SDN/NFV/Cloud 동향

가. SDN

클라우드 네트워크에서 분산 네트워크의 문제점을 해결하려고 출발했던 SDN은 네트워크 응용 서비스에 유연하게 대응할 수 있도록 네트워크의 자원과 기능을 응용 기반으로 제어하는 개방형 네트워킹 기술로 진화하고 있다. SDN은 초기에는 서비스 사업자, 벤처 기업 및 대학으로 구성된 ONF(Open Networking Foundation)에서 주도하되다가 최근에는 공개소프트웨어 구현을 중심으로 하는 ODL(OpenDayLight) 및 ON.Lab(Open Net-working Lab)에서 주도하고 있다[1][2].

ODL은 ONF와 달리 IT 글로벌 업체들(시스코, 주니퍼네트웍스, 에릭슨, VMware 등)로 구성되어 있으며 NFV를 포함하는 개방형 SDN 플랫폼을 개발하기 위하여 2013년 4월부터 Linux Foundation에 의해 주도되고 있는 공개소프트웨어 프로젝트이다.

ODL은 공개소프트웨어 SDN 컨트롤러와 가상 오버레이 네트워크, 프로토콜 플러그인, 애플리케이션, 아키텍처 및 프로그램 가능한 인터페이스 등의 개발 프로젝트를 진행하여 사우스바운드 API(Application Programing Interface)에 집중했던 ONF에 비해 노스바운드 API와 전반적인 클라우드 관리 자동화란 큰 틀에서 접근하여 응용, 도구, 서비스 전달은 물론 시장 지원도 가능한 컨트롤러 스택 전반을 구축할 수 있는 생태계를 생성하고 있다. 2014년 2월에 Base, Virtualization 및 Service Provider edition을 갖는 첫 번째 'Hydrogen' 버전을 배포하고 2014년 9월에 두 번째 'Helium' 버전을 배포하였다.

ON.Lab은 스탠포드, UC 버클리, AT&T 등 학계 및 통신사업자 주도하고 있는 프로젝트로으며 ODL과 경쟁 관계에 있으며 캐리어급 SDN에 초점을 맞추어서 SDN 운영체제 ONOS(Open Network Operating System)를 2014년 12월에 배포하였다. ONOS는 초기에는 통신사업자에 맞추어져 있지만 후에 클라우드 사업자 및 기업망에도 응용이 가능한 형태로 진행될 것으로 기대되고 있다.

ONOS는 ODL처럼 스위치를 제어하기 위한 공개소프트웨어 소프트웨어이지만 ODL이 scalability와 성능을 제공하지 않는 것과 달리 ONOS는 scalability와 캐리어급 고가용성을 제공한다.

나. NFV

네트워크 기능을 전용 장비(소위 미들박스)로 구현한 것을 대신하여 범용 하드웨어 및 소프트웨어 기반으로 네트워크 기능을 개편하고자 2012년 10월에 유럽 통신사업자를 중심으로 ETSI NFV ISG(Industry Specification Group)가를 구성되었하였다[3][4]. ETSI ISG NFV 그룹은 응용 기반으로 네트워크 자원을 구성하는데 필수 요소인 네트워크 기능 가상화를 산업체의 협력을 받아 통신사업자 주도로 정의하려는 데 목적이 있으며 2014년 11월 245개 기관이 참여하고 있다.

NFVI(Network Function Virtual Infrastructure), VNF, MANO(Management & Orchestration)로 구성되는 NFV 참조 기능 구조를 정의한 ETSI NFV ISG는 워크그룹 최종 문서 정리 및 배포를 2014년 12월까지 완료하고 Phase 1을 종료할 예정이다. ETSI NFV ISG가에서 Phase 1에서 배포한 문서는 NFV에 대한 개념 및 참조 모델을 정리한 수준이며 상기 문서 기반으로 NFV 구현 시 ETSI NFV의 목표인 벤더 비종속 운용 도달은 어려운 상태이다.

2015년 시작되는 Phase 2에서는 Phase 1에서 문제시 되었던 구현 위주 이슈 도출 및 벤더와 통신사업자 간의 상호 운용성에 초점을 둔 워크그룹으로 재편하고 상세 규격 작업 속도를가 가속화할 예정이다.

NFV 구현은 모바일 분야(특히 모바일 코어 네트워크)에서 활발하게 진행되고 있으며 대부분 클라우드 기반으로 구성하고 있다.

통신사업자 주도의 OPNFV(Open Platform for NFV)는 상호 운용성 보장 NFV 솔루션 개발 촉진과 NFV 솔루션 개발을 위한 공개소프트웨어 커뮤니티 활성화를 위해 2014년 10월 출범되었다[5]. OPNFV는 이종 NFV 솔루션이 상호 운용될 수 있는 공개소프트웨어 기반의 NFV 참조 플랫폼의 확장성을 보장하기 위해서 모듈 기반의 구조를 채택하여 다양한 솔루션에 플랫폼이 대응하도록 진행하고 있다. OPNFV 프로젝트의 플랫폼 구조는 ETSI NFV ISG에서 정의한 참조 기능 구조에 기반하고 있으며 초기에는 OPNFV 프로젝트의 대상은 ETSI NFV ISG 참조 기능 구조의 NFVI와 VIM(Virtualized Infrastructure Manager)이다. OPNFV 프로젝트는 2015년 초에 1차 버전을 배포할 예정이다.

NFV가 멀티코어 기반 상용 서버에서 가상 네트워크 기능을 구현하기 때문에 단일코어 기반의 기존 통신 소프트웨어와 호환되게 패킷을 처리하려면 성능 문제가 대두된다. 이 문제를 해결하기 위해서 DPA(Data Plane Acceleration) 기술이 필요하며 이를 지원하는 것이 인텔 DPDK(Data Plane Development Kit)[6], OpenOnLoad, Netmap, ODP(Open Data Plane)[7]이다.

인텔 DPDK는 2012년 공개소프트웨어로 공개되었으며 인텔 DPDK는 2013년 공개소프트웨어 가상 스위치와 DPDK를 결합한 DPDK-OVS(Open Virtual Switch)를 배포하였다. 인텔 DPDK가 인텔 기반 플랫폼에서만 DPA가 적용되는 문제를 풀기 위해 LNG(Linaro Net-working Group)는 프로세서 비종속 DPA를 개발하고 있으며 다양한 벤더 프로세서에서 동작하는 ODP v0.3을 2014년 10월 공개하였고 ODP v1.0을 2014년 12월에 배포하였다. 하지만 NFV의 물리적 자원에 상용 서버가 필수적이고 상용 서버는 거의 인텔 기반이기 때문에 ETSI NFV PoC(Proof of Concept)를 제안한 많은 기업들이 인텔 DPDK를 채용하고 있다.

다. Cloud

클라우드 컴퓨팅 자원(서버, 스토리지, 네트워크)의 운용 규모가 커지고 가상화됨에 따라 네트워크를 포함한 클라우드 컴퓨팅 자원 관리를 효율적으로 하기 위한 CMP(Cloud Management Platform) 기술이 VMware, HP, IBM 기업을 중심으로 상용화되고 있고, OpenStack, CloudStack 등의 공개소프트웨어 기반 CMP 기술도 활발한 개발과 함께 구축 사례가 증가하고 있다.

특히 OpenStack은 Linux 이후 가장 주목 받는 공개소프트웨어로 2010년 Austin 배포판을 시작으로 2014년 10월 10번째로 Juno 배포판 공개되었다[8]. OpenStack은 NFV를 구현하는 거의 모든 기업에서 ETSI NFV ISG 참조 기능 구조에서 VIM을 OpenStack으로 구현하고 있다. 이렇듯 클라우드 관리를 OpenStack으로 전환하는 기관이 증가됨에 따라 HP, Redhat, Rackspace 등은 OpenStack 기반의 클라우드 운영체제 솔루션 시장을 확대하고 있다.

데이터 센터의 운용 자원 규모가 커지고 자동화됨에 데이터 센터의 자원을 표준화, 개방화, 소프트웨어화 하려는 노력이 확대되고 있다. OCP(Open Compute Project)는 데이터 센터 인프라(서버, 네트워크, 전원 랙 등)를 효율적, 경제적으로 구성하기 위해 2011년 4월 페이스북 주도의 오픈소스 기반 데이터 센터 하드웨어 및 인프라 연구개발 프로젝트로 시작되었다[9]. 2013년에 이종 벤더 CPU 호환 서버, 공개소프트웨어 기반 스위치를 발표하였고 2014년에 ToR(Top-of-Rack) 스위치 및 운영체제를 발표하였고 미국과 대만에 OCP 인증센터를 설립하였다. OCP는 초기에 하드웨어 장비 업체(Dell, ASUS 등) 소프트웨어 업체(Redhat, Cloudera 등), 서비스 사업자(Facebook, Mozilla 등), 대학 등으로 구성되었으나 VMware 및 Cisco도 참여하여 2014년 150개 이상의 기관이 참여하고 있다. OCP 기반으로 세워진 페이스북의 데이터 센터(미국 오리건주 피리니빌)는 업계 표준보다 에너지 효율 38%, 운용 비용 24%를 절감했다고 발표했다.

국외에서 통신사업자나 서비스사업자들이 SDN, NFV, Cloud 기술개발을 주도적으로 진행하는 것과는 달리 국내에서는 국가 주도 연구개발로 SDN, NFV 기술개발을 수행하고 있다.

SDN은 2013년부터 국가 주도 연구개발 프로젝트 실행하여 SDN 컨트롤러 기술 및 유무선 응용 기술을 개발하였다. 국내 서비스 사업자 및 통신사업자는 SDN 기술을 데이터 센터 및 모바일 네트워크에 적용하는 것을 각각 검토하고 있다.

NFV는 2014년부터 국가 주도 연구개발 프로젝트 실행하여 NFV 핵심 기술 및 응용 기술개발이 진행되고 있다. 2014년에 일부 통신사업자 주도로 ETSI NFV PoC와 NFV 적용 모바일 코어 네트워크 BMT(Ben-chmark Test)를 진행하고 있다.

클라우드는 KT, KISTI, KINX 등에서 OpenStack 기반 클라우드 서비스를 제공하고 있으며, 삼성, LG, 다음카카오 등은 OpenStack 기반의 사설 클라우드를 운용하고 있다. 2014년 국가 주도 연구개발 프로젝트를 통해 OpenStack 기반 분산 클라우드 OS를 개발하고 있다.

국내 서버, 스토리지, 네트워킹 장비와 공개소프트웨어 소프트웨어 관련 업계 관계자들이 중심이 되어 2014년 OCP 한국 커뮤니티가 출범되었다.

ONF에서 개방형 네트워킹을 위한 OpenFlow 중심의 SDN 기술 표준을 추진하였다. 클라우드/엔터프라이즈 네트워크를 위한 OpenFlow 1.x 및 OFConfig 1.x 표준을 진행하였다. 2013년에 통신사업자 및 최종 사용자의 SDN 요구에 대응하기 위해 OTWG(Optical Transport Working Group)를 구성하고 확장 OpenFlow 규격을 진행하였다.

ITU-T SG13는 SG11 및 SG15와 협력 하에 SDN Requirements 및 Architectural Framework 권고안 제정을 진행 중이다. IETF의 IRTF는 SDN RG를 구성하여 SDN 표준화 연구가 진행 중이다.

ETSI NFV ISG는 2013년 1월부터 활동을 시작하여 올해2014년 11월까지 8번의차 NFV 회의를 개최하였다. 2014년 11월에 개최된 8차 회의에서는 Phase 1을 정리하면서고 Phase 2를 준비하였다. Phase 1에서 Infrastructure, MANO 등을 포함해서 11종의 문서를 배포하였고 다. ETSI NFV ISGPhase 2(2014년 이후)에 활동할 예정인 조직을 구성하였다. 구조와 인터페이스에 대한 상세 규격을 개발할 IFA(Interfaces & Architecture) 워킹그룹, 새로운 use case 발굴, 다른 기술 및 산업과 협업 등을 수행할 EVE(Evolution & Ecosystem) 워킹그룹, 상호 운용성, 시험 등을 수행할 TST(Testing & Experimentation) 워킹그룹, 보안 이슈를 다룰 Security 워킹그룹, 안정성, 가용성 등을 다룰 REL(Reliability, Availability & Assurance) 워킹그룹 등이 Phase 2의 주요 워킹그룹이다.

이밖에 2014년 3월 IETF SFC(Service Function Chaining) 워킹그룹에서 NFV 포워딩 그래프에 대한 표준 규격을 논의하였고, IEEE 및 ITU-T에서 클라우드 상호 운용성 및 클라우드 서비스 브로커 관련 표준화 작업이 진행 중이다. 산업 표준화 단체인 DMTF는 클라우드 관리 이니셔티브(Cloud Management Initiative)를 통해 클라우드 인프라 관리를 위한 인터페이스 표준 등을 개발하고 있다.

TTA PG220(미래인터넷 프로젝트그룹)에서 SDN 및 NFV 관련된 국외 표준화 단체에 대한 기고 활동 및 국내 표준을 진행 중이다. 2014년 10월 TTA PG220 산하 WG2202(네트워크 소프트웨어 공통플랫폼 실무반)을 구성하고 NFV와 SDN 기술을 포함하는 국내 고유의 네트워크 소프트웨어 플랫폼 표준 및 규격 정의를 진행할 예정이다.