새로운 네트워크 구조의 필요성

 

1. 기존 네트워크 구조의 한계

- 계층적 아키텍처의 제약

 전통적인 네트워크 구조는 일반적으로 계층적 아키텍처로 구성되어 있다. 이 구조는 데이터 전송을 위한 여러 계층으로 나뉘어져 있으며, 각 계층은 특정 기능을 수행한다. 예를 들어, 접근 계층, 배포 계층, 그리고 코어 계층으로 나누어져 각각의 계층이 서로 다른 역할을 수행한다. 그러나 이러한 계층적 구조는 종종 다음과 같은 문제를 초래한다:

고정된 리소스 배치	하드웨어 기반 장비는 특정 용도에 맞춰 설계되기 때문에, 필요에 따라 유연하게 리소스를 조정하기 어려움. 이는 변화하는 비즈니스 환경에서 수요를 충족시키기 위한 신속한 재구성이 불가능하게 만듬.
비용 증가	새로운 장비를 추가하거나 기존 장비를 교체하는 데 드는 비용이 상당함. 특히, 하드웨어 기반 네트워크는 초기 투자와 유지보수 비용이 크기 때문에 기업의 재정적 부담을 증가시킴.

 

 

- 확장성 문제

 기존 네트워크는 수요 증가에 따라 확장하는 데 한계가 있다. 기업의 데이터 양이 급증하고 클라우드 서비스, IoT 기기, 모바일 기기가 널리 퍼짐에 따라, 기존 네트워크의 문제는 다음과 같다:

트래픽 처리의 비효율성	기존 네트워크는 동시 사용자 수와 데이터 트래픽의 급증을 효과적으로 처리하기 어려움. 이는 트래픽 혼잡을 초래하여 성능 저하와 대기 시간을 증가시킴.
고립된 네트워크 환경	기존 아키텍처는 다양한 기술이나 프로토콜 간의 상호 운용성을 지원하지 않아, 새로운 서비스나 기술을 도입하기 어려움. 이는 기업의 혁신을 저해하는 요소가 될 수 있음.

 

 

- 트래픽 변화에 대한 대응력 부족

 기존 네트워크 구조는 트래픽의 변화에 신속하게 대응하기 어렵다. 예를 들어, 특정 애플리케이션이나 서비스에 대한 사용량이 급증할 경우, 기존 네트워크의 문제는 다음과 같다:

실시간 트래픽 관리의 어려움	전통적인 네트워크에서는 실시간 트래픽 분석 및 관리를 위한 도구나 기술이 부족하여, 문제가 발생했을 때 신속하게 해결하기 어려움. 이는 서비스 중단이나 성능 저하로 이어질 수 있음.
안전성 문제	데이터 유출이나 공격에 대한 대응이 느리거나 비효율적일 수 있음. 기존 구조는 보안 정책을 적용하기 위한 유연성이 부족하여, 변화하는 위협에 빠르게 대처하지 못할 수 있음.

 

 

2. 새로운 네트워크 구조의 필요성

- 새로운네트워크 구조의 출현 배경

 기존 네트워크 구조는 전통적인 하드웨어 기반의 계층적 설계에 의존하여, 데이터 트래픽의 급증과 클라우드 서비스의 확산에 따른 새로운 요구 사항을 충족하기에 한계를 보이고 있다. 따라서 새로운 네트워크 구조가 필요하게 되었으며, 이는 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN, Software Defined Networking)과 네트워크 기능 가상화(NFV, Network Function Virtualization)와 같은 혁신적인 기술의 발전을 기반으로 하고 있다.

중앙 집중화	- 전체 가시성: 중앙 집중화된 Control Plane을 통해 네트워크 전반에 대한 통합된 뷰를 제공하여, 모든 장비와 트래픽 흐름을 쉽게 모니터링할 수 있음. 이로 인해 문제가 발생했을 때, 원인을 신속하게 진단하고 해결할 수 있는 능력이 향상됨.  - 신속한 문제 해결: 네트워크 관리자가 중앙 집중식 대시보드를 통해 실시간으로 데이터를 분석하고 문제를 조기에 식별할 수 있으므로, 장애 발생 시 빠른 복구가 가능함. 이로 인해 서비스 가용성이 높아짐.
자동화와 유연성	- 자동화된 설정 조정: 정책 기반의 관리 시스템은 네트워크 트래픽의 패턴을 분석하여, 필요에 따라 설정을 자동으로 조정할 수 있음. 예를 들어, 특정 트래픽이 증가할 때 자동으로 대역폭을 조정하거나, 특정 서비스에 우선순위를 두는 등의 작업을 수행할 수 있음.  - 비즈니스 요구에 대한 빠른 대응: 비즈니스 환경은 변화가 빠르며, 이에 따라 네트워크의 요구도 자주 변경됨. 자동화된 네트워크는 이러한 변화에 즉각적으로 적응할 수 있으며, 이는 기업이 경쟁력을 유지하는 데 큰 도움이 됨.
확장성	- 리소스 추가 및 제거 용이: 클라우드 환경에서는 필요에 따라 새로운 서버, 애플리케이션, 저장소 등을 쉽게 추가하거나 제거할 수 있음. 이로 인해 기업은 예상치 못한 트래픽 증가에 효과적으로 대응할 수 있으며, 자원의 낭비를 최소화할 수 있음.  - 비용 효율성: 클라우드 기반의 리소스 관리 방식은 기업이 초기 투자를 줄이고, 필요한 만큼만 비용을 지불하는 방식으로 운영할 수 있게 하여 비용 효율성을 높임.

 

 

3. East-West와 North-South 트래픽

Traffic shift from North-South (NS) to East-West (EW) 출처 : https://www.researchgate.net/figure/Traffic-shift-from-North-South-NS-to-East-West-EW_fig40_348855267

 

 네트워크 구조를 이해하는 데 있어 East-West와 North-South 트래픽은 핵심적인 개념이다. 두 가지 트래픽 유형은 서로 다른 데이터 흐름을 나타내며, 각기 다른 요구 사항과 관리 전략이 필요하다.

 

- North-South

 North-South는 데이터 센터와 외부 네트워크 간의 데이터 흐름을 의미한다. 이 트래픽은 사용자가 클라우드 서비스에 접근하거나 웹 애플리케이션과 상호작용할 때 발생하는 데이터 전송을 포함한다.

라우팅 경로	일반적으로 데이터 센터의 경계에서 위치한 라우터 또는 방화벽을 통해 흐름. 이 경로는 클라우드 서비스 제공자와 사용자 간의 상호작용을 조정하는 역할을 하며, 인터넷과 데이터 센터 간의 중요한 연결 고리임.
보안	외부와의 연결을 포함하므로 보안이 중요한 요소로 작용함. 데이터 센터는 침입 방지 시스템(IPS), 방화벽, SSL 암호화 등 다양한 보안 솔루션을 통해 North-South 트래픽을 보호해야 함. 이를 통해 민감한 데이터가 외부 공격으로부터 안전하게 보호될 수 있음.
대역폭 관리	North-South 트래픽은 종종 예측할 수 없는 트래픽 패턴을 보임. 따라서 대역폭 관리가 필수적임. 사용자 수가 많아지거나 데이터 요청이 급증할 경우, 적절한 대역폭을 확보하지 않으면 성능 저하가 발생할 수 있음. 이를 위해 CDN(Content Delivery Network)과 같은 기술이 활용될 수 있음.

 

 

- East-West

 East-West는 데이터 센터 내부의 서버 간의 데이터 흐름을 의미한다. 주로 가상 머신 간의 통신, 데이터베이스 서버와 애플리케이션 서버 간의 데이터 전송 등이 포함된다.

내부 성능	데이터 센터 내부의 성능과 효율성을 좌우함. 데이터 전송 속도, 지연 시간, 대역폭 등이 중요한 요소로 작용하며, 데이터 센터의 전반적인 운영 효율성에 큰 영향을 미침.
자원 할당	East-West 트래픽은 가상화된 환경에서 발생하는 경우가 많아, 서버 간의 자원 할당이 중요함. 예를 들어, 가상 머신 간의 통신이 원활하게 이루어지도록 네트워크 리소스를 적절히 할당해야 함. 이를 통해 애플리케이션의 성능을 극대화하고 리소스 낭비를 최소화할 수 있음.
부하 분산	East-West 트래픽의 부하 분산은 데이터 센터의 효율성을 유지하는 데 중요한 역할을 함. 트래픽이 특정 서버로 집중되지 않도록 부하 분산 장치를 사용하여 네트워크 성능을 최적화할 수 있음.

 

 

 새로운 네트워크 구조는 기존의 한계를 극복하고, 변화하는 IT 환경에 적응하기 위해 필수적이다. SDN 및 NFV와 같은 혁신적인 기술을 통해 네트워크의 유연성과 자동화가 가능해졌으며, 이를 통해 기업은 더욱 효율적으로 비즈니스 요구에 대응할 수 있다. 또한, East-West와 North-South 트래픽을 이해하고 최적화함으로써 네트워크 성능을 극대화할 수 있다. 앞으로도 이러한 변화를 적극적으로 수용하고, 새로운 네트워크 구조를 통해 더 나은 서비스와 사용자 경험을 제공하는 것이 중요하다.