에지 컴퓨팅 문제 및 해결 방법

스마트 자동차, 스마트 홈 장치 및 연결된 산업 장비의 수와 인기가 증가함에 따라 거의 모든 곳에서 데이터를 생성합니다. 실제로 2022년에는 전 세계적으로 164억 개 이상의 IoT(사물 인터넷) 장치가 연결되어 있으며 그 수는 2025년까지 309억 개까지 급증할 것으로 예상됩니다. 그때까지 IDC는 이러한 장치가 전 세계적으로 73.1제타바이트의 데이터를 생성할 것으로 예측합니다. 멀지 않은 2019년에 비해 300% 성장했습니다. 

이 데이터를 빠르고 효과적으로 정렬하고 분석하는 것은 최적의 애플리케이션 사용자 경험과 더 나은 비즈니스 의사 결정 모두의 핵심입니다. 엣지 컴퓨팅은 이를 가능하게 하는 기술입니다.

그러나 마이크로서비스, 머신 러닝 앱, AI와 같은 최신 워크로드를 에지에 가깝게 배포하면 조직의 인프라에서 해결해야 하는 여러 문제가 발생합니다. 에지 컴퓨팅의 이점을 누리려면 기업은 IT 인프라와 최종 사용자 요구 사이에서 완벽한 균형을 찾아야 합니다.

에지 컴퓨팅의 과제

최적의 성능을 발휘하려면 에지 워크로드에 다음이 필요합니다.

• 근접성 – 스토리지 및 컴퓨팅 리소스는 데이터 소스에 가까워야 합니다.
• 반응성 – 앱이 5밀리초 미만에서 20밀리초 미만으로 이동하려면 데이터 전송 대기 시간이 필요합니다.
• 이동성 – 많은 에지 장치가 이동하고 컴퓨팅 및 스토리지 리소스가 따라야 합니다.

원격 및 중앙 집중식 공용 클라우드 컴퓨팅 모델의 데이터 전송 대기 시간은 최신 에지 워크로드의 요구 사항을 충족하지 않습니다. 반면에 에지 워크로드를 지원하기 위해 분산 네트워크를 구축하는 것은 그 자체로 위협적인 목록과 함께 제공됩니다.

물류 복잡성

서로 다른 에지 컴퓨팅, 네트워크 및 스토리지 시스템을 관리하는 것은 복잡하며 동시에 여러 지리적 위치에서 근무할 수 있는 숙련된 IT 직원이 필요합니다. 이는 시간이 걸리고 조직에 상당한 재정적 부담을 줍니다. 특히 수백 개의 컨테이너 클러스터를 실행할 때 서로 다른 에지 위치에서 서로 다른 마이크로서비스가 서로 다른 시간에 제공됩니다.

대역폭 병목 현상

Morgan Stanley의 보고서에 따르면 자율주행 차량의 레이더, 센서 및 카메라만으로도 시간당 최대 40TB의 데이터를 생성할 수 있을 것으로 예상됩니다. 생명을 구하는 결정을 빨리 내리려면 이 4륜 슈퍼컴퓨터가 생성하는 데이터를 1초 미만에 전송하고 분석해야 합니다.

마찬가지로 수많은 에지 장치가 동시에 데이터를 수집하고 처리합니다. 이러한 원시 데이터를 클라우드로 전송하면 보안이 손상될 수 있으며 종종 비효율적이고 비용이 많이 듭니다.

대역폭 비용을 최적화하기 위해 조직은 일반적으로 데이터 센터에 더 높은 대역폭을 할당하고 엔드포인트에 더 낮은 대역폭을 할당합니다. 이로 인해 애플리케이션이 클라우드에서 에지로 데이터를 푸시하면서 업링크 속도에 병목 현상이 발생하고 에지 데이터는 동시에 반대 방향으로 이동합니다. 에지 인프라가 성장함에 따라 IoT 트래픽이 증가하고 대역폭 부족으로 인해 엄청난 대기 시간이 발생합니다.

제한된 기능 및 확장 복잡성

에지 장치의 더 작은 폼 팩터는 일반적으로 고급 분석 또는 데이터 집약적 워크로드에 필요한 전력 및 컴퓨팅 리소스의 부족으로 이어집니다.

또한 에지 컴퓨팅의 원격 및 이기종 특성은 물리적 인프라 확장을 주요 과제로 만듭니다. 에지에서 확장한다는 것은 데이터 소스에 더 많은 하드웨어를 추가한다는 의미가 아닙니다. 오히려 직원, 데이터 관리, 보안, 라이선스 및 모니터링 리소스 확장으로 확장됩니다. 이러한 수평적 확장은 올바르게 계획 및 실행되지 않으면 과잉 프로비저닝으로 인해 비용이 증가하거나 리소스 부족으로 인해 애플리케이션 성능이 최적화되지 않을 수 있습니다.

데이터 보안

컴퓨팅이 에지로 이동함에 따라 인프라는 중앙 집중식 컴퓨팅 모델이 제공하는 네트워크 보안의 여러 물리적 및 가상 계층을 넘어섭니다. 적절하게 보호되지 않으면 에지가 다양한 사이버 위협의 표적이 됩니다.

악의적인 행위자는 무단 코드를 삽입하거나 전체 노드를 복제하여 레이더 아래로 날아가는 동안 데이터를 훔치고 변조할 수 있습니다. 또한 데이터 삭제 및 교체를 통해 처리량, 대기 시간 및 데이터 경로에 영향을 미치는 라우팅 정보 공격을 통해 네트워크를 통해 전송되는 데이터를 방해할 수 있습니다. 에지에서의 또 다른 일반적인 데이터 보안 위협은 압도적인 노드를 겨냥한 DDoS 공격으로 배터리 소모를 유발하거나 통신, 계산 및 스토리지 리소스를 고갈시킵니다. IoT 기기가 수집하는 모든 데이터 중 가장 중요한 데이터만 분석하면 됩니다. 안전하고 규정을 준수하는 장기 데이터 보존 및 보관 솔루션이 없으면 에지에서 과도한 데이터 축적과 데이터 무분별한 확장이 발생하여 취약성이 더욱 증가하는 경우가 많습니다.

데이터 액세스 제어

에지 장치가 물리적으로 격리되어 있다는 사실은 이 분산 컴퓨팅 시스템에서 데이터가 다른 장치에서 처리된다는 것을 의미하므로 보안 위험이 증가하고 데이터 액세스를 모니터링, 인증 및 승인하기 어렵게 만듭니다.

최종 사용자 또는 최종 장치의 개인 정보 보호는 유지 관리해야 할 또 다른 중요한 측면입니다. 모든 최종 사용자가 고려되도록 하려면 다단계 정책이 필요합니다. 실시간 데이터 대기 시간 요구 사항을 충족하면서 이를 가능하게 하는 것은 특히 에지 인프라를 처음부터 구축할 때 주요 과제입니다.

최적화된 하드웨어 및 인프라 관리 도구를 제공하는 파트너 에코시스템에 의해 구축된 물리적으로 가깝고 사전 구성된 솔루션이 있으면 에지 컴퓨팅 문제가 완화됩니다. 에지 데이터 센터는 안전하고 빠른 네트워크에서 조직에 고성능 데이터 스토리지 및 처리 리소스를 제공하여 이 문제를 해결하는 새로운 솔루션입니다.

최첨단 인프라 구조

클라우드와 비교할 때 에지 인프라는 최종 사용자 네트워크에 가까운 소규모 시설에 있습니다. 컴퓨팅, 스토리지 및 네트워크 리소스를 데이터 소스에 더 가깝게 가져옴으로써 에지 데이터 센터는 조직과 워크로드 모두에 다양한 이점을 제공합니다.

여기에는 다음이 포함됩니다.

• 물리적 근접성으로 인한 지연 최소화 – 데이터 전달 개선 및 애플리케이션 응답 시간 단축.
• 보안 및 개인정보 보호 강화 – 높은 수준의 물리적 및 사이버 보안 온프레미스, 클라우드에 업로드되는 데이터 감소, 전송 중인 취약한 데이터 양 감소
• 신뢰성 향상 – 워크로드를 소규모 데이터 센터로 재분배하면 중앙 서버의 부하가 줄어들어 성능과 데이터 가용성이 향상됩니다.
• 비용 최적화 – 관리 서비스 및 사전 구성된 인프라 솔루션을 통해 에지 데이터 센터는 조직이 TCO를 줄이고 IT 비용을 절감하는 데 도움이 됩니다.

글로벌 IaaS 제공업체인 phoenixNAP는 강력한 컴퓨팅 및 스토리지 리소스를 엣지에 가깝게 가져와 전 세계에서 쉽게 액세스하고 확장할 수 있도록 하는 것의 중요성을 인식하고 있습니다. Bare Metal Cloud 플랫폼의 가용성을 더욱 확장하기 위해 American Tower와 협력하여 텍사스 오스틴에 첫 번째 엣지 로케이션을 출시했습니다. 이를 통해 미국 남서부의 사용자는 다음 기능에 액세스할 수 있습니다.

• 사전 구성된 API 기반 전용 서버는 몇 분 만에 배포되고 10밀리초 내에 액세스할 수 있습니다.
• 5G에 액세스하여 미래에 대비한 에지 워크로드를 지원합니다.
• 인증된 IaC 도구(Terraform, Ansible, Pulumi)를 통한 자동화된 인프라 관리
• MCR(Megaport Cloud Router)을 통한 다중 가상 레이어 3 비공개 연결.
• 무료 DDoS 보호 기능이 있는 20Gbps 네트워크에서 15TB의 무료 대역폭
• 고속 NVMe 스토리지 및 페타바이트 규모의 S3 호환 클라우드 개체 스토리지에 쉽게 액세스할 수 있습니다.
• 월간 또는 연간 예약 할인이 포함된 유연한 청구 및 대역폭 옵션

Bare Metal Cloud와 같은 플랫폼은 서비스로 제공되는 고성능 하드웨어 및 소프트웨어 기술을 통해 기업이 조치 시간을 단축하고 데이터 전송 병목 현상을 방지할 수 있도록 지원합니다. 에지 워크로드는 컨테이너화된 애플리케이션 및 마이크로서비스에 대한 자동화 기반 인프라 프로비저닝 및 지원의 이점을 얻습니다. 동시에 안전한 단일 테넌트 리소스, 단일 창 모니터링 및 액세스를 통해 전체 인프라 제어가 가능합니다. 마지막으로, 사전 구성된 서버를 활용하면 랙, 전원, 냉각, 보안 또는 기타 인프라 유지 요소가 필요하지 않으므로 사내 팀이 대신 애플리케이션 최적화에 집중할 수 있습니다.

결론

무선 통신 기술, IoT 장치 및 에지 컴퓨팅은 계속해서 진화하면서 서로를 새로운 돌파구로 이끌면서 해결해야 할 새로운 과제를 만들어내고 있습니다. IoT 에코시스템 전반에 걸쳐 더 많은 데이터가 생성되고 배포됨에 따라 컴퓨팅, 스토리지 및 네트워킹 기술은 미래의 워크로드 요구 사항을 따르고 이에 적응해야 합니다. 다양한 IT 공급업체와 서비스 제공업체 간의 파트너십을 통해 에지 데이터 센터와 같은 솔루션이 등장합니다. 안전한 고성능 데이터 전송, 저장 및 분석을 데이터의 발상지에서 바로 제공함으로써 조직이 에지 컴퓨팅 문제를 극복하도록 돕습니다.