해피레포트 - <테마특강> 국내 차세대 인터넷서버 기술 현황과 전망

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<테마특강> 국내 차세대 인터넷서버 기술 현황과 전망

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필자 윤석한 77년 고려대학교 전자공학과 졸업 86년 한국과학기술원 전산학과 석사 95년 고려대학교 전자공학과 컴퓨터공학 박사 77∼85년 한국전자기술연구소 선임연구원 85∼2000년 한국전자통신연구원 책임연구원, 부장 2000∼2001년 시큐어넷컴(주) 대표이사 2001년∼현재 한국전자통신연구원 책임연구원 ◇차세대 인터넷 서버의 필요성=인터넷 기술을 기반으로 정보사회가 도래함에 따라 멀티미디어 정보를 생성·가공해 저장·분배하는 서비스가 광범위하게 생활화되고 있다. 또한 인터넷 기술의 발전은 멀티미디어 콘텐츠의 질적 향상은 물론 단순형 정보 서비스에서 지식처리와 같은 정보창조형의 지식형 서비스로 발전하고 있다. 이와 같은 인터넷 서비스의 급성장과 더불어 고품질 멀티미디어 서비스와 영상 애니메이션과 같은 신산업 서비스가 차세대 인터넷 서비스로 급부상함에 따라 이를 지원하기 위한 대용량 고성능의 차세대 인터넷 서버가 절대적으로 필요하다. 정보를 저장하고 분배하는 핵심 요소는 통신망과 컴퓨터다. 통신망은 2005년 초고속 정보통신망 계획이 완료되면 모든 가정은 20Mbps 정도의 대역폭이 제공될 것이다. 또한 가정에서 사용하는 PC가 고성능화 됨에 따라 고품질의 서비스 요구가 일반화되게 될 것이다. 향후 실시간 인터넷 방송, 원격 진료, 인터넷 영상 전화 등의 고품질 멀티미디어 인터넷 서비스, 아파트 빌딩 등을 기반으로 하는 사이버 커뮤니티 서비스, 바이오 인포매틱스 영상 애니메이션 제작과 같은 신산업 서비스가 주요한 정보 서비스로 대두될 것으로 보인다. 따라서 이러한 서비스를 위한 정보의 원활한 저장 및 분배를 위해 대규모 데이터 센터 서버의 필요성이 제기되고 있다. 다양한 고품질의 인터넷 서비스를 효율적으로 제공하기 위해 네트워킹 기능과 확장성이 강화된 새로운 개념의 컴퓨터 서버가 필요하다. 차세대 인터넷 서버의 시장은 2005년께 세계시장 100억달러, 국내시장 2500억원 정도로 예측되며 세계시장의 5%, 국내시장의 30%를 점유하면 약 7000억원의 시장 확보가 가능하다. 또 실시간 인터넷 방송 등 차세대 인터넷 서비스 분야가 크게 활성화되면 추가적인 시장 창출과 약 10만명 규모의 신규 고용 창출 효과를 얻을 수 있을 것이다. 그리고 원격 교육, 원격 의료 등 생활 인터넷 서비스의 품질향상과 비용절감 등의 효과로 인터넷 서비스 및 관련 산업에 미치는 파급효과가 지대할 것으로 예상되고 있다. 이에 따라 정보통신부는 ‘차세대 인터넷 서버 기술개발 계획’을 수립하고 2006년까지 총 744억원을 투자하기로 했다. 차세대 인터넷 서버 기술개발 사업은 한국전자통신연구원을 중심으로 추진하되 조기 상용화를 유도하기 위해 사업 초기에 대기업은 물론 분야별 전문 기업을 참여시켜 시장의 요구 사항을 시스템 규격에 적극 반영해 상품의 완성도를 높일 계획이다. 시장 요구에 대한 효과적인 대응을 위해 단계별 추진 전략으로는 1단계에서는 지역 데이터 센터급 서버의 상용화 모델 개발을 추진하고 2단계에서는 1단계에서 개발한 상용화 모델을 개선하고 기술 발전 추이를 반영해 대형 데이터 센터급 인터넷 서버를 개발하는 것을 목표로 한다. ◇개발 전략=정통부는 인터넷 및 컴퓨터 산업 육성을 통한 국가 경쟁력 제고를 위해 지난 10여년간 중대형 컴퓨터에 대한 기술개발을 꾸준히 추진해 왔다. 그 결과로 현재 개발하고자 하는 차세대 인터넷 서버에 필요한 핵심 기술 중 많은 부분을 한국전자통신연구원이 개발하고 있다. 이번 사업에서는 이들 기술들을 통합하고 상용화시키는 전략을 강화해 핵심 요소 기술 개발보다는 세계적으로 경쟁력 있는 차세대 인터넷 서버 제품 개발을 최종 목표로 하고 있다. 특히 최근에 한국전자통신연구원에서 개발한 차세대 인터넷 서버의 주요 핵심 기술인 차세대 시스템 연결망인 인피니밴드(InfiniBand) 기술, 클러스터링 리눅스 운용체계 기술, SAN 기반 스토리지 시스템 기술, 멀티미디어 처리를 위한 MPEG 스트리밍 기술은 세계 수준에 도달한 것으로 평가된다. 이번 사업을 통해 이들 기술들을 개량 개선하고 시스템 차원에서 통합해 차세대 인터넷 서버를 개발할 계획이다. 특히 중요한 개발 전략으로는 차세대 인터넷 서비스 요구사항을 만족시키는 최적화 컴퓨터 구조를 설계하고 이를 다시 세분화시켜 핵심 요소 기술을 도출하고 개발할 예정이다. 핵심 기술의 개선·발전은 물론 시스템 통합을 통해 차세대 인터넷 서버 개발을 추진, 효율적인 개발과 비용을 절감한다는 전략이다. 한국전자통신연구원이 이미 확보하고 있는 주요 핵심 기술 중 인피니밴드 기술은 2000년부터 개발해 현재 칩셋을 ASIC으로 구현 중에 있다. 그리고 선진국의 컴퓨터 기업들이 대부분 가입하고 있는 IBTA(InfiniBand Trade Association)에 가입해 선진국과 기술 격차가 없는 대등한 연구 활동을 하고 있다. 리눅스 운용체계 기술은 과거 주전산기 개발 사업에서 확보한 유닉스 기술을 기반으로 지난 3년간 클러스터 기반 리눅스 운용체계의 핵심 기술을 개발해 국내 기업에 기술 이전했다. 98년 국내 최초로 레이드(RAID) 기술을 개발했으며 최근에는 산/나스(SAN/NAS) 기반 기술을 개발해 상용화에 주력하고 있다. ◇차세대 인터넷 서버의 구성=차세대 인터넷 서버의 개념은 <그림>과 같이 지역망을 기반으로 하는 빌딩, 아파트 등과 같은 지역 서비스를 제공하는 지역 데이터센터 서버와 인터넷데이터센터(IDC), 전자정부, 전자도서관, 신산업 응용 서비스 등과 같은 광역 서비스를 제공하는 데이터센터 서버로 구성된다. 차세대 인터넷 서버의 주요 핵심 기술은 시스템 플랫폼 기술, 차세대 시스템 연결망 기술, 시스템 소프트웨어 기술, 멀티미디어 미들웨어 기술, 네트워크 스토리지 기술이 있다. 시스템 플랫폼 기술은 미래의 다양한 인터넷 서비스의 제공하기 위해 확장성이 우수한 대형 컴퓨터의 시스템 구조를 설계하고, 원격 시스템 진단 및 관리 기술 제공한다. 시스템 구조 설계에서는 시스템 시뮬레이션 기반의 시스템 설계와 검증, 시스템 평가를 다룬다. 시스템 개발 후에도 실제 시스템의 트래픽을 모니터해 병목지점 등을 분석하고 최적의 시스템 구성할 수 있는 환경을 제공한다. 그리고 하드웨어 및 소프트웨어 기능과 사용자 요구 사항의 부합 여부를 검증하고 대용량 데이터 공유를 기반으로 하는 응용서비스, 벤치마크 프로그램 등을 이용해 평가한다. 시스템 진단 및 관리에서는 일반 사용자 환경에서도 쉽게 시스템을 관리할 수 있는 환경을 제공하는 것을 목적으로 한다. 따라서 원격지에서 시스템을 주기적으로 감시 및 관찰할 수 있도록 하며 시스템 비상상태에도 여러 방법으로 관리자에게 응급상태를 통보할 수 있도록 한다. 시스템 관리의 전문성이 없는 일반사용자도 시스템의 상태 및 문제 인지들을 쉽게 파악할 수 있도록 자가진단 기능 및 고장부위 자동배제 등의 기능들을 제공한다. 차세대 시스템 연결망 기술은 포트당 최대 10Gbps의 전송 속도와 낮은 전송 지연시간을 제공하고, 인피니밴드와 기가비트 이더넷 프로토콜을 통합 지원하는 고확장성 차세대 통합 컴퓨터 시스템 연결망 기술이다. 인피니밴드 기술은 통신 처리에 있어 프로세서의 부하를 최소화할 수 있도록 통신 프로토콜과 프로토콜 처리 하드웨어를 제공하고, 이를 통해 무복사(zero processor-copy) 데이터 전송, 커널 오버헤드 최소화, 원격지 직접 메모리 전송, 고확장성 및 고가용성을 제공한다. 또 기가비트 이더넷 기술을 통합 지원하고 기가비트 이더넷 프로토콜간 정합 및 변환 기술을 제공함으로써 인피니밴드와 기가비트 이더넷에 연결된 모든 노드를 총망라해 최적의 고속 통신 환경을 제공한다. 세부적으로 시스템 연결망 하드웨어 기술과 연결망 관리 펌웨어 기술로 나눌 수 있는데 시스템 연결망 하드웨어 기술은 서로 다른 프로토콜, 즉 인피니밴드 및 기가비트 이더넷 프로토콜을 통합 지원하는 연결망 구조 기술과 이들 프로토콜을 처리하고 프로토콜간 정합 및 변환을 수행하는 구성소자 기술, 포트당 최대 10Gbps의 고속 전송을 보장하는 베이스 보드 기술 등을 포함한다. 연결망 관리 펌웨어 기술은 이들 전송 프로토콜을 통합해 제어하는 프로토콜 통합 제어 기술, 통합된 시스템 연결망의 상태를 관리하고 진단하고 제어하는 시스템 연결망 관리 및 진단 기술을 포함한다. 차세대 인터넷 서버의 운용체계에서는 기존의 유닉스, 윈도의 기술 종속을 탈피하기 위해서 리눅스를 기반으로 데이터 센터급 운용체계를 개발하고자 한다. 먼저 80년대 초반부터 시스템V 및 BSD 계열로 개발이 시작된 유닉스 운용체계 경우는 기업 비즈니스 시스템을 초점으로 다양한 컴퓨터 시스템 구조 지원과 기능 구현으로 시스템 확장성과 성능 면에서 우수하며 원도 경우는 데스크톱 PC용으로부터 널리 보급되기 시작해 일반 사용자에게 친숙한 일반 업무 및 생활 인터넷에 필요한 기능에서부터 현재의 멀티미디어 서비스를 위한 기능이 있다. 따라서 향후 개발될 데이터 센터급 리눅스 운용체계는 유닉스의 장점인 우수한 확장성과 성능, 윈도의 멀티미디어 기능 등을 개선, 현재 유무선 인터넷 환경에서 모바일 인터넷 환경까지 수많은 사용자에게 다양하고 고품질의 멀티미디어 서비스를 충분히 지원할 수 있도록 컴퓨터의 네트워킹 기능과 입출력 기능을 강화할 계획이다. 멀티미디어 미들웨어는 인터넷과 연동되는 실시간 스트림 처리 소프트웨어로 최대 1만 개의 HDTV급 동영상을 동시 처리하고, MPEG 1, 2, 4, 21의 국제 표준 규격을 만족하는 미들웨어를 개발할 예정이다. 이를 위한 핵심 기술은 HDTV급 동영상 처리 기술, 최대 1만 스트림 동시처리 기술, MPEG 1, 2, 4, 21의 국제 표준 규격 제공, 유니버설 스트리밍 기술, 멀티미디어 통신 프로토콜 연동 기술, 사용자 인증 및 콘텐츠 보호기술이 있다. 네트워크 스토리지 기술은 인터넷 프로토콜을 기반으로 하는 페타바이트급의 대용량 멀티미디어 데이터를 저장, 관리, 검색하는 기술로서, 멀티미디어 DBMS, 스토리지 클러스터링 소프트웨어, IP 스토리지 저장장치를 개발한다. 멀티미디어 DBMS의 주요 핵심 기술은 연속미디어 질의 처리 기술과 트랜잭션 처리 기술이며 유무선 환경에 적합한 XML 기반 데이터베이스 통합 미들웨어와 고 가용성의 클러스터 기반 DBMS로 구성된다. IP 스토리지 저장장치는 IP-SCSI 블록 입출력 프로토콜을 기반으로 하는 네트워크 정합형 저장장치(NASD:Network Attached Storage Device)이다. 기존의 저장 장치와는 달리 QoS 보장 기능을 제공해 멀티미디어 처리 응용프로그램에 대해 입출력 대역폭과 응답 지연 시간을 보장해 준다. 또 RAID 기능을 제공해 디스크의 고장 시에도 입출력 대역폭의 보장성을 유지시킴으로써 데이터 및 서비스의 가용성을 높여 준다. ◇전망=차세대 인터넷 서버는 고품질의 차세대 인터넷 서비스를 제공하기 위해 네트워킹 기능이 강화된 계층적 구조의 데이터센터 서버와 지역데이타센터 서버로 구성되며 초고속(2∼20Mbps)으로 최대 1만명에게 HDTV급 고품질, 실시간 인터넷 서비스가 가능한 새로운 개념의 컴퓨터이다. 기술 개발 전략은 이미 축적된 기술을 최대한 활용함으로써 향후 3년 이내에 시범서비스를 포함한 모든 개발을 완료하고 즉시 수출까지 가능한 상품화 모델을 개발하는 것에 중점을 두고 있다. 시장 개척 전략은 세계 최고의 인터넷 사용률, 초고속통신망 환경, 아파트 인구 밀집 환경을 최대한 이용해 사이버 아파트 커뮤니티, 사이버대학 커뮤니티 등을 1차적으로 공략함으로써 개발 완료시 선진국과 충분한 경쟁력을 가질 수 있다. 차세대 인터넷 서버 기술개발을 통해 확장성이 우수한 대형 컴퓨터 플랫폼 기술, 10Gbps급 차세대 시스템 연결망 기술, 데이터센터급 리눅스 운용체계 기술, HDTV급 실시간 스트림 처리 기술, 인터넷 기반 광대역 네트워크 스토리지 시스템 기술 등의 최첨단 컴퓨터 기초·기반 기술을 확보, 선진국의 기술 종속에서 탈피와 e코리아 실현으로 IT 강국의 위상 제고에 크게 기여할 것으로 기대하고 있다.

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