[논문]클라우드 데이터센터를 위한 네트워킹 기술에 관한 연구

최정열

doi:10.14400/jdc.2016.14.2.235

[국내논문] 클라우드 데이터센터를 위한 네트워킹 기술에 관한 연구
A Study on Networking Technology for Cloud Data Centers 원문보기

디지털융복합연구 = Journal of digital convergence, v.14 no.2, 2016년, pp.235 - 243

초록
AI-Helper

모바일 및 사물인터넷 기술의 발전, 대용량 빅데이터 처리, 그리고 클라우드 컴퓨팅 기술의 발전에 힘입어 기존 데이터센터는 클라우드 데이터센터로 변모하고 있다. 클라우드 데이터센터는 ICT 자원들을 가상화하여 운영함으로써 에너지 및 시설 자원을 효율적으로 관리하고 사용자들의 서비스 요구에 빠르게 대응하는 것을 목표로 하고 있다. 이에 따라 클라우드 데이터센터 네트워크는 가상화된 ICT 자원을 효율적으로 제공할 수 있도록 구성되어야 한다. 본 논문은 클라우드 데이터센터에 적합한 네트워크 구조 및 네트워킹 기술을 분석하고 이를 효과적으로 운용하기 위한 방안을 제시한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Legacy data centers are transforming toward cloud data centers according to the advance of mobile and Internet of Things technology, processing of big data, and development of cloud computing technology. The goal of cloud data centers is to efficiently manage energy and facility, and to rapidly provide service demands to users by operating virtualized ICT(Information and Communication Technology) resources. Accordingly, it requires to configure and operate networks for efficiently providing virtualized ICT resources. This paper analyzes networking technologies suitable for cloud data centers and presents ways to efficiently operate the data center.

Keyword

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

이에 따라 본 논문에서는 클라우드 데이터센터에서 ICT 자원을 보다 효율적으로 운용 관리하기 위해서 요구되는 네트워크 구조 및 네트워킹 기술을 논한다. 이를 위해서 먼저 2장에서는 클라우드 데이터센터를 위한 네트워크의 특징 및 요구사항을 기술한다.
본 절은 앞서 살펴본 클라우드 데이터센터와 이를 위한 네트워크의 특징을 효율적으로 수용하기 위해서 고려해야할 사항들을 살펴본다.
본 절은 앞서 살펴본 네트워킹 기술을 바탕으로 클라우드 데이터센터에 적용하기에 적합한 방안들을 제시한다. 먼저 클라우드 데이터센터 네트워크에 요구되는 사항에 따라 네트워크 구조를 분석한 결과는 [Table 1]과 같다.
2절에 기술한 바와 같으며, 이들을 비교한 결과는 [Table 2]와 같다. VXLAN과 NVGRE 모두 수많은 VM들 간의 통신 및 네트워크 가상화 지원이 라는 동일한 목표를 달성하기 위해서 개발되었다. 터널링 기술을 제공하고 16백만 개의 VLAN을 지원하는 것은 동일하나 패킷 캡슐화와 부하 분산 기술 등에서 차이점을 보인다.

제안 방법

따라서 고밀도 환경을 위한 전력공급장치 및 공조장치의 구성이 필수적이다. 또한 사용자에게 원활하게 클라우드 서비스를 제공하고, 데이터센터의 에너지 효율성을 평가하고, 시설을 효율적으로 관리하기 위해서 데이터센터 내의 시설 정보는 물론 ICT 자원의 운영 정보를 통합 관리한다.
본 장에서는 클라우드 데이터센터를 위한 네트워킹 기술을 크게 가상머신 간 스위칭 기술과 네트워크 가상화 측면에서 살펴본다.

성능/효과

기존의 데이터센터들이 웹 호스팅 서비스 및 서버 임대와 같은 물리적인 자원을 제공하는 서비스를 제공하는데 주력했다면, 클라우드 데이터센터는 ICT 자원을 클라우드화 하여 클라우드 서비스를 제공하는데 초점을 두고있다[2]. 특히 서버 가상화, 스토리지 가상화, 네트워크 가상화 등과 같이 가상화 기술을 기반으로 물리적인 장치의 한계를 뛰어 넘어 클라우드화 함으로써 보다 효율적으로 자원을 관리할 수 있게 되었으며, 사용자의 요구에 보다 빠르게 대응할 수 있게 되었다.

후속연구

스패닝 트리 프로토콜 적용에 따른 대역폭 낭비를 위한 기술이 요구되며, 효율적인 VLAN 구성을 위해서 VXLAN이나 NVGRE 등과 같은 네트워크 가상화 기술을 적용해야 한다. 본 논문에서는 다루고 있지 않지만, 신뢰성과 확장성을 위해서 여러 데이터센터가 지역적으로 분산되어 운영되고 있는데, 이들 간에 데이터를 효율적으로 전송하기 위한 네트워킹 기술에 대한 연구가 요구된다[7].

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	전통적인 데이터센터의 목적은 무엇인가?	전통적인 데이터센터의 목적은 데이터의 자료 보관 외에 외부의 사용자들에게 이메일, 웹, 데이터베이스, 멀티미디어 콘텐츠 등의 데이터와 서비스를 제공하는 것이 었다. 따라서 대부분의 데이터 트래픽이 데이터센터 내부의 서버에서 데이터센터 외부의 사용자에게 전달되는, 즉 서버에서 집선 스위치를 거쳐 코어 스위치를 통해서 외부로 전달되는 상하(north-south) 경로를 이용했었다[6,7].
	클라우드 데이터센터는 어떤 방법을 통해 효율적으로 자원을 관리하고 사용자의 요구에 보다 빠르게 대응하는가?	기존의 데이터센터들이 웹 호스팅 서비스 및 서버 임대와 같은 물리적인 자원을 제공하는 서비스를 제공하는데 주력했다면, 클라우드 데이터센터는 ICT 자원을 클라우드화 하여 클라우드 서비스를 제공하는데 초점을 두고 있다[2]. 특히 서버 가상화, 스토리지 가상화, 네트워크 가상화 등과 같이 가상화 기술을 기반으로 물리적인 장치의 한계를 뛰어 넘어 클라우드화 함으로써 보다 효율적으로 자원을 관리할 수 있게 되었으며, 사용자의 요구에 보다 빠르게 대응할 수 있게 되었다.
	클라우드 데이터센터의 네트워크에서 다계층 이중화로 구성된 전통적인 트리 형태가 부적합한 이유는 무엇인가?	[좌우 트래픽 전달]기본적으로 클라우드 데이터센터의 네트워크에서는 상하간 트래픽의 비중보다 좌우간 트래픽의 비중이 높기 때문에, 상하간 트래픽과 신뢰성에 기반을 둔 다계층 이중화로 구성된 전통적인 트리 형태로는 대응하기에 부적합하다. 따라서 좌우간 트래픽 전달에 적합한 플랫한 구조의 네트워크가 요구된다[10].

참고문헌 (25)

D. Alger, "Grow a Greener Data Center", Cisco Press, 2010.
TTAK.KO-09.0093, "Design guideline for cloud data centers", TTA standards, 2013.
H. Kim, "Network virtualization-based cloud data centers", presented in Cloud Data Center Application Networking Optimization 2011, 2011.
Cisco Global Cloud Index: Forecast and Methodology, 2011-2016.
TTAK.KO-10.0762, "Evaluation framework for energy efficiency of cloud data centers", TTA standards, 2014.
Al. Greenberg, et al., "The cost of a Cloud: Research Problems in Data Center Networks", ACM SIGCOMM Computer Communication Review, Vol. 39, No. 1, pp. 68-73, Jan. 2009.
M. F. Bari, et al. "Data Center Network Virtualization: A Survey", IEEE Communications Surveys & Tutorials, Vol. 15, No. 2, 2nd Quarter 2013, pp. 909-928, 2013.

상세보기
R. Jain and S. Paul, "Network Virtualization and Software Defined Networking for Cloud Computing: A Survey", IEEE Communications Magazine, Nov. 2013, pp. 24-31, 2013.
G. Lee, "Cloud Networking", Morgan Kaufmann, 2014.
J. Duff and etc, "Zetta network guideline for cloud data centers", IDG Tech Focus.
Cisco: Cisco data center infrastructure 2.5 design guide, http://www.cisco.com/application/pdf/en/us/guest/netsol/ns107/c649/ccmigration_09186a008073377d.pdf
M. Al-Fares, A. Loukissas and A. Vahdat, "A scalable commodity data center network architecture", in Proc. of the ACM SIGCOMM 2008, pp. 63-74, 2008
C. Guo, H. Wu, K. Tan, L. Shi, Y. Zhang and S. Lu, "DCell: a scalable and fault-tolerant network structure for data centers", ACM SIGCOMM Computer communication Review, Vol. 38, No. 4, pp. 75-86, 2008

상세보기
C. Guo, et al, "BCube: a high performance, server-centric network architecture for modular data centers", Proceedings of the ACM SIGCOMM 2009 Conference on Applications, Technologies, Architectures, and Protocols for Computer Communications, pp. 63-74, 2009.
G. Wang, et al., "c-Through: part-time optics in data centers", Proceedings of the ACM SIGCOMM 2010 Conference on Applications, Technologies, Architectures, and Protocols for Computer Communications, pp. 327-338, 2010.
"PCI-SIG SR-IOV Primer", Intel white paper, http://www.intel.com/content/dam/doc/applicationnote/pci-sig-sr-iov-primer-sr-iov-technology-paper.pdf
IEEE Std. 802.1Qbg-2012, "IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks - Media Access Control(MAC) Bridges and Virtual Bridged Local Area Networks - Amendment 21: Edge Virtual Bridging," July 5, 2012.
IEEE Std. 802.1BR-2012, "IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks - Virtual Bridged Local Networks - Bridge Port Extension", 2012.
M. Lasserre, et al., "Framework for Data Center (DC) Network Virtualization", IETF 7365, Oct. 2014.
IEEE Std. 802.1ad-2005, " IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks - Virtual Bridged Local Area Network - Amendment 4: Provider Bridges".
M. Mahalingam, et al., "Virtual eXtensible Local Area Network (VXLAN): A Framework for Overlaying Virtualized Layer 2 Networks over Layer 3 Networks", IETF RFC 7348, Aug. 2014.
M. Sridharan, et al., "NVGRE: Network Virtualization using Generic Routing Encapsulation", IETF RFC 7637, Sep. 2015.
R. Perlman,, "Introduction to TRILL", Internet Protocol Journal, Sep. 2011, pp.2-20.
Seong-Hoon Lee, "Actual Cases and Analysis of IT Convergence for Green IT", Journal of the Korea Convergence Society, Vol. 6, No. 6, pp. 147-152, 2015.
Seong-Hoon Lee, Dong-Woo Lee, "A Case Study in Japanese and Prospect of Cloud Computing Service in Convergence Age", Journal of the Korea Convergence Society, Vol. 6, No. 1, pp. 17-22, 2015.

저자의 다른 논문 :

활용도 분석정보

상세보기

다운로드

내보내기

활용도 Top5 논문

해당 논문의 주제분야에서 활용도가 높은 상위 5개 콘텐츠를 보여줍니다.
더보기 버튼을 클릭하시면 더 많은 관련자료를 살펴볼 수 있습니다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증