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블로그 | 엣지 컴퓨팅에서 데이터베이스의 역할

2023.02.10 Priya Rajagopal  |  ITWorld
엣지 컴퓨팅 개념은 간단하다. 데이터를 생성하고 소비하는 디바이스, 애플리케이션, 사용자와 가까운 엣지로 컴퓨팅과 스토리지 기능을 가져오는 것이다. 초연결(hyperconnectivity)의 시대를 맞이하여 5G 인프라가 빠르게 성장함에 따라 엣지 컴퓨팅 수요는 앞으로 더욱 늘어날 것이다.
 
ⓒ Getty Images Bank 

사물인터넷(IoT), AI/ML, AR/VR/MR 같은 기술 성장 덕에 지연 현상을 줄이려는 노력은 점점 중요해지고 있다. 이를 통해 지연을 줄이고 대역폭 비용 감소, 네트워크 탄력성을 높이려는 것이지만, 동시에 민감한 데이터 중앙 클라우드 서버로 전송하지 못하도록 막으며, 데이터 개인정보 보호 및 거버넌스 정책의 준수하는데도 도움이 된다. 

엣지 컴퓨팅 아키텍처는 먼 곳의 클라우드 데이터센터에 의존하는 대신 엣지에서 데이터를 처리한다. 따라서 대역폭 사용량을 최적화하고 왕복 지연 비용을 낮춰 최종 사용자가 항상 빠르고 항상 가용한 애플리케이션으로 긍정적인 경험을 하도록 보장한다.

시장조사업체 리서치앤마켓에 따르면, 전 세계 엣지 컴퓨팅 시장은 4년 후에는 180억 달러 규모로 성장할 전망이다. 2020년 40억 달러에서 빠른 성장세다. 가트너에 따르면 2029년까지 IoT 기기 150억 대 이상이 엔터프라이즈 인프라에 연결될 예정인데, 이런 디지털 트랜스포메이션 이니셔티브와 IoT 기기의 확산이 기폭제 역할을 하면서 엣지 분야 혁신이 기업의 관심과 예산을 끌어들일 전망이다. 따라서 기업은 엣지 컴퓨팅의 현재 상태와 방향을 이해하고 미래 지향적인 엣지 전략을 수립하는 것이 중요하다.
 

분산 아키텍처의 관리 간소화

초기 엣지 컴퓨팅 환경은 애플리케이션과 데이터베이스가 온프레미스 서버에서 실행되고 이를 클라우드 백엔드가 받치는 형태의 맞춤형 하이브리드 클라우드였다. 기초적인 배치 파일 전송 시스템이 클라우드와 온프레미스 서버 간의 데이터 전송을 담당하는 경우가 일반적이었다.

거기다 자본 비용(CapEx) 외에, 대규모 분산 온프레미스 서버를 관리하는 데 따르는 운영 비용(OpEx)도 상당히 커질 수 있다. 배치 파일 전송 시스템을 사용할 경우 오래된 데이터를 기반으로 엣지 앱과 서비스가 실행될 가능성도 있다. 또한 해상 석유 굴착기, 건설 현장, 항공기 등 공간, 전력 또는 냉각 측면의 제약 등으로 온프레미스에 서버 랙을 호스팅하는 것이 현실적이지 않은 경우도 있다.

운영 비용과 자본 비용 우려를 불식시키려면 다음 세대의 엣지 컴퓨팅 환경은 클라우드 제공업체의 관리형 엣지 인프라를 활용해야 한다. 시장을 주도하는 AWS 아웃포스트(Outposts), AWS 로컬 존(Local Zones), 애저 프라이빗 MEC(Azure Private MEC), 구글 분산 클라우드(Google Distributed Cloud) 등은 분산 서버 관리에 따르는 운영 오버헤드를 대폭 줄여준다. 

이러한 클라우드 엣지 위치는 여러 온프레미스 위치 대신 스토리지와 컴퓨팅을 호스팅해서 인프라 비용을 낮추면서 데이터에 대한 저지연 액세스를 제공할 수 있다. 또한 엣지 컴퓨팅 환경은 AWS 웨이브랭스(Wavelength) 등의 상품으로 관리형 사설 5G 네트워크를 통해 5G 액세스 네트워크의 높은 대역폭과 초저지연을 활용할 수 있다.

엣지 컴퓨팅의 핵심은 데이터 저장과 처리를 분산시키는 데 있으므로 모든 엣지 전략은 데이터 플랫폼을 고려해야 한다. 데이터베이스가 분산 아키텍처 요구사항을 충족하는지 여부, 그리고 어떤 방법으로 충족하는지를 확인해야 한다.
 

미래 지향적 엣지 전략

분산 아키텍처에서 데이터 저장과 처리는 중앙 클라우드 데이터 센터, 클라우드-엣지 위치, 클라이언트/디바이스 계층 등 여러 계층에서 발생할 수 있다. 클라이언트/디바이스 계층에서 디바이스에는 휴대폰, 데스크톱 시스템, 맞춤형 임베디드 하드웨어 등이 포함된다. 클라우드에서 클라이언트로 갈수록 각 계층은 이전 계층보다 더 높은 수준의 서비스 가용성과 응답성을 보장한다. 디바이스에 애플리케이션과 데이터베이스를 같이 배치하는 형태가 네트워크 연결에 대한 의존 없이 가장 높은 수준의 가용성과 응답성을 제공한다.

분산 데이터베이스의 핵심은 네트워크 가용성에 따라 이러한 여러 계층에 걸쳐 데이터의 일관성과 동기화를 유지하는 것이다. 데이터 동기화는 이처럼 분산된 섬 사이에서 대량으로 데이터를 전송하거나 복제하는 것이 아니라, 대규모 데이터에서 관련된 하위 집합만 네트워크 중단에 대해 탄력적인 방식으로 전송하는 역량이다. 예를 들어 소매업계에서는 매장별 데이터만 매장 위치로 다운스트림 전송하면 되고, 의료 업계라면 집계 및 익명화된 환자 데이터만 병원 데이터 센터에서 업스트림으로 전송하면 된다.

데이터 거버넌스 과제는 분산 환경에서 더 중요해지기 때문에, 엣지 전략의 주요 고려 사항으로 다뤄야 한다. 예를 들어 데이터 플랫폼은 디바이스 수준까지 데이터 보존 정책이 이행될 수 있도록 촉진해야 한다.
 

펩시코와 백팩EMR의 엣지 컴퓨팅 사례

분산 데이터베이스와 데이터 동기화 솔루션은 기업에서 성공적인 엣지 컴퓨팅 솔루션을 운영하기 위해 꼭 필요한 요소다. 포춘 50대 기업인 펩시코(PepsiCo)의 사례를 보자. 펩시코는 전 세계에 직원들 두고 있으며 일부는 상시 인터넷 연결이 보장되지 않는 곳에서 업무를 수행한다.

또한 영업 담당자들이 더 효율적으로 적절히 업무를 수행하기 위해서는 오프라인을 지원하는 솔루션이 필요했다. 펩시코 솔루션은 인터넷 연결과 관계없이 영업 담당자가 현장에서 사용해야 하는 앱에 내장된 오프라인 우선 데이터베이스를 활용한다. 인터넷 연결이 가용해질 때마다 조직의 엣지 인프라 전반에서 모든 데이터가 자동으로 동기화되면서 데이터 무결성을 보장해 애플리케이션이 엄격한 거버넌스 및 보안 요구사항을 충족했다. 

의료 업체인 백팩EMR(BackpackEMR)은 전 세계 낙후된 지역의 이동식 진료소를 위한 소프트웨어 솔루션을 제공한다. 이러한 원격 위치에서는 인터넷 연결이 거의 되지 않거나 없는 경우가 많아 일반적인 클라우드 기반 서비스를 사용하는 데는 한계가 있다. 백팩EMR의 솔루션은 피어 투 피어 데이터 동기화 기능이 있는, 특허 출원된 환자 진료 앱에 내장된 데이터베이스를 사용한다. 백팩EMR 팀은 이를 활용하여 인터넷 연결이 없더라도 실시간으로 여러 디바이스에 걸쳐 환자 데이터를 공유한다.

IDC는 2023년까지 신규로 구축되는 IT 인프라의 50%가 기업 데이터 센터가 아닌 엣지에 위치하고, 2024년까지 엣지의 앱 수는 800% 증가할 것으로 예상한다. 기업은 차세대 애플리케이션 워크로드를 합리적으로 개선하는 과정에서 엣지 컴퓨팅을 클라우드 컴퓨팅 전략 중 하나로 반드시 고려해야 한다.
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