엣지 컴퓨팅(Edge computing)이란?

엣지 컴퓨팅은 사용자 또는 데이터 소스의 물리적인 위치나 그 근처에서 컴퓨팅을 수행하는 것을 말합니다. 사용자의 단말 장치와 가까운 위치에서 컴퓨팅 서비스를 처리하면 사용자는 더 빠르고 안정적인 서비스를 제공받게 되며 기업은 유연한 하이브리드 클라우드 컴퓨팅의 이점을 얻을 수 있습니다. 엣지 컴퓨팅은 기업이 여러 위치에서 공통의 리소스 풀을 사용하여 데이터 연산 및 처리를 분산시키는 방법 중 하나입니다.

엣지는 핵심 데이터센터에서 사용자 및 데이터와 가까운 물리적 장소에 이르기까지 일관된 환경을 확장하기 위한 전략입니다. 하이브리드 클라우드 전략을 통해 조직이 자체 데이터센터와 퍼블릭 클라우드 인프라(예: Amazon Web Services, Microsoft Azure, Google Cloud)에서 동일한 워크로드를 실행할 수 있듯이 엣지 전략은 클라우드 전략을 더 많은 위치로 확장합니다.

오늘날 엣지 컴퓨팅은 통신, 제조, 운송, 공공 서비스 외에도 여러 업종에서 사용되고 있습니다. 엣지 컴퓨팅을 구현하는 이유는 각자가 지원하는 조직의 수만큼이나 다양합니다.

일반적인 엣지 활용 사례

많은 엣지 활용 사례는 데이터를 로컬에서 실시간으로 처리해야 하는 상황에서 발생합니다. 데이터를 처리하기 위해 데이터센터로 전송하면 대기 시간이 지나치게 길어지기 때문입니다.

실시간 데이터 처리의 필요성으로 인해 촉진된 엣지 컴퓨팅의 사례로는 현대적인 제조 공장이 있습니다. 작업 현장에서는 사물 인터넷(IoT) 센서가 가동 중단을 방지하고 운영을 개선하는 데 사용할 수 있는 지속적인 데이터 스트림을 생성합니다. 2,000대의 장비를 보유한 현대적인 공장에서 매월 2,200테라바이트의 데이터가 생성되는 것으로 추정됩니다. 이렇게 수집한 데이터를 먼저 원격 데이터센터로 전송하는 것보다는 장비 근처에서 처리하는 것이 더 빠르고 비용도 적게 듭니다. 그래도 중앙집중식 데이터 플랫폼을 통해 장비를 연결하는 것이 좋습니다. 그래야 장비에서 표준화된 소프트웨어 업데이트를 수신하고 다른 공장 위치의 운영을 개선하는 데 도움이 되는 필터링된 데이터를 공유할 수 있기 때문입니다.

커넥티드 차량은 엣지 컴퓨팅의 또 다른 흔한 사례입니다. 버스와 기차는 승객 흐름 및 서비스 전달을 추적하기 위해 컴퓨터를 싣고 달립니다. 배송 기사는 트럭에 탑승한 채로 이 기술을 이용해 가장 효율적인 경로를 찾을 수 있습니다. 엣지 컴퓨팅 전략을 사용해 배포된 각 차량은 나머지 차량군과 동일한 표준 플랫폼을 실행함으로써 서비스의 신뢰성을 높이고 데이터를 일관되게 보호할 수 있습니다.

여기서 한 단계 더 나아간 것이 바로 자율 주행 차량입니다. 이는 엣지 컴퓨팅의 또 다른 사례로, 연결이 고르지 않을 경우 대량의 실시간 데이터를 처리하는 과정이 수반됩니다. 엄청난 양의 데이터로 인한 대기 시간을 줄이기 위해 자율 주행 차량은 센서 데이터를 차량에서 자체적으로 처리합니다. 하지만 무선(OTA) 소프트웨어 업데이트를 위해 중앙 위치와 계속 연결할 수 있어야 합니다.

엣지 컴퓨팅은 인기 있는 인터넷 서비스의 빠른 실행 속도를 유지하는 데에도 도움이 됩니다. 콘텐츠 전송 네트워크(CDN)는 사용자와 가까운 곳에 데이터 서버를 배포하여 트래픽이 많은 웹사이트가 빨리 표시되고 동영상 스트리밍 서비스가 신속히 제공되도록 지원합니다.

또 다른 엣지 컴퓨팅 사례는 근처의 5G 기지국에서도 찾을 수 있습니다. 통신사가 네트워크 엣지의 표준 하드웨어에서 실행되는 가상 머신을 사용해 네트워크 기능 가상화(NFV)로 자체 네트워크를 운영하는 경우가 갈수록 늘어나고 있습니다. 이러한 가상 머신은 값비싼 독점 장비를 대체할 수 있습니다. 엣지 컴퓨팅 전략을 통해 제공업체는 수만 곳의 원격 위치에 있는 소프트웨어를 모두 균일한 보안 표준에 따라 일관되게 실행할 수 있습니다. 또한 애플리케이션을 모바일 네트워크의 최종 사용자 가까이에서 실행하면 대기 시간이 단축되고 제공업체가 새로운 서비스를 제공할 수 있습니다.

엣지 컴퓨팅은 더 빠르고 안정적이면서 저렴한 서비스가 가능하다는 것을 뜻합니다. 사용자는 엣지 컴퓨팅을 통해 더 빠르고, 더 일관성 있는 경험을 할 수 있습니다. 기업과 서비스 제공업체는 엣지 컴퓨팅으로 실시간 모니터링으로 대기 시간을 단축하고 가용성이 높은 애플리케이션을 구현할 수 있습니다.

엣지 컴퓨팅은 네트워크 비용을 절감하고, 대역폭의 제약을 해소하고, 전송 지연과 서비스 장애를 줄이고, 민감한 데이터의 이동을 더욱 효과적으로 제어할 수 있습니다. 로드 시간이 단축되고 사용자 가까이에서 배포되는 온라인 서비스를 통해 동적 및 정적 캐시 기능을 모두 지원할 수 있습니다.

증강 현실 및 가상 현실 애플리케이션과 같이 응답 시간이 짧을수록 좋은 애플리케이션은 엣지 컴퓨팅의 이점을 누릴 수 있습니다.

엣지 컴퓨팅의 또 다른 이점으로 온사이트에서 빅데이터 분석 및 집계를 수행하는 기능으로, 거의 실시간에 가까운 의사 결정을 내릴 수 있습니다. 엣지 컴퓨팅을 사용하면 컴퓨팅 기능을 로컬 네트워크에서 수행함으로써 민감한 데이터의 유출 위험이 완화되므로 기업들이 보안 사례를 적용하거나 규제 정책을 준수할 수 있습니다.

기업 고객은 엣지 컴퓨팅과 관련된 복구 능력과 비용 절감 효과를 누릴 수 있습니다. 컴퓨팅 기능을 로컬 네트워크에서 수행함으로써 중앙 사이트의 운영이 어떤 이유로 중단되더라도 지역 사이트를 계속해서 독립적으로 운영할 수 있습니다. 또한 소스 가까이에서 컴퓨팅 처리 능력을 제공하여 중앙 사이트와 지역 사이트 간 데이터 이동에 드는 대역폭 비용도 크게 절감할 수 있습니다.

엣지 플랫폼은 운영 및 애플리케이션 개발의 일관성을 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 엣지 플랫폼은 데이터센터와 대조적으로 더 큰 규모의 하드웨어 및 소프트웨어 혼합 환경을 처리할 수 있는 상호 운용성을 지원해야 합니다. 또한 효과적인 엣지 전략에 따라 개방형 에코시스템에서 여러 벤더의 제품을 연동할 수 있습니다.

엣지 컴퓨팅의 네 가지 주요 장점 ->

엣지 워크로드를 위한 Red Hat Enterprise Linux

엣지 컴퓨팅을 코드 데이터센터에서 뻗어 나가는 일련의 원으로 바라볼 수 있습니다. 각 원은 멀리 떨어진 엣지로 더 가까이 이동하는 개별 티어를 나타냅니다.

• 제공업체/엔터프라이즈 코어: 이는 기존 방식의 "엣지가 아닌" 티어로서 퍼블릭 클라우드 제공업체, 통신 서비스 제공업체 또는 대기업이 소유하고 운영합니다.
• 서비스 제공업체 엣지: 이 티어는 코어 또는 지역 데이터센터와 최종 단계 액세스 사이에 위치해 있으며, 일반적으로 통신사 또는 인터넷 서비스 제공업체가 소유하고 운영합니다. 해당 제공업체는 이 티어로부터 여러 고객에게 서비스를 제공합니다.
• 최종 사용자 프레미스 엣지: 최종 단계 액세스의 최종 사용자 측에 있는 엣지 티어에는 엔터프라이즈 엣지(예: 매장, 공장, 열차) 또는 소비자 엣지(예: 일반 가정, 자동차)가 해당될 수 있습니다.
• 장치 엣지: 인터넷 외 프로토콜을 통해 센서/액추에이터에 직접 연결되는 독립형(클러스터화되지 않음) 시스템으로, 네트워크의 가장자리에 있는 엣지를 뜻합니다.

데이터 수집 및 실시간 계산에 중점을 둔 엣지 컴퓨팅은 데이터 집약적인 지능형 애플리케이션을 널리 활용하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어 이미지 인식 알고리즘과 같은 인공 지능/머신 러닝(AI/ML) 태스크를 데이터 소스에서 더 가까운 곳에서 더 효율적으로 실행하면 대량의 데이터를 중앙집중식 데이터센터로 전송할 필요가 없습니다.

이러한 애플리케이션은 다수의 데이터 포인트를 결합하여, 더 나은 의사 결정에 도움이 되는 유용한 정보를 추론하는 데 사용합니다. 이 기능을 통해 고객 경험, 능동적 유지 관리, 사기 방지, 임상 의사 결정과 같은 광범위한 비즈니스 상호 작용을 개선할 수 있습니다.

또한 조직은 수신되는 모든 데이터 포인트를 이벤트로 취급함으로써 이벤트를 필터링, 처리, 선별 및 결합하는 의사 결정 관리 및 AI/ML 추론 기술을 적용하여 더욱 중요한 정보를 판별할 수 있습니다.

데이터 집약적 애플리케이션을 IT 환경의 다양한 부분에서 각각 수행되는 일련의 단계로 구분할 수 있습니다. 엣지는 데이터가 수집되고, 사전 처리되고, 전송되는 데이터 수집 단계에서 작동하기 시작합니다. 그런 다음, 데이터는 일반적으로 퍼블릭 또는 프라이빗 클라우드 환경에서 엔지니어링 및 분석 단계를 거쳐 저장되고 변환된 다음, 머신 러닝 모델 훈련에 사용됩니다. 이어서 머신 러닝 모델이 제공되고 모니터링되는 런타임 추론 단계를 위해 엣지로 다시 복귀합니다.

인프라와 애플리케이션 개발 플랫폼이 유연성과 적응력, 탄력성을 갖추려면 다양한 요구 사항을 충족하고 여러 단계를 연결해야 합니다.

퍼블릭 및 프라이빗 클라우드 전반에 걸쳐 일관된 경험을 제공하는 하이브리드 클라우드는 개별 환경 엣지의 데이터 캡처와 지능형 추론 워크로드, 클라우드 환경 전반의 리소스 집약적 데이터 처리 및 교육 워크로드, 그리고 비즈니스 사용자와 가까운 비즈니스 이벤트 및 인사이트 관리 시스템 등을 최적의 상태로 유연하게 프로비저닝합니다.

엣지 컴퓨팅은 일관성 있는 애플리케이션 및 운영 경험을 제공하기 위한 하이브리드 클라우드 비전에서 중요한 부분입니다.

엣지 컴퓨팅 도입은 많은 통신사들이 워크로드 및 서비스를 네트워크의 엣지로 이동하는 과정에서 최우선 과제로 대두되었습니다.

음성 및 영상 통화와 같이 수요가 높은 네트워크 애플리케이션을 제공할 때는 밀리초단위까지 신경써야 합니다. 엣지 컴퓨팅은 대기 시간이 애플리케이션에 미치는 영향을 크게 줄일 수 있으므로 서비스 제공업체는 특히 5G와 관련된 진보에 발맞춰 기존 애플리케이션의 경험을 개선할 만한 새로운 애플리케이션 및 서비스를 제공할 수 있습니다.

하지만 새로운 서비스를 제공하는 것만이 전부는 아닙니다. 제공업체는 엣지 전략에 의존하여 네트워크 운영을 간소화하고 유연성, 가용성, 효율성, 신뢰성 및 확장성을 개선하고 있습니다.

NFV란?

네트워크 기능 가상화(NFV)는 IT 가상화를 네트워크 기능 활용 사례에 적용하는 전략입니다. NFV는 전에는 값비싼 독점 하드웨어가 필요했던 기능에 표준 서버를 사용할 수 있게 해줍니다. 

vRAN이란?

무선 액세스 네트워크(RAN)는 최종 사용자 기기와 운영자 네트워크의 나머지 부분을 연결하는 접점입니다. 네트워크 기능을 가상화할 수 있듯이 RAN을 가상화하여 가상 무선 액세스 네트워크(vRAN)를 생성합니다.

MEC란?

MEC는 서비스 제공업체가 사용자의 모바일 장치와 가까운 모바일 네트워크 엣지에서 고객에게 애플리케이션 서비스 환경을 제공하기 위한 수단인 다중 액세스 엣지 컴퓨팅(Multi-access Edge Computing)을 뜻합니다.

MEC의 이점으로 처리량 증가와 대기 시간 단축을 들 수 있습니다. MEC를 통해 애플리케이션 개발자와 콘텐츠 제공업체는 연결 지점을 사용할 수 있고, 더 낮은 수준의 네트워크 기능 및 정보 처리에도 액세스할 수 있습니다.

클라우드 컴퓨팅은 클라우드 내에서 워크로드를 실행하는 활동입니다. 클라우드란 네트워크 전반에서 확장 가능한 리소스를 추상화, 풀링, 공유하는 IT 환경을 의미합니다. 

전통적으로 클라우드 컴퓨팅은 일부 대규모 데이터 센터로 클라우드 서비스를 중앙집중화하는 데 중점을 두었습니다. 중앙집중화를 통해 제어 능력 및 기업 보안을 유지하면서도 리소스의 확장성을 높이고 보다 효율적으로 공유할 수 있었습니다.

엣지 컴퓨팅은 주로 네트워킹 요구 사항 또는 기타 제약으로 인해 클라우드 컴퓨팅의 중앙집중식 접근 방식으로 적절히 해결할 수 없는 활용 사례를 처리합니다.

뿐만 아니라 컨테이너에서 소프트웨어를 실행하는 클라우드 전략은 엣지 컴퓨팅 모델을 보완합니다. 컨테이너는 애플리케이션의 이식성을 지원하므로 기업은 가장 적합한 위치에서 애플리케이션을 실행할 수 있습니다. 컨테이너화 전략을 통해 조직은 애플리케이션을 데이터센터에서 엣지로 또는 그 반대 방향으로 이동하면서도 운영에 미치는 효과를 최소화할 수 있습니다.

사물인터넷(IoT)은 전구와 같은 일반 가전 제품부터 의료 기기, 웨어러블 기기, 스마트 기기는 물론 스마트 시티까지 실제 오브젝트를 인터넷에 연결하는 프로세스입니다.

IoT 기기라고 해서 반드시 엣지 기기인 것은 아닙니다. 하지만 이처럼 연결된 기기는 많은 조직이 운용하는 엣지 전략의 일부입니다. 엣지 컴퓨팅은 IoT 지원 네트워크의 엣지에 더욱 높은 컴퓨팅 성능을 제공하여 IoT 지원 기기와 이들 기기가 연결된 중앙 IT 네트워크 간 통신의 대기 시간을 단축할 수 있습니다.

단순히 데이터를 보내거나 받는 것만으로도 IoT 시대가 도래했음을 알리는 데 충분합니다. 하지만 IoT 애플리케이션으로 데이터를 주고받고 분석하는 것은 엣지 컴퓨팅으로 인해 가능해진 더 현대적인 접근 방식입니다.

IIoT란 무엇일까요?

관련 개념인 산업용 사물 인터넷(IIoT)은 제조 공장, 농업 시설 또는 공급망에 속한 기계류와 같이 인터넷에 연결된 산업용 장비를 가리킵니다.

포그 컴퓨팅은 사용자 및 데이터 소스에서 더 가까운 분산된 물리적 위치에서 이루어지는 컴퓨팅을 가리키는 용어입니다. 

포그 컴퓨팅은 엣지 컴퓨팅과 비슷한 말로, 용어가 다르다는 것 말고는 차이가 없습니다.

엣지 컴퓨팅은 분산된 IT 환경을 간소화할 수 있지만, 엣지 인프라를 항상 쉽게 구현하고 관리할 수 있는 것은 아닙니다.

• 엣지 서버를 많은 소규모 사이트로 스케일 아웃하는 것은 단일 코어 데이터센터에 동일한 용량을 추가하는 것보다 훨씬 복잡합니다. 물리적 위치의 오버헤드가 증가하여 소규모 기업이 관리하기에는 부담이 될 수 있습니다.
• 엣지 컴퓨팅 사이트는 주로 현장에 기술 전문가가 없거나 제한적인 원격 지역입니다. 현장에서 장애가 발생하는 경우 비기술직 현장 인력이 쉽게 해결한 다음 다른 지역의 전문가 인력이 중앙에서 관리할 수 있도록 인프라를 구축해야 합니다.
• 사이트 관리 작업이 모든 엣지 컴퓨팅 사이트 전체에서 고도로 재현 가능해야 관리를 간소화하여 문제를 더 쉽게 해결할 수 있습니다. 각 사이트에서 소프트웨어를 구현하는 방식에 조금씩 차이가 있을 경우 문제가 생깁니다.
• 엣지 사이트의 물리적 보안 수준은 코어 사이트보다 훨씬 더 낮은 경우가 많습니다. 엣지 전략은 악의적인 또는 우발적인 상황으로 인한 중대한 위험을 처리해야 합니다.

데이터 소스 및 데이터 스토리지가 다수의 위치에 분산됨에 따라 조직은 엣지 사이트를 포함한 전체 IT 인프라를 두루 포괄하는 공통된 수평적 인프라가 필요합니다. 여러 지리적 위치를 운영하는 데 익숙한 조직이라 할지라도 엣지 컴퓨팅으로 인해 고유한 인프라 문제가 발생할 수 있습니다. 조직에는 다음과 같은 엣지 컴퓨팅 솔루션이 필요합니다.

• 중앙집중식 인프라와 동일한 툴과 프로세스를 사용해 관리할 수 있는 솔루션. 여기에는 담당하는 IT 직원이 최소한이거나 아예 없는 수백 개, 때로는 수만 개의 사이트를 자동 프로비저닝, 관리, 오케스트레이션하는 작업이 포함됩니다. 
• 하드웨어 설치 공간의 크기, 까다로운 환경, 비용 등 요구 사항이 다양한 엣지 티어의 요구사항 해결
• 가상 머신, 컨테이너, 네트워크 기능을 실행하는 베어메탈 노드, 동영상 스트리밍, 게임, AI/ML, 비즈니스 크리티컬 애플리케이션으로 구성된 하이브리드 워크로드를 사용할 수 있는 유연성 제공
• 네트워크 장애 발생 시 엣지 사이트가 계속 작동되도록 보장 
• 다양한 벤더에서 소싱된 구성 요소와 상호운용 가능. 단일 벤더는 엔드 투 엔드 솔루션을 제공할 수 없습니다.

Red Hat의 광범위한 포트폴리오는 플랫폼, 애플리케이션, 개발자 서비스의 기반이 되는 연결성, 통합, 인프라를 제공합니다. 이처럼 강력한 구성 요소 덕분에 아무리 까다로운 활용 사례라도 해결할 수 있습니다.

효과적인 기반

모든 것이 Red Hat Enterprise Linux®를 기반으로 시작됩니다. Red Hat Enterprise Linux는 애플리케이션과 컨테이너를 구축하고 실행하는 데 필요한 각종 툴, 애플리케이션, 프레임워크, 라이브러리로 구성된 대규모 에코시스템을 제공합니다.

컨테이너화된 워크로드

프라이빗 및 퍼블릭 데이터센터, 엣지 위치 등 원하는 인프라 또는 클라우드에서 자유롭게 컨테이너 기반 애플리케이션을 빌드, 배포, 관리하려면 Red Hat® OpenShift®를 선택하세요. 이 솔루션은 컨테이너 중심의 고성능 엔터프라이즈급 쿠버네티스 환경을 제공합니다.

엣지 자동화

엣지 워크로드 자동화란 IT 태스크를 간소화하고 운영 비용을 절감하며 고도로 분산된 엣지 아키텍처 전반에서 더욱 원활한 고객 환경을 제공하는 작업을 뜻합니다. Red Hat® Ansible® Automation Platform은 유연성을 제공하므로 엣지 배포의 제한된 물리적 공간 및 전력 요구 사항을 충족합니다. 엣지의 위치(edge location)부터 코어 데이터센터 및 클라우드 환경까지 단일하고 일관되게 볼 수 있으므로 운영팀이 수백 개에서 수천 개의 사이트, 네트워크 기기 및 클러스터를 안정적으로 관리할 수 있습니다.

가상 머신 및 HPC 워크로드

분산 컴퓨팅 노드를 탑재한 Red Hat OpenStack® Platform은 네트워크 기능 가상화(NFV)와 같은 가장 까다로운 가상 머신 워크로드와 고성능 컴퓨팅 (HPC) 워크로드를 지원합니다. 신뢰성과 확장성을 모두 갖춘 서비스로서의 인프라(Infrastructure-as-a-Service, IaaS) 솔루션으로, 업계 표준 API와 하드 멀티테넌시를 제공합니다. 일관성 있고 중앙화된 이 관리 솔루션으로 코어 데이터센터에서 엣지에 이르기까지 확장된 곳에서 데이터 소스와 더 가까운 곳에 더 쉽게 컴퓨팅 성능을 배치해 보세요.

메시징 및 커뮤니케이션

Red Hat Application Services 및 개발자 툴은 빠른 속도와 확장성을 갖춘 경량의 엣지 애플리케이션을 개발하기 위한 클라우드 네이티브 기능과 함께 데이터 집계, 트랜스포메이션, 연결성을 바탕으로 엣지 아키텍처를 지원합니다. 고도로 분산된 환경에서는 엣지 사이트에서 실행되는 서비스와 클라우드 기반 서비스 간의 통신에 특별한 주의를 기울여야 합니다. Red Hat AMQ의 메시징 및 데이터 스트리밍 기능은 엣지 컴퓨팅 활용 사례에 필요한 여러 가지 커뮤니케이션 패턴을 지원합니다. 다양한 클라우드 네이티브 애플리케이션 런타임(Red Hat Runtimes) 및 애플리케이션 연결성(Red Hat Integration)이 메시징과 결합된 강력한 기반에서 엣지 네이티브 데이터 전송, 데이터 집계, 통합된 엣지 애플리케이션 서비스를 구축할 수 있습니다.

관리

Red Hat은 하이브리드 클라우드 환경을 관리하고 스케일링하기 위해 오픈 하이브리드 클라우드 플랫폼을 확장 및 보완하는 강력한 기술 포트폴리오를 제공합니다.