이와 같이 점차 확산되는 소프트웨어 정의(SDx) 개념을 정리하고, 관련 시장 동향과 전망 및 SDx가 시사하는 바를 논하고자 한다.
1. 배경
가상화 및 클라우드 컴퓨팅의 발전에 따라 소프트웨어들은 종래의 단순한 클라이언트-서버 모델에서 벗어나 이제는 소프트웨어 형태의 클라우드 서비스인 SaaS(Software as a Service) 형태를 갖추고 있다. 한편, 이와 동시에 진화를 거듭하고 있는 부분이 바로, 물리적인 안정성과 네트워크 확장성을 갖추어 서버와 네트워크를 제공하는 인프라에 해당하는 데이터센터이다. 1990년대 말 IDC(인터넷 데이터센터)를 위주로 확산되었던 데이터센터는 가상화 및 클라우드 발전에 힘입어 현재는 수천, 수만 대 이상의 서버와 네트워크 및 스토리지 자원으로 구성된 매우 복잡한 인프라를 갖추고 있다.
2014년 가트너에서 발표한 10대 전략 기술 트렌드 중 하나인 SDx(Software Defined Anything/Everything)는 이와 같은 클라우드 컴퓨팅 및 데이터센터 시장에서 소프트웨어 기반의 표준 확립을 위한 시장의 모멘텀이 점차 강력해지면서 화두가 된 용어다. 소프트웨어 기술을 활용해 기존에 하드웨어에서 직접 제어하던 영역들의 유연성(Agility)을 높이고 상호 운용성(Interoperability)을 증대시킨다는 철학을 담고 있는 ‘소프트웨어 정의’ 개념은 네트워크를 시작으로 하여 스토리지, 데이터센터로 점차 확장되면서, 최근에는 비즈니스 및 서비스를 포괄하는 의미를 담고 있다.
본 보고서에서는 SDx 용어가 탄생하는데 주된 영향을 미친 SDN(소프트웨어 정의 네트워킹) 개념을 가상화 및 클라우드 컴퓨팅과 함께 먼저 살펴보고, 이에 따라 점차 확산된 SDx가 갖는 의미, 관련 시장 동향 및 전망을 논하고자 한다.
2. SDN에서의 ‘소프트웨어 정의’ 개념
가. SW 특허에 관한 논란의 배경
가상화(Virtualization)란 물리적, 논리적 자원을 추상화시켜 실제와 같은 자원으로 사용 및 관리 가능하도록 하는 기반 기술을 의미한다. 클라우드 컴퓨팅 및 데이터센터 시장이 활성화되면서 CPU, 메모리, 저장장치와 같은 물리적인 자원뿐만 아니라 네트워크, 운영체제와 같은 논리적인 자원 또한 가상화 범주에 포함되었다. 이 중 컴퓨팅(Computing)과 관련된 서버 가상화 기술은 하이퍼바이저 기술의 발전과 Intel VT-x / EPT, AMD-V 등 하드웨어 레벨에서의 가상화 지원을 통해 성능 향상이 이루어 졌다. 서버 가상화 기술은 기존에 클라우드 컴퓨팅 환경에서 제어하던 물리적인 서버 자원들을 그대로 두고, 템플릿화된 가상 자원을 복제하여, 많은 수의 컴퓨팅 자원을 빠르게 지원한다. 또한, 할당된 가상 자원을 해제하는 것만으로 간편하게 컴퓨팅 가상 자원의 양을 줄이는 것이 가능하다.
특히 확장성(Scalability) 및 신축성(Elasticity)은 클라우드 컴퓨팅에서 프로비저닝을 보다 효율적으로 지원하는 데 영향을 미치는 중요한 요소이다. 클라우드 컴퓨팅 환경에서는 기존 컴퓨터들뿐만 아니라 모바일 장치, 노트북, PDA 등 보다 다양한 장치들이 네트워크를 통해 컴퓨팅 자원에 접근할 수 있어야 하기 때문이다. 다양한 장치들이 필요로 하는 서비스를 충족시키기 위해서는 향상된 확장성 및 신축성을 기반으로 프로비저닝이 지원되어 요구하는 만큼의 자원을 제공해야 한다. 또한 더 이상 자원을 필요로 하지 않는 경우에는 해당 자원을 필요로 하는 다른 사용자에게 그것을 할당해 클라우드 컴퓨팅 내 자원을 효율적으로 관리해야 한다. 클라우드 컴퓨팅은 이러한 확장성 및 신축성을 기반으로 컴퓨팅 자원들을 경제적으로 사용할 수 있다는 이점을 제공하는 동시에, 자동화된 신축성을 통해 기업들이 사용자가 필요한 만큼의 자원량에 대해서만 과금을 수행하는 Pay-as-you-go 형태를 지원한다.
프로비저닝의 확장성과 신축성은 클라우드 컴퓨팅의 ‘Real-time Provisioning’ 사례를 통해 명확히 드러난다. Real-time Provisioning이란 사용자가 요구하는 자원의 양만큼을 기업이 제공하면서 사용자가 요구하는 자원의 양이 변해도 기업에서는 변화량에 맞게 동적으로 자원의 할당량을 실시간으로 변화시켜 해당 양만큼의 자원을 사용자에게 제공하는 방식을 의미한다. 프로비저닝 방식은 기존의 Over-provisioning 및 Under-provisioning 방식들이 가지고 있던 자원 낭비 및 추가적인 자원 프로비저닝의 어려움과 같은 단점을 극복하고 있다. 사용자가 필요로 하는 자원의 양을 기업에게 알려주면, 기업은 사용자가 필요로 하는 자원의 양만큼만 준비해 프로비저닝을 수행하는 방식을 취하고 있기 때문이다. 따라서 Real-time Provisioning 전략을 사용한 기업은 사용자가 필요로 하는 양 만큼만 자원을 할당할 수 있고, 사용자는 필요로 하는 만큼만 자원을 사용하는 이점을 얻을 수 있다. (참고자료 [4]) 이처럼 클라우드 컴퓨팅에서의 확장성 및 신축성은 Real-time Provisioning을 통해 기업 및 사용자 모두에게 이점을 제공하는데, 서버 가상화 기술의 성장에 따라 크게 발전한 클라우드 컴퓨팅은 가상화로 인한 확장성 및 신축성을 통해 Real-time Provisioning을 가능케 하고 있다.
나. 네트워크 가상화 실현을 위한 노력
클라우드의 발전과 더불어 서버 가상화 기술이 더욱 중요해지고 널리 사용되면서 기존 네트워크의 복잡성이 지속적으로 증가하고 있다. 또한 증가하는 네트워크의 복잡성을 완화시키면서 네트워크를 멀티테넌시(Multi-tenancy) 환경으로 구현하고, 클라우드 내에 독립된 네트워크를 구성해 사용자들이 우려하는 요소를 극복하는 방향으로 발전하고 있다
서버 가상화에서 여러 가상 서버들이 물리 서버에서 구동되듯이, 네트워크 가상화는 여러 서버들이 물리 네트워크를 사용함에 있어서 각각의 독립적인 IP 주소 및 서브넷 대역을 갖는 가상 네트워크를 사용하도록 하는 기술을 의미한다. 특히, 클라우드 컴퓨팅 시스템의 경우 독립적인 가상 네트워크 구성은 서로 다른 가상 서버들에게 영향을 미치지 않을 뿐만 아니라 독립적인 설정(configuration) 및 보안 등의 여러 이점을 제공하므로 네트워크 가상화는 이제 클라우드 인프라를 이루는 데이터센터에서 필수 요소가 되었다. 그런데, 서버 가상화가 각 물리 서버에서 독립적으로 가상의 CPU, 램 등의 자원을 제공하는데 반해, 네트워크 가상화는 물리 네트워크 구성 요소들을 이루는 여러 스위치, 라우터 등의 장비가 상호 관리되어야 실현이 가능하다. 실제, VLAN 등과 같은 네트워크 가상화 기반 기술들은 멀티테넌시 지원의 한계, 운영의 복잡성과 비용 증가, 운영 자동화의 한계 등의 문제로 클라우드 및 데이터센터의 요구 사항에 빠르게 대응하지 못했다. 특히, 데이터센터 내 트래픽 패턴의 변화는 유연한 네트워크 가상화를 실현하는 데 많은 어려움을 주었다. 과거에는 대부분의 통신이 데이터센터 외부의 클라이언트 및 데이터센터 내 서버간 통신을 위한 트래픽에 해당하는 North-South 트래픽이 주를 이루었다. 그러나 현재의 응용프로그램들은 데이터를 외부 사용자에게 제공하기 전에 내부에서 다양한 서버와 데이터베이스들을 액세스하면서 대량의 East-West, Server-to-server 트래픽들을 발생시키고 있다. 무엇보다, 가상화 환경에서 많은 수의 서버 트래픽을 지원해야 하는 데이터센터 네트워크 환경에서는 가상 머신의 이동에 따른 트래픽 패턴을 수용해야 했으며, 전통적인 네트워크 구조에서 네트워크 가상화 기술을 활용하여 변화하는 트래픽 패턴을 수용하는 것은 매우 어려운 일이었다.
다. SDN, 네트워크에서의 ‘소프트웨어 정의’ 혁명
SDN은 소프트웨어 기술을 활용해 네트워크를 규정하고 활용한다. SDN의 핵심 철학은 네트워크 기능을 하드웨어 기능과 소프트웨어 기능으로 분리해, 프로그래밍 가능성을 높이고 유연성을 증대시키는 것이다. 기존에는 네트워크 장비에서 경로연산 및 정책관리, 패킷처리 등을 모두 담당했던 것에 반해, SDN에서는 네트워크 구조를 데이터 전송을 담당하는 데이터 계층(Data/Infrastructure Layer) 영역과 데이터 경로제어 및 정책관리 기능을 담당하는 제어 계층(Control Layer) 영역으로 구분한다. 그리고 제어 계층 영역은 SDN 컨트롤러 및 응용프로그램에 의해 제어할 수 있도록 분리한다. OpenFlow는 SDN에서 제어 계층과 데이터 계층 사이에 정의된 SDN을 구현하는 대표적인 프로토콜에 해당한다.그림 5-2-4 SDN 계층 SDN을 활용하면 네트워크 장비가 아닌 프로그래밍을 통해 패킷 경로를 제어할 수 있다. 사실 이와 관련된 장점은 굳이 지금 이야기되는 SDN이 아니더라도 이미 제안된 바 있다. 그러나 특정 벤더에 종속되지 않은 표준에 따라 프로그래밍 가능성을 확보하고, 유연성을 증대하는 것은 하드웨어 기반이 아닌 소프트웨어 기반에서 가능하다. 이에 SDN 기술은 현재 소프트웨어 주요 기반 기술 중에서도 핵심적인 기술로 부각되고 있다. 특히 SDN 활용으로 인해 데이터센터에서 변화된 특징들이 있는데, 요약하자면 다음과 같다.
데이터 계층을 담당하는 하드웨어와 이를 제어하는 소프트웨어 영역으로 분리해 고급 네트워킹 기능이 탑재된 값비싼 하드웨어를 사용하지 않고 필요한 기능만이 탑재된 OpenFlow 호환 commodity 장비를 사용해 데이터센터를 구축할 수 있다. 프로그래밍을 통한 망 전체 제어가 가능해져 네트워크 중앙 관리 소프트웨어로서의 가치가 증대되었다. 클라우드 환경에서의 네트워크의 복잡성을 SDN을 활용한 네트워크 가상화를 통해 해결할 수 있다. 가상 머신의 이동에 따른 네트워크 변화를 프로그래밍을 통해 즉각적으로 확인하고 소프트웨어로 대응할 수 있게 되는 등 자동화, 오토 스케일링, 서비스 체이닝을 지원한다. 현재 SDN은 네트워크 가상화를 통한 추상화와 소프트웨어를 활용한 프로그래밍의 가능성이 결합된 대표적인 사례로 평가받고 있다.
3. SDx로의 ‘소프트웨어 정의’ 확산
‘소프트웨어 정의’에 기반한 시장의 모멘텀은 SDN과 관련된 업계의 움직임을 시작으로 스토리지, 인프라, 그리고 데이터센터 전체 영역으로까지 자연스럽게 확산되었다. 하드웨어에 의존해야 했던 부분을 소프트웨어로 정의한 SDN을 통해 자동화, 오토 스케일링, 서비스 체이닝과 같은 이점을 얻었던 것처럼, 소프트웨어 정의는 소프트웨어의 이점을 활용해 하드웨어의 종속성으로부터 탈피하는 개념으로 평가 받고 있다.그림 5-2-5 SDx 용어 개념도 이러한 ‘소프트웨어 정의’는 오늘날 네트워크 뿐만 아니라 서버, 스토리지 및 인프라 전 영역으로까지 확산되어 SDS(Software Defined Storage), SDDC(Software Defined Data Center) 용어 등이 차례차례 등장하였고, 어느덧 이들을 포괄하는 SDx(Software Defined Anything/Everything) 용어가 확산되었다. 오늘날 SDx는 단순히 네트워크, 스토리지, 데이터센터와 같은 인프라 레벨 뿐만 아니라 비즈니스 및 응용 서비스 레벨까지 포괄하여 ‘소프트웨어 정의’의 이점을 활용하는 비즈니스 용어로 사용되고 있다.
<표 5-2-1>은 소프트웨어 정의 데이터센터를 예로 들어, ‘소프트웨어 정의’라 이야기할 수 있는 기준점을 설명한다. 위 각각의 기준을 충족하고 각 기준이 결합되어 인프라를 최적화하고 응용프로그램 레벨로의 활용도가 증가할 때, ‘소프트웨어 정의’의 혁신이 가속화된다. 이러한 혁신에는 SLA를 만족하는 최적의 인프라 선정, 자산의 활용도(Utilization)를 최적화하는 동적 구성 등을 포함한다. 이 때, 중요한 것은 ‘소프트웨어 정의’를 통해 유연성을 증대시킬 수 있으며, 특정 벤더에 종속되지 않은 표준에 따라 프로그래밍 가능성을 확보 가능하다는 것에 있다. 유연성(Agility) 및 상호 운용성(Interoperability)은 SDx를 대표하는 2가지 중요한 철학으로, 전자의 경우 네트워크, 스토리지 등 각 분야마다 구체적인 방법은 조금씩 다르지만, 유연성이 보다 향상되는 추세로 발전하고 있다. 반면, 후자의 경우에는 관련 사업자들이 시장에서의 표준을 강화하기 위해 SDx 이니셔티브를 추진하는 등의 다양한 움직임을 보이고 있는 추세이다.
4. 주요 분야별 SDx 현황
2장에서 설명한 SDN(Software Defined Networking) 뿐만 아니라, 스토리지, 보안 등 여러 분야에 ‘소프트웨어 정의’의 움직임이 확산되고 있다. 4장에서는 주요 분야별로 SDx가 확산되는 현황을 설명하고자 한다.
가. 데이터센터로의 확산 : 스토리지에서 인프라에 이르기까지
먼저, SDS(Software Defined Storage)는 스토리지 하드웨어로부터 스토리지 자원들을 추상화하는 데에서 출발한다. 전통적으로 스토리지는 iSCSI(Internet SCSI) 또는 FC(Fiber Channel) 연결 방식을 기반으로 하는 대칭형 스토리지가 주를 이루었으나, 소프트웨어 정의 트렌드에 따라 기존의 하드웨어만으로 구성되는 대칭 형태가 아닌 비대칭 형태의 스토리지 이용에 대한 관심이 증가하고 있다. 특히, 가상 컴퓨터 내에서 스토리지 연결을 통한 데이터 저장 및 중앙 관리, 그리고 고가용성을 위한 클러스터링 구성을 위해서는 데이터센터에서 스토리지의 사용은 필수적이라 할 수 있다
이러한 스토리지 자원들은 소프트웨어에 의해 정의되어 프로비저닝, 관리, 해제가 가능하다. SDS와 네트워킹은 엔터프라이즈급 기업들이 벤더사 고유의 스토리지 아키텍처에서 추상화된 스토리지를 사용할 수 있도록 한다. 관련 시장에서의 프로그래밍 가능성을 통해서는 <표 5-2-2>와 같은 스토리지 요구사항을 충족할 수 있다.표 5-2-2 소프트웨어 정의 스토리지 주요 요구 사항 이러한 소프트웨어 정의 스토리지 뿐만 아니라, 서버 가상화 및 SDN을 바탕으로 하여 이들에 대한 인프라를 규정하는 SDI(Software Defined Infrastructure)와 데이터센터 전체를 규정하는 SDDC(Software Defined Data Center)로 SDx 개념이 확장되었다. SDx는 소프트웨어 정의 기술을 활용한 프로그래밍을 인프라 및 데이터센터 전체를 관리하는 데 활용할 수 있어 시스템의 유연성을 증대시킨다. 이를 실현하기 위해서는 <표 5-2-3>과 같은 접근 방식을 사용할 수 있다.
이와 같이 데이터센터 및 인프라에까지 확대된 SDx는 ‘소프트웨어 정의’가 적용되는 추상화 수준에 따라 기능 레벨이 달라진다. [그림 5-2-7]은 소프트웨어 정의 스토리지(SDS)를 예시로 한 소프트웨어 정의 데이터센터(SDDC)의 기능 레벨을 나타낸다. 왼쪽은 ‘소프트웨어 정의’가 전통적인 물리 스토리지 레벨에서 적용되어, 스토리지 어레이를 구성 시 벤더의 종속성으로부터 탈피하고 API를 통한 상호 액세스가 가능하도록 구성된 그림이다. 반면, 오른쪽은 서비스 레벨에서 소프트웨어 정의가 이루어져 마이그레이션과 같은 서비스 레벨에서의 벤더 종속성 또한 탈피되어진다. 이 때, 스토리지는 왼쪽과 같은 서비스가 포함된 특수 스토리지가 아닌, 스토리지 서비스가 포함되지 않은 White-Box 기반의 일종의 Dumb 스토리지를 연결 가능하기에, 왼쪽의 기본 레벨의 SDDC 보다 벤더의 종속성에서 보다 벗어난 확장된 레벨의 SDDC라 할 수 있다.
나. 인프라 관리ㆍ정책으로의 확대
SDx 개념은 SDN으로부터 SDS, SDDC, SDI로 데이터센터의 모든 자원을 추상화하기 위한 흐름에 따라 점차 확산되는 동시에, 전체 인프라를 포괄하는 정책 기반의 관리로 확대되었다. 정책 기반의 관리(Policy-Based Management)란 정의된 관리 정책 기반으로 하여 자동화된 관리를 수행하는 기술을 의미한다. 이러한 정책 기반의 관리를 통해 데이터센터에서는 데이터센터 내 자원, 데이터센터 이용자 및 관리자의 특성 및 로직을 미리 정책으로 정의하여, 자동으로 관련 자원의 구성 및 제어가 가능해진다. 이렇게 함으로써 기존의 많은 인력과 시간이 소요되는 수동 구성 및 제어에 따른 어려움을 해결하고, 정책의 변경에 따라 특성 및 제어에 바로 반영 가능한 동적이고 유연한 구조를 가질 수 있다. 이러한 정책이 소프트웨어에 의해 정의되어 일관된 관리 및 데이터센터 내 데이터 공유를 용이하게 한다.
소프트웨어 정의 기반의 정책 관리는 데이터센터 인프라의 자동화 및 오케스트레이션과 밀접한 관련을 맺는다. 정책 기반의 일관된 구성은 API로 변환되어 다른 자동화 도구 및 구성식에 따라 관리하고자 하는 자원에 대해 사용자의 요구에 따라 생성 및 제거가 가능해진다. 또한, 스크립트 기반의 수동적인 자동화에서 벗어나 적용 및 최적화가 연계되어 Compute, 네트워크, 스토리지 등 여러 도메인에 걸쳐 자동화가 이루어져 최종적으로는 오토 스케일링 및 서비스 체이닝과 같은 비즈니스 서비스 레벨에서 데이터센터 인프라 전반의 자동화가 가능해진다. [그림 5-2-8]은 VMware에서 스토리지 정책 기반의 관리를 기반으로 한 소프트웨어 정의 스토리지를 나타낸다.
다. 보안 등 다른 분야로의 확대
네트워크를 시작으로 스토리지 및 데이터센터로 확산된 ‘소프트웨어 정의’ 개념은 인프라 레벨에서 벗어나 데이터센터와 연관된 여러 다른 분야로 확대되었다. 대표적으로 확대된 분야로는 소프트웨어 정의 보안(SDSec, Software Defined Security)를 들 수 있다. 특히 보안은 데이터센터 인프라의 특성상 밀접한 관련이 있다. 가상 머신들을 기반으로 구성된 데이터센터 인프라에서는 해당 가상 머신이 사용하는 자원들을 안전하게 보호하기 위한 보안 정책을 수립하고, 해당 정책을 기반으로 여러 인프라 구성 요소에 보안 설정을 수행하여 해당 인프라를 안전하게 보호한다. 그런데, 가상 머신들은 마이그레이션 기능 등을 통해 한 물리 호스트에서 다른 물리 호스트로 이동할 확률이 잦으며, 해당 가상 머신이 연결되었던 네트워크 및 보안 장비 구성을 보안 정책에 위배되지 않으면서 자동화된 설정이 이루어질 필요가 있다. 이 때, 보안 장비가 모니터링하는 대상인 가상 머신의 위치를 수동으로 설정하는 일은 거의 불가능에 가깝다고 할 수 있다. 소프트웨어 정의 보안은 소프트웨어적으로 정의된 보안 요소가 보안 정책을 따르면서 가상 머신의 생성, 이동, 삭제를 추적하여 자동으로 보안 정책이 적용되도록 하는 개념에 해당되며, 이와 관련된 어플리케이션 인지 기술, SLA를 만족시키기 위한 관리 기술 및 모니터링 기술 등 다양한 보안 기술이 고려되어야 할 필요가 있다. [그림 5-2-9]는 DPI(심층 패킷 분석) 기술을 활용해 가상 머신의 이동에 따른 보안 정책을 SDN을 활용하여 동적으로 관리 정책을 적용하는 소프트웨어 정의 보안을 실현하는 사례를 나타낸다
라. 응용프로그램 및 서비스 레벨로의 확산
‘소프트웨어 정의’개념은 이제 단순히 데이터센터 및 인프라, 그리고 이와 연관된 분야에서 벗어나 응용프로그램 및 서비스 레벨로까지 확산되고 있다. 궁극적으로는 ‘소프트웨어 정의’의 이점을 활용하여 다양한 비즈니스 도메인에 영향력을 미치는 서비스 레벨로 성장하고 있는 추세에 있다.
소프트웨어 정의 비디오 네트워크(SDVN: Software Defined Video Network)는 SDN의 개념이 방송을 위한 비디오 네트워크 도메인에 영향을 미친 사례에 해당한다. 방송 네트워크의 경우, 빠른 스위칭 및 여러 채널 입력에 따른 Multiplexing/Demultiplexing이 고려되어야 한다. 특히 최근에는 디지털 TV, UHD TV 등으로 보다 높은 대역폭 요구를 필요로 하는 추세에 있다. 이러한 상황에서, 소프트웨어 정의 비디오 네트워크는 변하는 비디오 네트워크의 요구 사항을 유연성있게 처리하고 여러 방송 장비 및 네트워크의 상호 운용성을 지원 가능하다.
소프트웨어 정의 헬스케어(SDH: Software Defined Healthcare)는 소프트웨어 정의 인프라를 기반으로 한 응용프로그램 서비스 예시 중 하나다. 모바일 헬스 어플리케이션 및 웨어러블 장치의 증가에 따라 애플 및 삼성 등은 헬스케어를 위한 클라우드 플랫폼에 많은 투자를 하고 있다. 소프트웨어 정의 헬스케어는 기존 데이터센터 인프라를 포함하여 프라이버시에 민감한 사용자 데이터가 스토리지에 저장되고 해당 데이터가 유출되지 않도록 안정성있는 네트워크 및 보안을 제공하며, IoT, 빅데이터 인프라와의 결합 등을 통해 소프트웨어의 장점을 적극 활용하도록 발전하는 추세에 있다.그림 5-2-10 소프트웨어 정의 비디오 네트워크 및 헬스케어
5. SDx 동향
SDx와 관련되어 볼 수 있는 가장 큰 동향으로는 표준화를 들 수 있다. SDN 표준화의 대표적인 예시에 해당하는 OpenFlow는 초기에 산업계가 아닌 학계에 의해 주도되었다. 스탠포드 대학 교수와 학생들에 의해 구현 및 표준화된 OpenFlow 프로토콜은 1.1 버전 이후 ONF(Open Networking Foundation)로 이관돼 2013년 10월에는 1.4 버전을 발표하였으며, 현재 1.5 버전을 표준화 중에 있다. OpenFlow표준화를 통해 고객들은 네트워크 벤더의 종속성에서 탈피할 수 있게 됐으며, 사용자 주도의 네트워크 생태계를 형성해 네트워크 가격, 확장성, 안정성, 성능 등 다양한 요구사항을 고객이 원하는 대로 수용할 수 있게 됐다
네트워크에서 뿐만 아니라 OpenStack, Open Compute Project, Open Rack 등을 통해서는 ‘개방’을 전제로 한 다양한 SDx 이니셔티브가 추진되고 있다. OpenStack(www.openstack.org)은 2010년 7월 NASA와 RackSpace에 의해 시작된 오픈소스 프로젝트로, 2013년 7월을 기준으로 121개국 1만 명 이상의 개발자가 참가하고 있는 클라우드 인프라 관리 솔루션 프로젝트다. Open Compute Project (www.opencompute.org)는 2011년 페이스북 주도로 데이터센터 디자인 및 관련 경험들을 공유하고자 창설된 프로젝트로, 대표적으로는 Open Rack을 통해 에너지 및 비용을 절감하고 확장성을 목표로 한 자체 서버 랙 제품 스펙이 발표되기도 했다. 이러한 SDx 이니셔티브들은 다양한 고객 요구사항을 유연성있게 충족시킬 뿐만 아니라 운영자 관점에서 운영비용(OPEX)을 감소시킬 수 있다는 장점을 제공한다. 또한 오토 스케일링, 서비스 체이닝과 같은 자동화로 인한 편리성도 제공한다.
주목할만한 점은, 여러 SDx 관련 사업자들의 직접적인 참여하에 다양한 표준화 확립을 위한 이니셔티브가 추진되고 있다는 점에 있다. 2012년 5월 NASA가 OpenStack에 참여하지 않기로 발표한 이후, VMware가 2012년 9월 OpenStack Foundation에 참여하였으며, 뿐만 아니라 Cisco, HP 등 많은 벤더사들이 직접적으로 참여하여 1년에 2번 개최되는 OpenStack Summit에서 주요 발표를 진행한다. 그리고 페이스북 주도의 Open Compute 프로젝트에는 Intel과 같은 하드웨어 제조업체 또한 참여하여 저전력 메인보드, 네트워크 인터페이스 등을 논의하고 있다.
이렇게 변화가 지속되고 있는 SDx 시장과 관련해 기존 사업자들이 적극적으로 참여하는 주요 이유로는 기존 사업자들이 수익성 악화, 경쟁 확대 등을 우려해 소프트웨어 기반의 주도권을 확보하기 위한 노력으로 보인다. 한 예로 Amazon은 고가의 Cisco 장비 대신 상대적으로 저렴한 하드웨어와 SDN 기술을 도입하기로 결정한 바 있는데, 이때 네트워크 벤더사인 Cisco는 10억 달러 규모의 계약 실패로 인한 수익성 악화를 경험하기도 했다. 이에 Cisco는 자체적인 시장 분석을 통해 SDN 분야의 투자를 결정했고, 자회사 인시에미를 통해 ACI 및 Nexus 9000 스위치 라인업을 강화하였다. 이와 동시에 OpenDayLight의 출범을 선언하고 2014년 2월 Hydrogen 및 9월 Helium 버전 등 오픈 소스 SDN 컨트롤러를 차례로 발표하는 등 네트워크를 기반으로 하여 자사 제품을 중심으로 한 SDx 이니셔티브 목소리를 더욱 강화하고 있다.
VMware 또한 자사 제품인 vSphere, vCenter, vCloud를 통한 SDDC를 강조하고 있다. 이와 함께 2012년 7월 오픈소스 기반의 SDN 벤처 기업인 Nicira를 인수했으며, 2012년 9월 OpenStack Foundation에 가입하는 등 SDx 관련 이니셔티브에 적극 참여하고 있다. 2013년 2월에는 스토리지 회사인 Virsto를 인수해 SDx 기술력 확보에 주력하고 있으며, 최근에는 네트워크 가상화 솔루션에 해당하는 NSX에 대해 VMware 버전에 해당하는 NSX-V 및 Nicira 기술력을 기반으로 하는 여러 하이퍼바이저를 지원하는 NSX-MV 버전을 동시에 출시하여, SDx 시장에서 목소리를 높이기 위한 많은 노력을 기울이고 있다.
이밖에도 현재까지 많은 벤처 사업자들이 탄생해 SDx 시장에서 활약하고 있으며, 이 흐름은 앞으로도 지속될 것으로 전망된다. 시스코의 자회사인 Insieme Networks와 알카텔루슨트의 자회사 Nuage Networks의 경우에는 SDN 관련 사내 벤처 기업으로부터 시작되었다. 또한 OpenStack 오픈소스를 기반으로 한 벤처 회사 Mirantis는 에릭슨, 레드햇, SAP Ventures 등으로부터 투자를 받기도 했으며, 2013년 7월 SDS 관련 벤처 회사인 Scality 는 Menlo Ventures 투자사로부터 유지를 받아 2,200만 달러의 펀딩을 확보하기도 했다. 뿐만 아니라 SDN 기술과 관련해서는 BigSwitch, NoviFlow 등 많은 벤처 회사들이 탄생해 발전하고 있다. 국내에서는 나임네트웍스, 아토리서치 등의 SDN 스타트업을 시작으로, 최근에는 소프트웨어 정의 스토리지 스타트업 탄생 움직임이 보이고 있으며, 또한 많은 보안 전문 회사들이 SDSec에 관심을 기울이고 있는 추세에 있다.
6. SDx 전망
가트너에 발행한 ‘2014 Gartner Hype Cycle Curve’에서 SDx와 관련된 부분을 보면 [그림 5-2-12]와 같다. 가상화를 시작으로 SDN에 힘입어 화두가 된 SDx 개념은 이제 소프트웨어 정의 스토리지 및 소프트웨어 정의 데이터센터가 얼마나 빠르게 성장하느냐에 따라 성장이 좌우되고 있다. SDN은 이미 Google, Microsoft 등 주요 소프트웨어 회사에 의해 가치가 입증되었으며, 현재는 기술의 안정화 단계에 접어들고 있다. 시장조사기관 IDC에 따르면 전 세계 SDN 시장은 향후 5년간 연평균 89.4%의 성장세로, 2014년 9억 6천만 달러 규모에서 2018년 80억 달러 규모로 급성장할 것으로 전망하고 있다.그림 5-2-12 Hype Cycle 및 Market Cycles
소프트웨어 정의 데이터센터(SDDC)의 경우 자동화 및 정책 기반의 관리 가능성 발전에 따라 시장이 확산될 것으로 전망된다. 특히, 이는 개발과 운영을 별개로 보는 시각에서 탈피해, 프로그래밍 시각과 운영의 시각을 겸비한 데브옵스(DevOps) 관점과 밀접한 관련을 맺고 있다. 소프트웨어 기반으로 모든 것이 정의되기에 개발자의 역할은 어플리케이션 계층 아래 제어 계층까지 적용되며, 그 하위 계층 역시 소프트웨어로 정의할 수 있으므로 개발자들은 운영의 관점을 이해한 후 요구사항을 명확히 파악하고 개발하는 시각이 필요하다. 이에 더해 운영자들은 프로그래밍에 대한 이해를 통해 반복적인 운영 수작업을 자동화 가능한 코드 및 스크립트로 대체하고, 프로그래밍에 의해 변경 가능한 운영 방식에 맞는 유연성 있는 대처가 필요하다. 이를 통해 개발자와 운영자 모두 서로 간의 협업과 개발 및 운영에 대한 시각을 동시에 겸비함으로써 소프트웨어 기반으로 구성된 전체 환경을 유연성 있게 관리하고 서비스의 안정성과 성능을 높일 수 있는 SDx 시장에서의 메인 플레이어로서의 역할이 필요하다.
또한 SDx는 각 벤더들이 SDx 확산을 위해 얼마나 동참하는지에 따라 성장에 영향을 미칠 것으로 전망된다. 실제 주요 대형 벤더들은 수익성 악화를 염려하여 표준화된 SDx 개념에 참여하는 동시에, 한편으로는 자사 플랫폼을 위주로 장점을 극대화하기 위한 노력을 펼치고 있는 추세에 있다. SDx는 유연성 및 상호운용성을 기본 철학으로 확산되고 있으나, 특정 벤더에 종속된 SDx는 다른 벤더와의 상호운용성 측면에서 볼 때 점차 특정 종속성에서 벗어날 수 있는 방안이 제시될 것으로 보이며, 장기적으로는 SDx 이니셔티브를 통한 표준화 흐름에 동참할 것으로 전망되고 있다.
무엇보다 점차 많은 것들이 소프트웨어 정의에 기반하면서, 이를 수용 가능한 기반 기술의 발전에도 영향을 미칠 것으로 보인다. 실제, Gartner의 서버 기술 및 SDx 관련 Market Cycle을 살펴보면 [그림 5-2-12 (b)]는 서버 기술들이 소프트웨어 데이터 센터의 장점을 활용 가능한 방향으로 발전하는 추세를 보이고 있다. 전통적인 블레이드 서버와 같은 시장은 감소하는 대신, 가상화 인프라를 지원하는 CPU의 발전과 동시에 저전력을 위한 Atom, IoT 대비에 대응하는 ARM CPU 시장의 성장 및 비즈니스의 요구 사항에 발빠르게 대처 가능한 통합 시스템으로 전환되는 추세에 있다. 또한 정책 기반의 관리에 기반하여 자동화를 지원하기 위한 Chef, Puppet 등의 소프트웨어를 활용한 자동화 기술의 발전이 두드러지고 있으며, 늘어나는 장비 및 증가하는 복잡성(Complexity)을 만족하기 위해 단기적으로는 늘어나는 저장 용량을 유연성있게 수용 가능한 소프트웨어 정의 스토리지의 성장이 전망되는 한편, 네트워크 기반에서 수용하기 위한 IPv6와 같은 기반 기술의 확산 또한 기대되고 있다. 보안 시장의 경우 이미 SDSec을 대비하기 위한 단일화된 보안 체계가 제안되고 있으며, 데이터센터 간 보안 및 데이터센터 인프라 전체 레벨에 걸친 소프트웨어 정의 보안으로 확대될 것으로 전망된다.
한편, 소프트웨어 정의 개념의 확산에 따라, 기존 하드웨어 시장은 새로운 기회를 모색할 것으로 전망된다. White-Box 하드웨어의 확산은 이러한 변화의 대표적인 사례다. 통상적으로 내부 구조가 공개되어 있는 White-Box 하드웨어의 개념은 기존 하드웨어 제조사에 종속적인 Black-Box 하드웨어와 비교되는 용어로 등장하였다. 하드웨어 제조사들은 특정 하드웨어 부품 벤더의 독점에서 탈피 가능하며, 사용자 정의를 통한 비용 절감 및 효율성 향상을 기대하고 있다. 네트워크 스위치 시장을 예로 들면, 이에 점차 많은 하드웨어 제조사들이 White-Box와 그를 지원하는 Network OS의 조합으로 이루어진 Bate-Metal 스위치가 Intel, Facebook, Linaro 등 여러 주요 해외 업체에서 많은 관심을 받고 있다. 이러한 Bare-Metal을 기반으로 한 스위치, 서버 등을 조합하여 이루어진 인프라는 SDx 개념을 보다 빠르게 실현 가능하는 인프라로서 뒷받침하도록 발전할 것으로 전망된다. 또한 하드웨어 업체들은 SDx 개념의 확산에 따라 자체적으로 소프트웨어 역량을 강화하거나 소프트웨어 업체와의 제휴를 통해 소프트웨어 정의의 추세에 대응하는 움직임을 보이고 있으며, 이러한 움직임이 보다 가시화될 것으로 전망된다
7. 요약 및 시사점
요약하자면 SDx는 다음과 같은 소프트웨어를 중심으로 한 철학 및 움직임을 내포하는 ‘소프트웨어 정의’ 흐름이라 할 수 있겠다.
- 유연성(Agility)과 상호 운용성(Interoperability)을 철학으로 ‘소프트웨어 정의’ 개념 적용
- 프로그래밍 가능성을 통한 유연성 확보
- 프로토콜, API 등 정의를 통한 접근 및 제어에 대한 표준화 확립
- API 또는 프로토콜 레벨에서 확립된 표준화를 바탕으로 프로그래밍 가능성(Programmability) 확보
- 정책 기반의 통합 관리 제공
성공적으로 SDx 시장을 형성하기 위해서는 여전히 넘어야할 벽이 존재한다. 무엇보다 보다 유연성 있는 SDx 시장 확립이 필요하다. 현재 대부분의 인프라 설계 및 구축 방식은 여전히 사업자에 의존적인 경우가 많으며, 스크립트 또는 코드를 활용한 자동화 방식을 지원하지만 제어 및 실행 단계 이상으로는 아직까지 자동화를 완벽하게 지원하지 못하고 있다. 그리고 가상화에 의한 성능 감소, 고객의 요구사항에 따른 작업 수요량 판단의 어려움 등을 해결하기 위한 효율성 확보가 필요하다. 또한 일관성을 확보해 운영자가 구성 방식을 변경하더라도 원래 구성 방식의 동작에 문제가 없어야 하고, 재부팅 시 소요되는 구성 일치를 위한 시간 감소 등을 해결해 보다 안정적인 소프트웨어 기반이 마련되도록 해야 할 것이다.
또한 SDx는 기존 하드웨어 중심에서 소프트웨어 중심사회로 발전하는 사례임을 이해하고, 소프트웨어 중심의 혁신에 발빠르게 대처 가능하도록 준비하는 자세가 필요하다. 기존 하드웨어 중심으로 구성되었던 데이터센터는 어느덧 이제 소프트웨어 정의 데이터센터 개념 이상으로, SDx라는 포괄적인 용어로 소프트웨어 중심의 변화를 내포하고 있다. 이와 같은 소프트웨어 활용의 확산을 통한 시장의 변화를 이해하여, 점차 발전하는 소프트웨어 중심사회에서 창조와 혁신을 통해 대비하는 대처가 필요할 것이다.
마지막으로, SDx 시장의 근원이 되는 SDN은 실용적인 가치를 추구하는 연구 및 개발 과정을 통해 탄생하고 발전한 기술이라는 것을 기억했으면 한다. SDN 기술의 경우 2007년 SIGCOMM 학회에서 발표된 Ethane 연구가 기폭제가 되어 OpenFlow 프로토콜이 표준화되었고, 관련 하드웨어와 소프트웨어가 개발되면서 현재에 이르러서는 네트워크 영역에서 파괴적인 기술이라고 칭할 수준으로 발전했다. SDx 시장은 현재 산업계를 중심으로 모멘텀이 확산되고 있으나, 기술의 발전과 시장의 확산에 있어 SDN에서와 같이 실용적인 연구 및 개발이 함께 이루어져야 함은 두말할 나위가 없을 것이다. 국내에서도 이러한 SDx 흐름에 뒤처지지 않는 실용적인 연구와 개발, 그리고 관련 소프트웨어 정책을 통해 SDx 시장을 주도하는 많은 연구자, 개발자, 그리고 기업이 탄생하기를 기대해 본다.
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