무선 메시 네트워크에 대해 알아야 할 모든 것

과거 경험 때문에, 무선 메시 네트워킹(Wireless Mesh Networking)을 새로운 와이파이 라우터를 마케팅하기 위한 개념, 진짜 혜택은 없으면서 가격을 올리기 위해 만들어 낸 개념으로 생각할지 모르겠다. 그러나 이번만큼은 이런 냉소적인 시각을 버려도 된다. 메시 기술은 아직 시장에서 판매되고 있는 기존 무선 라우터보다 훨씬 큰 혜택과 이점을 가져다 주기 때문이다.

메시 네트워크는 복원력이 있고, 자율 구성이 가능하며, 효율적이다. 준비와 설정에 최소한의 노력만 투자한 후에는 해야 할 일이 거의 없다. 그러면서 가정에서 누릴 수 있는 최고 수준의 처리량(속도)을 제공한다. 이런 이점 때문에 몇몇 신생 업체와 기존 업체들이 일반 가정 및 소규모 기업의 와이파이 네트워킹 시장을 노린 메시 시스템을 출시했다.

메시 네트워크는 한 가지 특별한 문제를 해결해 준다. 꽤 넓은 면적에 신호를 보낼 수 있기 때문이다. 단층과 복층, 사무실에서 약 100제곱미터의 면적을 '커버'한다. 메시가 아닌 와이파이 라우터와 무선 액세스 포인트를 쉽게 연결할 수 있는 이더넷이 설치되지 않은 장소에 특히 유용하다. 또 메시 생태계는 '단순성'이라는 장점도 제공한다. 가장 인기 있는 기존 와이파이 라우터의 경우에도 웹 기반 관리 제어판을 조작해야 하는 번거로움이 있는데, 이런 번거로움을 크게 줄여준다.



'메시'의 의미
1980년대 방위산업 부문의 실험 과정에서 메시 네트워크라는 개념이 처음 등장했다. 이후 1990년대 상용화되었다. 그러나 일반 소비자 시장에서 실용성을 가질 수 있을 정도로 하드웨어, 무선, 스펙트럼 요건, 비용, 가용성이 실현된 것은 불과 몇 년 전이다. 많은 제품이 한꺼번에 출시된 이유가 여기에 있다.

메시 네트워킹은 각 베이스 스테이션(기지국)을 전체 망에 위치한 인접 노드 모두와 네트워크 상태에 대한 정보를 계속 교환하는 하나의 노드로 처리한다. 이런 방식은 데이터를 교환하지 않는 노드들도 다른 노드에 대한 정보를 인지하도록 만든다. 그리고 이런 정보는 클라우드 기반의 백엔드 시스템이나 각 라우터의 펌웨어에 유지된다.

메시 네트워크는 베이스 스테이션을 통과하는 모든 데이터를 재전송하지 않는다. 현재 상용화된 시스템들은 간섭을 최소화하고, 가능한 한 가장 넓은 ‘도달 범위(Coverage)’를 제공하기 위해 동적으로 무선 속성과 채널을 조정한다. 이를 통해 아주 높은 처리량을 구현한다. WDS(Wireless Distribution Systems)이나 유사한 시스템보다 훨씬 높은 처리량이다.



와이파이에서 사용하는 사양을 정하는 IEEE 802.11 위원회의 위원장을 지낸 매튜 개스트는 "무선 네트워킹이란 결국 '가장 작은 마이크로초에 특정 비트를 전송, 다른 사람이 사용하도록 만드는 방식과 원칙'에 대한 문제"라고 설명한다. 메시 네트워크는 WDS보다 더 효과적으로 이런 부분을 관리한다.

1개 메시 노드가 다른 1개 노드에 1개의 데이터 패킷만 직접 전송하는 경우가 있는 반면, 약한 신호나 다른 요인 때문에 이런 패킷이 다른 노드들을 거쳐 무선 장치가 연결된 '최종 도착지' 베이스 스테이션에 전송되는 경우도 있다.

일부 메시 라우터는 지능적으로 확장할 수 있는 SBAT(Single-Band-At-A-Time, 한 번에 하나의 대역) 무선을 지원한다. 그러나 최근 출시된 이에로(Eero)처럼 노드가 2~3개 주파수 대역에 대한 무선을 지원하는 경우가 더 많다. 이는 메시가 노드 간 데이터에 대역을 할당, 채널을 교환해 '혼잡'을 줄이거나 동일한 채널에서 클라이언트 데이터를 섞고, 데이터를 '백홀'할 수 있도록 해준다.

최종 목표는 네트워크에서의 데이터 이동이 아닌 실제 사용되는 트래픽에 많은 처리량(속도)을 확보해 지원하는 것이다. 집의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 4K 비디오를 스트리밍하는 트래픽, 인터넷 멀티플레이어 게임을 더 빠르게 연결하는 것 등을 예로 들 수 있다.

노드 1개의 전원 공급이 끊기거나, 고장이 나는 경우에도 네트워크에 문제가 발생하지 않는다. 노드가 1개 이상의 다른 노드와 계속 통신을 하는 한, 네트워크는 완전히 제 기능을 한다.

일반적으로 스마트폰을 이용, 첫 노드와 네트워크 파라미터를 설정한 후, 네트워크에 추가 노드를 추가한다. 메시 노드의 위치에 대한 계획을 세울 필요가 없다. 메시 시스템은 노드를 추가하면 자동으로 재구성된다. 현재 사용할 수 있는 시스템 가운데 상당수는 장치 위치를 찾는 데 도움을 준다. 일부는 노드 자체에 위치를 알려주는 구성 요소가 장착되어 있고, 일부는 스마트폰 소프트웨어를 사용한다. 개스트는 "단순하게 만들기 위해 엔지니어링 측면에서 많은 노력이 투입되었다"고 설명했다.

메시 투자는 현명한 일일까?
메시는 이렇게 효율성을 높인 것이 특징이다. 그렇다면 단점은 없을까? 있다. 독점 프로토콜이 단점이다. 와이파이는 표준화되어 있고, 따라서 제조업체가 다른 장비라도 서로 잘 호환된다. 그러나 현재 상용화된 메시 시스템 중에는 서로 호환되는 제품이 존재하지 않는다. 초기 메시 프로토콜인 802.11h는 기능과 성능이 미흡했으며, 더 나은 결과와 경쟁력을 추구한 업체들에 철저히 외면 당했다. 또 앞으로 2~3년 이내에 호환성과 직결된 산업 표준이 등장해 도입될 가능성이 없다. 추진되고 있는 표준 개발 활동과 노력이 없기 때문이다.

3가지 이유 때문에 호환성이 필요하다. 첫째, 특정 제조업체가 추가 노드에 비싼 가격을 책정했을 때 다른 업체로부터 더 저렴한 장치를 구입할 수 있다. 둘째, 특정 업체가 폐업하거나 제품 생산이 중단되었을 때 '출구'를 제공해 준다. 셋째, 새 표준들을 수용하기 위해 점진적으로 네트워크를 업그레이드 할 수 있다. 그런데 메시의 경우 이런 일이 불가능하다.

특정 제조업체에 '록인'되면서 위험이 커진다. 더구나 이에로(Eero), 루마(Luma), 시큐리파이(Securifi) 등 몇몇 메시 장비 제조업체들은 실패할 수도 있는 신생 업체들이다. D-링크, 링크시스, 넷기어, TP-링크 같은 중견 업체도 메시 네트워킹 하드웨어를 생산하고 있지만, 이들 제품군에서 이익이 발생하지 않을 경우 생산을 중단할 수 있다.

이런 상황이 발생하는 다음과 같은 문제를 초래한다.

- 문제가 발생했을 때 필요한 기술 지원을 받을 수 없다.
- 하드웨어가 고장나도 무상 수리 등 보증 서비스를 받을 수 없다(물론 파산한 업체도 일정 액수의 수리 및 교체 비용을 제공해야 할 의무가 있음).
- 네트워크를 확대하기 위해 새 장치를 구입할 방법이 없다.
- 일부 시스템에 반드시 필요한 스마트폰 앱의 업데이트 및 작동이 중단될 수 있다.
- 클라우드에 기반을 둔 구성 및 관리 구성 요소가 비활성화, 노드 작동을 중단시키거나 구성(설정)을 바꿀 수 없도록 만든다. 과거 와이파이 카메라 메모리 카드 제조업체 한 곳은 클라우드에 연결된 제품의 구성에 대한 업데이트를 비활성화시키려 했었다. 이는 실제 사용되는 제품에 문제를 초래할 수도 있다. 지난 2월 구글은 클라우드 계정 로그인 문제 때문에, 실수로 (메시가 아닌) OnHub 및 메시 구글 와이파이 라우터를 초기화 시켰다.
- 중대한 보안 취약점이 발견된 경우에도 업데이트를 할 수 없다. 인기가 없어 많이 판매되지 않은 메시 장치가 악용될 확률은 낮지만, DVR부터 인터넷에 연결된 카메라까지 대부분의 전용 하드웨어에는 변형된 리눅스와 몇 안 되는 인기 칩셋 중 하나가 사용된다는 점을 유념해야 한다.

와이파이 라우터의 수명주기는 메시 네트워크 투자 결정에 도움을 준다. 20년 동안 무선 네트워킹 하드웨어를 구입 및 테스트 한 경험에 비춰보면, 통상 3~5년 주기로 문제가 발생하거나, 새로운 네트워킹 기능을 이용하기 위해 업그레이드를 해야 한다. 즉 메시 시스템 가격은 3~5년 동안 장치를 대여해 사용하는 비용이다. 시스템과 노드 수에 따라 다르겠지만, 연간 70달러 또는 150달러가 충분한 효용성과 가치를 전달하는지 생각해야 한다. 운이 좋다면, 더 오랜 기간 장치를 사용할 수도 있다.

더 좋아질 메시 네트워크
메시의 미래는 더 많은 노드보다는 더 다양한 종류의 무선과 기능을 지원하는 노드와 관련이 있다. 이미 일부 메시 노드는 구성과 PAN에 블루투스를 사용할 수 있으며, 최대 3개의 와이파이 무선을 지원한다(802.11a/b/g/n/ac).

향후 등장할 노드는 더 많은 무선, 빔포밍(beamforming) 및 장치 타깃팅으로 노드 간 트래픽과 장치 간 트래픽을 분리하는 802.1ac Wave 2 기능을 장착하게 될 전망이다. 또 초고속 UHD 스트리밍을 지원하는 802.11ad/Wi-Gig, 지그비(ZigBee), 기타 스마트홈 표준이 도입될 수도 있다. 그러나 지금도 빠른 속도와 효율성, 단순성(간편성)을 제공한다. 새로운 노드는 지금도 좋은 것 위에 더욱 좋은 것을 추가하게 될 것이다. editor@itworld.co.kr