SDN / NFV 기술은 네트워크 장치의 제어 Plain과 데이터 Plain을 중앙관리 및 가상화를 통해 네트워크 환경에 따라 유연하게 대응하기 위한 기술입니다. 이 문서에서는 두 기술의 특징 및 장단점을 자세히 비교해보겠습니다.
SDN / NFV 기술
배경
스마트폰, IoT 장치 그리고 다양한 OTT (넷플릭스, 유튜브 등) 서비스가 나오기 전만 해도 네트워크의 대역폭은 클 필요가 없었습니다. 또한 애플리케이션 종류도 제한적이므로 고려할 요구사항도 적었습니다.
하지만 트래픽 양이 기하급수적으로 증가하고 요구사항도 시간 및 공간적 다양해졌으며, 동적인 대응을 요구하기에 이에 바로 대응가능한 시스템이 필요해졌습니다.
필요성
만약 데이터센터에서 갑자기 증가하는 트래픽에 대응하기 위해 장비를 증설한다 가정해 보겠습니다. 이를 위해 필요한 장비의 구입, 설치, 설정이 필요하며 이는 단시간에 불가능합니다.
만약 이 네트워크 증설기간동안 서비스 품질이 떨어지면(접속지연, 서비스 불가시간) 기업 신뢰도 및 매출 하락의 위험이 커집니다.
하지만 SDN 및 NFV를 이용하면 제어를 중앙집중화 및 네트워크 자원의 가상화로 적게는 수초~수분 이내로 네트워크 설정 및 서비스가 가능할 수 있습니다.
SDN / NFV 비교
두 기술 모두 다양한 애플리케이션의 요구사항에 따라 네트워크 환경을 유연하게 대응하기 위한 기술입니다. 둘 다 목표는 유사하나 이를 구현하는 기술에 있어 약간 차이가 있습니다.
두 가지 기술의 배경, 프로토콜, 표준화 기구 등으로 비교하여 정리하였습니다.
| 비교 | SDN | NFV |
| 배경 | 제어와 데이터 Plain을 분리하여 중앙집중형 제어 기능의 제공 | 전용 하드웨어 및 COTS 서버까지 네트워크 가상화 기능 제공 |
| 네트워크 위치 | 데이터센터, 클라우드 및 기업/학교 내 캠퍼스 | 서비스 Provider 네트워크 |
| 적용 디바이스 | 서버, 스위치 | 서버, 스위치 |
| 프로토콜 | Open Flow | 해당없음 |
| 애플리케이션 | 클라우드 통합, 네트워킹 | 방화벽, 게이트웨이, 라우드, WAN 가속기 등 |
| 표준화 | Open Networking Forum | ETSI NFV 그룹 |
SDN 특징 및 개념
SDN은 기존 네트워크의 경직성 극복을 위해 아래와 같이 각 장비별로 존재하는 제어부와 데이터부를 분리하여 중앙에서 Control 하는 방식입니다.
좌측의 SDN 네트워크 적용 전 각 라우터, 스위치 별로 각각 Control, Data Plane이 존재하는 형태입니다. 이는 네트워크 장비 증설시 매번 라우터, 스위치 설정을 반복해야 하며, 네트워크 환경 변화 시에도 매번 반복해야 하므로 매우 비효율적입니다.
하지만 오른쪽과 같이 Control Plane을 중앙에서 하게 되면 다양한 애플리케이션 요구사항에 맞춰 최적의 설정이 가능합니다.
SDN 기술의 자세한 개념은 이전의 SDN 개념 기존네트워크와 차이점 장단점 비교 문서를 참고 바랍니다.
NFV 특징 및 개념
네트워크를 새로 설치한다면 L2 허브 및 스위치, L3 라우터 그리고 L4~L7이 방화벽, 로드밸런서, DPI를 모두 새로 각각 배치하고 배선해야 합니다. 여기에서 장비 증설이라도 하면 역시 이 과정을 새로 반복하는 비효율의 반복입니다.
쉬운 이해를 위해 옛날 피처폰과 스마트폰을 비교해보겠습니다. 옛날 폰은 내가 필요한 기능이 있어도 새로운 기능의 설치가 불가능했습니다.
하지만 스마트폰은 빠른 CPU와 램으로 필요한 앱을 깔면 필요에 따라 동영상도 보고 음악도 듣고 문서를 편집할 수도 있습니다. 필요시 원하는 기능을 바로 대체할 수 있는 것입니다.
NFV도 이와 비슷합니다. 충분한 연산능력과 네트워크 처리가 가능한 HW에 여러 가상화 SW를 설치해 다양한 서비스가 가능하도록 하는 개념입니다.
위의 그림은 마찬가지로 NFV 적용 전과 적용 후를 나타낸 그림입니다. 기존의 Core Router는 가상머신 안에 기능으로 들어가 있으며 이는 SDN의 OpenFlow 프로토콜에 의해 제어되고 있습니다.
SDN / NFV 관계
위의 그림에서 SDN과 NFV의 관계를 알 수 있습니다. 만약 기존 Router가 가상머신 기반으로 돌아간다면 이에 대한 제어를 중앙집중형의 SDN 기술을 활용하는 것입니다.
정리하면 기존의 네트워크 장치를 스마트폰의 고성능 Device 안에서 하나의 앱처럼 Router, Switch 기능을 활성하는 것이 NFV 기술이며, 이를 중앙집중형으로 관리하는 SDN 기술을 통해 네트워크의 관리 효율성을 극대화할 수 있습니다.
SDN / NFV 장단점
앞서 두 기술의 특징을 설명하면서 기존 네트워크 기술의 한계를 극복하는 장점 관점에서 주로 설명해 드렸습니다.
장점
1) 전송(data plane)과 제어(control plane)를 분리하여 네트워크 변화(라우터, 루트변화 등)에 실시간 대응이 가능하다
2) 네트워크 확장, 구성의 복잡성을 줄일 수 있다.
단점
1) 네트워크 장치의 동적 설정 시 성능저하 발생 가능성 (e.g. 라우팅 컨버전스 시간지연)
2) SDN의 경우 하나의 Controller가 다수의 Data Plane 자치를 설정하므로 인한 부하발생 가능성
3) 네트워크 설정 최적화를 위한 전문인력의 관리가 필요하다
맺음말
모든 기술이 완벽하지 않은 것처럼 SDN/ NFV 역시 보완할 점이나 trade off (효율 향상 vs 비용 발생) 측면의 요소가 있습니다. 하지만 미래에 다양한 애플리케이션 요구사항 및 네트워크 자원을 유연하게 유지관리하는 기술로서 SDN 및 NFV 기술이 매우 중요한 것은 틀림없다고 생각됩니다.