과학기술연구망의 이해와 활용
1. 배경: 인터넷의 진화와 데이터 중심 과학의 부상
인터넷은 지난 수십 년간 비약적으로 발전했으며, 이제 과학 연구는 데이터 중심 패러다임으로 전환되고 있습니다.
인터넷 발전 역사
| 연도 | 주요 내용 |
|---|---|
| 1969 | ARPA에서 인터넷의 시초 시작 |
| 1973 | DARPA로 발전 |
| 1982 | DCA로 발전 |
| 1983 | ARPANET과 MILNET으로 분리 |
| 1986 | 미국과학재단(NSF)의 NSFNET 구축 (연구망 센터 개념) |
| 1990 | ARPANET 공식 해체, NSFNET이 인터넷 중심 |
| 1991 | CERN의 팀 버너스리, 월드 와이드 웹(WWW) 개발 |
데이터 중심 과학 (Data Intensive Science)
- 새로운 연구 패러다임: 과거의 관측/실험, 이론, 컴퓨팅 자원 중심 연구에서 나아가 데이터와 인공지능을 결합한 형태로 발전
- 예시: ITER(국제핵융합실험로), SKA(초거대 전파망원경) 등 대규모 프로젝트에서 발생하는 방대한 데이터 처리 및 분석에 필수적
네트워크 속도 발전 (이더넷 기준)
| 연도 | 속도 |
|---|---|
| 1980 | 10 Mb/s |
| 1990 | 200 Mb/s |
| 2000 | 10 GbE |
| 2010 | 100 GbE |
| 2020 | 200 GbE |
| 2030 (예상) | 1.6 TbE |
Lambda: 네트워크에서 '람다'는 주로 AWS Lambda와 같은 서버리스 컴퓨팅 서비스를 지칭하며, 데이터 및 네트워크 속도의 폭발적인 성장과 함께 중요한 기술로 부상
2. R&E 네트워킹(Research & Education Networking)이란?
R&E 네트워킹은 연구 및 교육 분야를 위한 비영리 목적의 전용 네트워크입니다. 일반 상업용 ISP와 달리 사용자의 참여(50% 이상)가 망 운영의 상당 부분을 차지하며, TNC(Terena Networking Conference)와 같은 행사를 통해 커뮤니티가 활발히 교류합니다.
NREN (National Research & Education Network) 서비스 특징
- 네트워크 서비스: 고속의 안정적인 연결 제공
- 보안 서비스: DDoS 공격 방어 등 강력한 보안 기능
- GEANT 클라우드 서비스: 향후 더욱 중요해질 클라우드 서비스 제공
주요 NREN 기관
| 지역 | 기관명 | 특징 |
|---|---|---|
| 유럽 | GEANT | 유럽 전역을 연결하는 백본 연구망 |
| 미국 | Internet2 | 미국의 주요 대학 및 연구 기관 연결 |
| 미국 | ESnet | 미국 에너지성 연구망, 기술적으로 가장 앞선 연구망 중 하나, 주요 연구소 연결 |
| 일본 | SINET | 일본의 과학 연구망 |
| 한국 | KREONET | 대한민국의 과학기술연구망 |
| 한국 | KOREN | 대한민국의 차세대 네트워크 선도 연구시험망 |
- 전반적인 망 운영 및 기술은 유사한 특징을 가집니다.
3. R&E 네트워킹의 최근 이슈
글로벌 네트워크 인프라
- 전 세계 연구망 허브: 상당수의 연구망 트래픽이 시카고를 통해 나감
- 해저 케이블의 중요성:
- 현재 연구망 사용 비율은 전 세계 해저 케이블의 5% 미만
- 메타(Meta)와 같은 대형 기업들이 해저 케이블에 직접 투자하며 중요성이 커지고 있음
- 북극을 통과하는 케이블 개발이 논의 중이며, 이는 북극 항로 개발과도 연관
- 스마트 케이블: 향후 해저 케이블에 가속도, 온도, 지진 센서와 같은 스마트 센서가 내장되어 다양한 데이터 수집이 가능해질 예정
- 데이터 주권: EU 정책과 같이 모든 데이터가 특정 지역(유럽)을 통해야 하는 데이터 주권 문제가 부상하고 있으며, 이는 해저 케이블 및 전력 에너지 부족으로 인한 데이터 센터 부재 문제와도 연결됩니다.
과학 데이터 네트워크 고도화
- LHCOPN (LHC Open Network): LHC(대형 강입자 충돌기) 데이터 처리를 위한 계층적 네트워크(tier0 → tier1 → tier2) 구조.
- AutoGOLE (Automated Global Optical Lightpath Exchange): 여러 도메인에 걸친 네트워크 서비스를 온디맨드(on-demand)로 제공하는 기술.
- SENSE (SDN for ENd-toEnd Networked Science at the Exascale): 엑사스케일 과학을 위한 엔드-투-엔드 네트워크 서비스에 SDN(Software-Defined Networking)을 적용하는 연구.
- Science DMZ: 외부와 내부 네트워크 사이에 위치한 아키텍처로, 보안 장비로 인한 성능 저하 없이 고속 데이터 전송이 가능하게 합니다. (보안과 성능은 항상 상충 관계)
- NRP (National Research Platform): 각 학교에서 슈퍼컴퓨터를 사용하기 어려울 경우를 대비하여, 여러 클러스터 자원을 모아 활용하는 플랫폼으로, 낮은 지연 시간(low latency)이 중요한 연구에 필수적입니다.
보안
- 네트워크 보안은 엔드-투-엔드(End-to-End)에서 엔드포인트(Endpoint)까지 전반적으로 이루어져야 합니다.
4. 글로벌 NREN 커뮤니티
전 세계 NREN 기관들은 활발한 커뮤니티 활동을 통해 협력하고 있습니다.
- APAN (Asia Pacific Advanced Network): 1990년대 초 설립된 아시아 태평양 지역의 주요 연구 교육 네트워크 커뮤니티.
- APOnet (Asia Pacific Oceania Network): 아시아 태평양 지역의 100Gb 네트워크. 회선 비용 절감을 위해 각 나라까지 비복구 회선을 사용하고 서로 백업하는 형태.
- AER (Asia-Pacific Europe Ring): 아시아 태평양과 유럽을 연결하는 네트워크 링.
- ANA (Advanced North Atlantic Consortium): 북대서양 지역의 고도화된 네트워크 협력체.
- GNA-G (Global Network Advancement Group): 전 세계 네트워크 발전을 위한 그룹.