엣지 컴퓨팅(Edge Computing)!

오늘은 엣지 컴퓨팅에 대해서 공유해 드리려고 합니다.

우선 엣지 컴퓨팅에 대해서 간략하게 말씀드리면 엣지 컴퓨팅이란 엔드 사용자 또는 엔드 디바이스와 가까운 곳에서 컴퓨팅을 수행하는 것을 말합니다.

이런 엣지 컴퓨팅을 사용하는 이유는 서버의 부하를 줄이거나, 엔드 포인트의 응답 시간을 개선하거나, 대역폭을 절약하기 위한 경우가 많습니다.

실제로 제가 클라우드 업계로 오기 전에 다녔던 회사가 IoT 관련 회사였는데, 이 엣지 컴퓨팅을 활용하고 있었습니다. 전력 계랑기 관련 IoT 솔루션을 보유한 회사였구요.

계량기는 가정마다 있기에 초기 도입하는 과정에서도 몇 십만 대의 장치가 설치됩니다. 그리고 설치되는 범위도 아주 넓죠. 또한 각 장치별로 분당 여러 번의 데이터가 오가게 됩니다. 기본적인 데이터의 전달부터 펌웨어 업데이트까지 다양하죠.

그렇기에 이런 상황에서 중앙 집중형 컴퓨팅을 사용하게 되면 한계가 있을 수 밖에 없습니다. 그래서 중앙 서버와 엔드 포인트의 사이에 게이트웨이가 있고 기본적인 컴퓨팅은 게이트웨이에서 처리해주고 게이트웨이가 중앙 서버와 필요한 통신을 하게 됩니다.

이런 게이트웨이의 역할을 하는 것이 엣지 컴퓨팅에 해당합니다.

생각해 보면 회사에서 중간 관리자가 있는 것과 같은 이치라고 생각됩니다.

직원이 소수일때는 사장님이 직접 직원들과 소통하면 되겠지만, 직원이 수십만 명이 되면 사장님이 컨트롤할 수 없기에 중간 관리자를 두는 것일 테니까요.

클라우드 환경에서의 엣지 컴퓨팅의 기본적인 구성

클라우드 레이어:
클라우드 레이어는 중앙 서버의 역할을 합니다. 그리고 엣지 게이트웨이와 연결되어 있습니다. 디바이스 레이어와 직접 연결되어 있지는 않고, 엣지 게이트웨이를 통해서 디바이스들과의 상호작용을 하게 됩니다.

엣지 레이어:
엣지 레이어는 분산된 중간 서버의 역할을 한다고 보시면 됩니다. 그리고 디바이스 레이어에 물리적으로 근처에 위치하며, 중앙 서버와 디바이스들과의 중간 역할을 하게 되는 것이죠. 그리고 실제 중앙 서버와의 통신이 필요 없는 경우 디바이스의 요청을 직접 처리해 주게 됩니다. 그렇기에 지연 시간을 줄여 줄 수 있는 것입니다.

디바이스 레이어:
디바이스 레이어는 엔드 포인트이며, 엣지 레이어와 통신을 하게 됩니다. 엔드 포인트의 몇 가지 예를 들자면 휴대 전화, 노트북, IoT 디바이스 등이 있습니다.

엣지 컴퓨팅을 사용하는 이유?

엣지 컴퓨팅을 사용하면 다음과 같이 여러 가지 좋은 점이 있습니다.

지연 시간 감소
레이턴시(Latency)라고 불리는 지연 시간이 감소될 수 있습니다. 물리적으로 근처에 있는 엣지 레이어에서 처리를 할 수 있으므로 지연 시간이 감소되는 것입니다. 자율 주행과 같은 경우 실시간에 가까운 처리가 필요하므로 유용하겠죠.

네트워크 트래픽 개선
네트워크를 통해 클라우드 레이어로 전송되는 데이터를 엣지 레이어에서 정제하여 보낼 수 있기에 데이터의 양을 최소화할 수 있습니다. 실제로 IoT 디바이스의 경우 수백 만대가 분당 여러 번의 정보를 주고 받기 때문에 데이터의 양은 정말 방대합니다. 그렇기에 엣지 레이어에서의 데이터 정제를 통해 필요한 데이터만 서버로 보내는 것으로 트래픽을 개선할 수 있는 것이죠.

성능 향상
방금 말씀드린 것처럼 IoT 디바이스의 데이터는 정말 방대합니다. 이에 대한 처리를 엣지 레이어에서 수행해 줄 수 있으므로 클라우드 레이어에 대한 부담을 줄여 줄 수 있는 것이죠.

안정성 향상
엣지 레이어에서 처리를 해 주기 때문에 클라우드 레이어와의 연결이 끊어져도 처리가 가능하고, 처리된 정보가 엣지 레이어에도 저장되기 때문에 데이터 손실을 줄일 수 있게 되는 것입니다.

보안
엣지 컴퓨팅을 통한 데이터 분산으로 오히려 보안이 약해질 수 있다고 생각할 수도 있습니다. 물론 엣지 레이어의 보안을 충분히 고려하지 않으면 이럴 수도 있습니다. 하지만, 오히려 엣지 레이어에서 1차 데이터 처리를 하고 필요 정보만 클라우드 레이어에 전달하기에, 구성만 잘 된다면 오히려 보안이 더 강화될 수 있습니다. 그리고, EU의 GDPR의 내용처럼 회원국 국민의 개인정보를 EU 회원국 외로 이전하는 것에 대한 규정이 있는 경우에도 도움이 될 수 있습니다

엣지 컴퓨팅 사용 시 고려해야 할 사항

엣지 컴퓨팅이 다양한 상황에서 강력한 이점을 제공할 수 있는 잠재력은 있지만 아직 이 기술은 완벽하지 않습니다. 그렇기에 다음과 같이 고려해야 할 사항들도 있습니다.

클라우드 레이어와 엣지 레이어의 기능 분배
엣지 레이어의 경우는 특정 목적과 정해진 리소스를 통해 측정 기능만을 제공해야 합니다. 클라우드 레이어를 그대로 엣지 레이어에 복사해 두는 것은 의미가 없기에 엣지 레이어의 목적을 명확히 해야 합니다.

네트워크 연결
엣지 레이어에서 처리를 해 주는 기능도 있기 때문에 클라우드 레이어와의 연결이 끊어져도 처리가 가능하지만, 최소한의 연결 수준은 필요합니다. 예를 들어 엣지 레이어에서 하루 정도 분량의 기능을 처리하고 하루에 한 번 정도 클라우드 레이어로 정제된 데이터를 전달한다고 할 때 적어도 그 정도의 연결 수준은 필요하겠죠.

보안
디바이스 레이어에 해당하는 IoT 디바이스는 안전하지 않은 것으로 악명이 높기 때문에 적절한 장치 관리 및 리소스의 보안을 고려하여 엣지 컴퓨팅을 설계하는 것이 중요합니다. 그리고 여기에는 소프트웨어 패치 및 업데이트와 같은 요소가 포함됩니다.

데이터 라이프사이클
요즘은 데이터가 과잉 생산되는 경향이 있습니다. 그 많은 데이터가 영구적으로 필요한 것이 아님에도 유지되고 있는 경우도 많고 말이죠. 그리고 실시간 분석과 관련된 대부분의 데이터는 장기적으로 보관될 필요가 없는 단기적인 데이터인 경우가 많습니다. 예를 들어 자율 주행 자동차가 지나갈 때 문제가 발생하지 않았음에도 주변 센서로부터 인식한 모든 물체의 정보를 계속해서 가지고 있을 필요가 없다는 것입니다. 그렇기에 처리된 후 유지할 데이터와 폐기할 데이터를 결정해야 하고, 유지할 데이터는 비즈니스 및 규제 정책에 따라 보호되어야 하는 것이죠.

일반적으로 현재 엣지 컴퓨팅을 유용하게 사용할 수 있는 산업이 IoT 분야나 게임 분야라는 생각은 들지만, 앞으로 다양한 분야에서 이를 활용하게 되지 않을까 하는 생각도 듭니다. 특히 자율 주행처럼 실시간 처리가 필요한 분야에서는 더 중요하게 사용되지 않을까 합니다.

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