상명대학교 / 서광규 교수
4. 클라우드와 NFV와의 관계
혁신성, 민첩성 및 리소스 공유에 대한 필요성은 새로운 것이 아니다.
과거 통신 업계에서는 보다 민첩하고 비용 및 리소스 효율적인 방식으로 새롭고 다양한 서비스를 제공할 수 있도록 새로운 기술을 개발하고 배포했다.
NFV는 클라우드 컴퓨팅과 밀접한 관계에 있으므로 클라우드 컴퓨팅과 NFV와 관계에 대하여 기술하기로 한다.
4-1. 클라우드 컴퓨팅과 NFV의 관계
일반적으로 NFV는 통신 서비스 기능에만 국한되지 않다.
실제로 많은 IT 애플리케이션이 이미 클라우드의 상용 서버에서 실행되고 있다.
그러나 NFV에 대한 유망한 사용 사례의 대부분은 통신 산업에서 유래하고 캐리어급 기능의 성능 및 신뢰성 요구 사항이 IT 애플리케이션의 요구 사항보다 높기 때문에 수용 가능한 NFV 성능은 캐리어급 성능이어야 한다.
[그림4. 클라우드 컴퓨팅 서비스 모델 및 NFV 참조 아키텍처 매핑]
클라우드 서비스 모델을 NFV 아키텍처의 일부에 매핑해보면 IaaS는 NFVI의 물리적 리소스와 가상 리소스 모두에 해당하는 반면, NFV의 서비스 및 VNF는 클라우드 컴퓨팅의 SaaS 서비스 모델과 유사하다는 것을 알 수 있다.
테스트 및 구현을 위한 가장 저렴한 선택인 대부분의 NFV 개념 증명 및 초기 구현은 클라우드의 전용 VM에 기능을 배포하는 것을 기반으로 했다.
새로운 서비스의 신속한 배포, 확장성 용이성, 중복 감소 등 클라우드 컴퓨팅의 유연성은 TSP가 NFV를 지향하도록 동기를 부여하는 효율성과 비용 절감을 달성할 수 있는 기회를 제공하는 최고의 후보이다.
그러나 클라우드에 NF를 배포하면 서비스와 애플리케이션이 개발되고 제공되는 방식의 모든 측면이 바뀔 가능성이 높다. 네트워크형 클라우드 및 클라우드 간 네트워킹과 관련된 작업이 계속 진행되고 있지만, 통신 네트워크는 최소한 세 가지 측면에서 클라우드 컴퓨팅 환경과 다르다.
(1) 통신 네트워크의 데이터 플레인 워크로드는 높은 압박을 의미한다.
(2) 통신 네트워크 토폴로지는 네트워크에 대한 까다로운 요구 사항을 제시하고 관리를 위한 글로벌 네트워크 보기의 필요성을 제시하고 있다.
(3) 통신 업계에는 확장성 및 매우 높은 가용성 및 신뢰성이 필요한다. 기존 통신 네트워크에서는 이러한 기능이 사이트 인프라를 통해 제공된다.
NFV가 클라우드 컴퓨팅을 기반으로 해야 한다면 이러한 기능은 조정 가능한 방식으로 클라우드 인프라에서 복제되어야 한다.
조정된 기능은 적절한 추상화를 통해 노출될 수 있을 뿐만 아니라 검색 가능성 및 검색 가능성에 대한 고급 지원과 결합될 수 있기 때문이다.
따라서 NFV에는 단순히 캐리어급 네트워크 기능을 클라우드로 이전하는 것보다 더 많은 고려 사항이 필요하다. 캐리어급 동작을 얻기 위해서는 클라우드 환경에 적응할 필요가 있다.
4-2. 클라우드 기반 NFV에 대한 연구 동향
NFV가 클라우드 컴퓨팅 환경에서 수용 가능한 성능을 발휘하려면 기본 인프라가 스케줄링에서 네트워킹, 오케스트레이션에서 모니터링 용량에 이르기까지 일정한 수의 기능을 제공해야 한다.
OpenStack은 클라우드 기반 NFV 아키텍처 프레임워크의 주요 구성 요소 중 하나로 확인되었지만 현재 일부 NFV 요구 사항을 충족하지 않다.
예를 들어 격차 분석을 통해 OpenStack은 QoS(Quality-of-Service) 요구 사항을 포함한 네트워크 자원에 대한 자세한 설명을 제공하지 않으며, 자원 예약 서비스를 지원하지 않으므로 결과적으로는 리소스 예약을 위한 인터페이스를 제공하지 않는다. 또한 측정을 통해 일부 성능 저하가 보고되었다.
클라우드 캐리어급 성능을 구현하는 데 필요한 요구 사항을 연구하기 위해 이미 일부 노력이 이루어졌는데, 특히 OpenANFV에서는 VNF의 성능을 향상시키기 위해 하드웨어 가속을 사용하는 OpenStack 기반 프레임워크 등이 제안되었다.
5. 결언
실시간, 주문형, 온라인, 저렴하고 단기간 서비스에 대한 사용자 요구로 인해 TSP는 이러한 서비스를 민첩하고 OPEX 및 CAPEX 절감과 함께 제공할 수 있는 새로운 방법을 찾아야 한다.
NFV는 네트워크 장비를 더욱 개방적으로 만들어 TSP가 서비스 혁신을 더욱 유연하고 빠르게 수행하며 운영 및 유지 관리(O&M) 비용을 절감할 수 있는 접근 방식으로 등장했다.
NFV가 SDN 및 클라우드 컴퓨팅이라는 밀접하게 관련되고 보완적인 분야와 함께 미래 통신 서비스 제공의 큰 부분을 차지할 수 있다는 것은 분명하다.
본 고에서는 NFV를 소개하고, ETSI에서 정의한 아키텍처를 설명하고, 참조 비즈니스 모델과 중요한 설계 고려 사항을 살펴보았고 마지막으로 클라우드검퓨팅과 NFV의 관계를 기술하였다.
NFV 기반 가상 네트워크 서비스는 라우팅, WAN 최적화, 방화벽과 같은 전통적인 하드웨어 중심 네트워크 기능을 소프트웨어 형식으로 배포할 수 있게 해주며 범용 CPE(uCPE)라고 하는 하나의 표준화된 x86 하드웨어 박스가 여러 기능을 호스팅할 수 있다.
가상 네트워크 서비스는 대규모 글로벌 WAN 네트워크 구축에 따르는 비용과 복잡성을 비약적으로 낮춰줄 수 있다. 여러 기능을 표준화된 하드웨어로 통합함으로써 기업은 각 기능에 대해 전문 하드웨어에 대한 의존도를 낮추고 전체적인 하드웨어 난립을 줄일 수 있다.
가상 네트워크 기능(virtual network functions, VNF)이 가상화된 uCPE에서 실행되면 물리적 유지보수가 필요한 기기의 수를 제한할 수 있으므로 네트워크 담당자는 다른 작업에 더 많은 시간을 투자할 수 있다.
전통적인 네트워크 접근 방식에서는 기기에 장애가 발생하면 각 기능을 위한 하드웨어를 교체해야 하지만 VNF의 경우 소프트웨어로 배포되므로 네트워크 관리자가 문제의 기능을 분리해 다시 빌드하기만 하면 되므로 하드웨어 중심 접근 방식에서는 며칠이 걸리지만, VNF 다운로드 및 스토리지 구성은 몇 분이면 가능하다.
최신 네트워크 기술 트렌드에서도 여전히 NFV를 중요한 기술 요소중에 하나로 보고 있다.
참 고 문 헌
- Rashid Mijumbi, Joan Serrat, Juan-Luis Gorricho, Niels Bouten, Filip De Turck, Raouf Boutaba, “Network Function Virtualization: State-of-the-Art and Research Challenges”, IEEE Communications Surveys & Tutorials, Vol. 18, No. 1, pp 236?262, 2016.
- B. Han, V. Gopalakrishnan, L. Ji, and S. Lee, “Network function virtualization: Challenges and opportunities for innovations,” Communications Magazine, IEEE, vol. 53, no. 2, pp. 90?97, Feb 2015.
- R. Guerzoni, “Network Functions Virtualisation: An Introduction, Benefits, Enablers, Challenges and Call for Action. Introductory white paper,” in SDN and OpenFlow World Congress, June 2012.
- ETSI Industry Specification Group (ISG) NFV, “ETSI GS NFV 002 V1.2.1: Network Functions Virtualisation (NFV); Architectural Framework,” 2014.
- ETSI, “European Telecommunications Standards Institute, Industry Specification Groups (ISG) - NFV,” 2015.
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