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벤더 기고ㅣ지속가능성을 위한 클라우드 (2)

2022.05.16 최인영  |  CIO KR

지속가능성을 위한 IT 리더의 고민
대부분의 엔터프라이즈는 이사회 내에 'ESG 위원회'를 두고 지속가능성을 위해 다방면으로 고민하고 있다. 매년 ESG 보고서(또는 지속가능성 보고서)를 공개하고, ESG 평가에 대응해서 높은 등급을 받기 위해 노력하고 있다. ESG 위원회 활동이나 ESG 보고서 및 평가의 실효성은 차치하고 모두가 ESG 경영에 박차를 가하는 모습은 반겨할 일이다. 이런 이사회 차원의 노력에 발맞춰 IT 부서도 지속가능성을 위해 적극적으로 대응할 필요가 있다. 

일반적으로 IT 시스템에서 배출하는 탄소발자국(Carbon footprint)은 기업의 핵심 사업에서 발생하는 그 양에 비해 미미한 수준이다. 몇몇 디지털 네이티브 기업을 제외하고는 대부분 비슷한 상황일 것이라고 생각된다. 하지만, 기업의 핵심 사업에서 발생하는 양에 비해 상대적으로 적을 뿐이지 절대적인 양은 결코 적다고 볼 수 없다. 

따라서 IT 부서는 IT 시스템 자체의 탄소발자국 현황을 측정하고 변화를 추적해서 지속적으로 개선토록 해야 한다. 더 나아가 조직의 디지털 트랜스포메이션을 위해 사용했던 기술과 경험을 이제는 지속가능성 트랜스포메이션(Sustainability Transformation)에도 적용하는 것을 고민해야 하고, 그 접점에서 비즈니스 기회를 발굴해야 하는 과제도 있다. 하지만, 대부분의 IT 리더는 지속가능성과 관련된 IT 전략 수립과 이행을 어떻게 해야 할지 명확한 해답을 찾지 못하고 있는 것이 현실이다. 필자도 100점짜리 답을 제시하기는 어렵지만, 몇 가지 기술적 관점에서 고민의 실마리를 제시하고 싶다.

AWS Well-Architected Framework의 '지속가능성' 영역
AWS Well-Architected Framework는 고객이 AWS 환경에서 시스템을 구축할 때 아키텍처 의사결정을 지원하고 개선하기 위한 도구로써 2015년부터 제공됐다. 이 프레임워크는 5개 영역(Pillar; AWS 공식 사이트에서는 'Pillar'를 '원칙'으로 사용하고 있다. 필자는 더 명확한 의미 전달을 위해 'Pillar'를 아키텍처를 다루는 '축'으로 사용하고 싶었다. 하지만, 어감의 완성이 매끄럽지 못한 듯 생각돼서 '영역'으로 표기한다) - 운영 우수성, 보안, 신뢰성, 성능 효율성, 비용 최적화 - 을 중심으로 설계 원칙, 질문과 모범 사례로 구성돼 있다. 고객은 이 프레임워크를 사용해 아키텍처를 평가하고 확장 가능한 설계를 구현할 수 있는 일관된 접근 방식을 확보할 수 있다. 

AWS는 지난 2021년 리인벤트(re:Invent) 행사에서 '지속가능성(Sustainability)' 영역을 이 프레임워크에 추가한다고 발표했고, 이제 총 6개의 영역이 됐다. 2015년부터 2021년까지 약 7년 동안 5개의 영역으로 유지됐지만 기후위기와 넷제로 달성이라는 시대적 과업이 아키텍처에도 반영될 수 있도록 '지속가능성' 영역을 새롭게 추가했다.

IT 경영진과 아키텍트, 기술 리더의 입장에서 보면 아키텍처를 다루는 영역이 변경된다는 것은 매우 큰 변화로 인식될 것이다. 아키텍처에서 다루는 영역이 변경되면 이를 다루는 각 영역별 원칙들도 함께 변경되고, 이것은 시스템 설계의 근간이 바뀔 수 있는 중요한 요인이다. AWS Well-Architected Framework의 지속가능성을 얘기하기 전에 '공동 책임 모델(Shared Responsibility Model)'이 지속가능성 영역에 어떻게 접목될 수 있는지 이해해야 한다.

지속가능성을 위한 공동 책임 모델
AWS의 보안 '공동 책임 모델'은 이미 많은 고객들이 인지하고 있는 개념이다. 이 모델이 지속가능성에도 동일하게 적용된다. 간략히 설명하면, 'AWS는 클라우드의(of) 지속 가능성에 대한 책임'이 있고, 'AWS 고객은 클라우드 내(in)에서 지속 가능성에 대한 책임'이 있다는 것이다.
 
지속가능성 공동 책임 모델 ⓒAWS Well-Architected Framework 지속가능성

• 클라우드의(of) 지속가능성에 대한 AWS의 책임
AWS가 운영·관리하는 리전(Region), 엣지 로케이션(Edge Locations), 로컬 존(Local Zones), 네트워크 백본(Backbones)과 같은 물리적 인프라와 다양한 AWS 서비스 플랫폼 등 클라우드 서비스를 제공하는 환경 전반에 대한 지속가능성의 책임은 AWS에 있다. 예를 들어, AWS는 클라우드 데이터센터 내에 서버 집적도와 자원 사용률을 높이고, 전력 및 냉각 효율화 등 첨단 기술을 통해 에너지 사용을 대폭 절감하기 위해 노력해야 한다. 또한, 물 사용을 최소화하고, 2025년까지 100% 재생 에너지로 AWS 인프라를 운영하기 위해 앞장서야 한다. 이러한 활동들이 지속가능성에 대한 AWS의 책임이다.

• AWS 클라우드 내(in)에서 지속가능성에 대한 사용자의 책임
AWS 고객도 공동 책임 모델에 따라 지속가능한 아키텍처를 AWS와 함께 설계함으로써 훨씬 더 많은 것을 성취할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 불필요하거나 사용량이 낮은 리소스를 최적화하고, 효율적인 프로그래밍 언어 선택, 최신 알고리즘 채택, 효율적인 데이터 스토리지 기술 사용, 비즈니스 변화에 맞춰 유연하게 리소스를 조정하는 등의 작업을 통해서 탄소배출량을 줄일 수 있도록 책임을 가지고 노력해야 한다. 지금까지 지속가능성을 위한 고객과 AWS 간의 공동 책임 모델에 대해 알아봤다. 이제는 고객이 아키텍처를 설계할 때 참조해야 하는 Well-Architected Framework 지속가능성 영역의 설계 원칙을 알아본다.

클라우드 내 지속가능성을 위한 Well-Architected 설계 원칙
Well-Architected Framework의 지속가능성 영역에는 아키텍처 패턴과 소프트웨어 패턴은 물론 설계 원칙과 운영 지침이 포함된다. AWS는 사용자에게 지속가능성을 위한 아키텍처 설계를 더 용이하게 하기 위해 6가지의 설계 원칙을 제공한다.

(1) 영향 이해: 지속가능성과 관련된 현재의 워크로드별 영향을 측정하고, 미래의 영향을 모델링한다.

(2) 지속 가능성 목표 설정: 각 워크로드에 대해 트랜잭션당 필요한 컴퓨팅 및 스토리지 리소스를 줄이는 것과 같이 장기적 관점의 지속가능성 목표를 설정한다.

(3) 사용률 극대화: 워크로드 규모를 적절하게 조정하고, 유휴 리소스를 최소화해서 기본 하드웨어의 에너지 효율성을 극대화한다.

(4) 효율적인 하드웨어 및 소프트웨어 제품 예측 및 채택: AWS의 신규 인스턴스와 서비스를 확인하고, 효율성을 위해 하드웨어(예, 그래비톤 프로세서 등) 및 소프트웨어 선택을 지속적으로 평가한다. 시간이 지남에 따라 새로운 기술을 채택하기 위한 유연성을 설계한다.

(5) 관리형 서비스 사용: 공유 서비스는 광범위한 워크로드를 지원하는 데 필요한 인프라의 양을 줄인다. 관리형 서비스를 활용하여 자주 액세스하지 않는 데이터를 콜드 스토리지로 이동하고 컴퓨팅 용량을 조정하는 등 영향을 최소화하고 지속 가능성 모범 사례를 자동화한다.

(6) 워크로드의 다운스트림 영향 감소: 서비스 사용에 필요한 에너지 또는 리소스의 양을 줄이고 고객이 디바이스를 업그레이드해야 할 필요성을 줄인다. Device Farm으로 테스트하여 영향을 측정하고 고객과 직접 테스트하여 실제 영향을 파악한다.

IT 임원, 아키텍트, 기술 리더는 위의 지속가능성을 위한 Well-Architected 설계 원칙 6가지를 이해하고 아키텍처를 설계할 때 항상 참고하기를 권장한다. Well-Architected Framework의 지속가능성 영역에 대한 자세한 설명은 AWS Well-Architected Framework 지속가능성 사이트를 참고한다.

지속가능성을 위한 IT의 관리·운영·개발 측면의 활동
고객이 클라우드 환경에서 지속가능성에 대응하기 위한 방법과 기술은 새롭거나 혁신적인 것은 아니다. 디지털 트랜스포메이션을 위해 사용했던 기술, 비용 절감과 리소스 이용률을 높이기 위해 사용했던 방법과 조치들이 지속가능성에도 동일하게 적용될 수 있다. 이를 관리·운영·개발 측면으로 나눠서 간략히 정리해 보자.

• 관리적 방안
1. 조직의 지속가능성 목표와 연계된 IT 시스템의 탄소배출량 절감 목표 수립
2. Observability를 위해 탄소배출량 관련 데이터 수집과 인사이트 제공을 위한 대시보드 구축 
3. 탄소 배출이 가장 많은 영역(Hot-spots)을 분석한 후 대응 계획 수립
4. AI/ML 기술 등을 비즈니스 전반에 배치해서 기여할 수 있는 영역 탐색·적용
5. IT 협력사와 SLA 외에 지속가능성 관련 지표의 SLO(Service Level Objectives) 협의


• 운영 측면
1. 사용하지 않는 인스턴스(서버)는 중지(Stop)하거나 종료(Terminate)
2. 워크로드 용도 및 실 사용량 기반의 인스턴스 유형·크기 선택(rightsizing)
3. Greener 인스턴스: 저전력-고효율의 CPU 프로세서 사용(Graviton)
4. Auto Scaling, Auto Healing 그리고 Automations
5. 스팟(Spot) 인스턴스의 적극적 고려('반드시'가 아닌 아키텍팅 시 항상 염두에 두는 노력)
6. 조금 더 공격적인 백업 정책
7. 비즈니스 요구와 데이터 용도에 맞는 스토리지 유형 선택(예, Amazon S3 Standard, Stand-ard-IA, One Zone-IA, Glacier, Deep Archive 등)
8. 재생에너지 비율이 높은 AWS 리전(Region) 우선 고려
9. 배치 작업 등의 피크(Peak) 분배로 리소스의 최대 프로비저닝 용량 감소


• 개발 측면
1. 컨테이너/쿠버네티스 등 서버당 컨테이너의 집적도를 높여서 자원 사용률 향상
2. 서비스간 통신 시 바이너리 프로토콜인 gRPC를 사용해서 통신 효율성 향상
3. API 요청 수 경감을 위해 GraphQL 기반으로 설계하고 인코딩 수행
4. 데이터 압축 시 ZSTD 알고리즘 사용(gzip 대비 30% 압축률 향상) 후 스토리지에 저장
5. 최신 소프트웨어 라이브러리·모듈 및 알고리즘 적용
6. 엔드 유저 디바이스(End user devices)에서 비즈니스 로직 처리 고려
7. 서비스간 통신 시 재시도(Retry) 로직 최적화
8. 로깅 시 불필요한 필드 삭제, 로그 압축 및 보존 기간 설정·현행화
9. 빠른 프로그래밍 언어 및 런타임 선택


위에서 언급한 방법과 기술들은 일부에 지나지 않고, 작은 요소들로 간주될 수도 있지만, 결코 간과해서는 안 되는 기본이다. 또한 클라우드 환경에서 운영 효율을 위해 강구했던 조치들과 결코 다르지 않기 때문에, 마음만 먹으면 바로 실행할 수 있는 것이다. 시스템의 특성과 유형에 따라 조금씩 달라질 수도 있고, 클라우드 사업자의 지속적인 개선을 통해 자연스럽게 효과를 볼 수도 있겠지만 궁극적으로는 IT 조직이 지구적 과제 해결을 위해 장기적으로 대응하겠다는 마음가짐과 지속적으로 작동할 수 있는 지속가능성 플라이휠(Flywheel) 매커니즘을 만들어야 할 것이다.

AWS 고객 탄소발자국 도구(Customer Carbon Footprint Tool)
2021년 12월 리인벤트(re:Invent)에서 공개되고, 3월 1일 정식 출시된 AWS 고객 탄소발자국 도구(AWS Customer Carbon Footprint Tool)는 AWS 고객에게 AWS 서비스 사용에 따른 탄소 배출량 정보를 제공하고, 온프레미스와 비교해서 감소 추세도 제공한다. 더불어 AWS가 2025년까지 100% 재생에너지로 전력 사용을 전환함에 따른 배출량 감소 정보도 함께 볼 수 있다.
 
AWS 고객 탄소발자국 도구 ⓒAWS 홈페이지

이 도구는 고객의 전체 포트폴리오(사용 서비스와 리전)에서 탄소발자국을 자동으로 계산해서, 리전 내 서비스별 탄소배출량에 대한 인사이트가 포함된 월간 요약 보고서를 제공한다. AWS 관리 콘솔에서 대시보드로 제공되고 PDF로도 다운로드할 수 있다. 이 도구를 사용하게 되면 클라우드 환경에서 운영되는 워크로드의 탄소 배출량을 직접 측정해야 하는 번거로움을 덜 수 있고, 조직의 지속가능성 리포트(또는 ESG 리포트)에 포함할 수 있다.

마치며
지금까지 지속가능성과 클라우드, 그리고 IT 조직이 지속가능성을 위해 할 수 있는 일들을 살펴봤다. 20년 넘게 IT업계에 종사해오는 동안 지속가능성은 관심사에서 조금은 벗어난 주제였지만, 이제는 1순위 주제로 자리매김할 것으로 내다본다. 기업이 장기적으로 성공하려면 재무 성과 뿐만 아니라 인류와 사회에 처한 문제에 대해 어떻게 하면 긍정적인 기여를 할 수 있을지에 대한 숙고가 필수적인 만큼, AWS의 고객들이 지속가능성을 향한 여정에 동참하며 2040년 넷제로를 포함한 다양한 목표를 어떻게 달성할지 아마존과 함께 고민하고 해결할 수 있는 방법을 모색할 수 있기를 기대한다.

* 최인영 Executive Technology Partner는 2017년부터 AWS(Amazon Web Services)에서 솔루션즈 아키텍트로 근무하고 있고, 엔터프라이즈 CxO 및 기술 리더를 대상으로 기술 가이드와 방향성을 제시하는 역할을 수행하고 있다. ciokr@idg.co.kr

 
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