[기고]이더넷의 진화와 미래

발행일 2009-06-01 18:49:05
3comkoreaethernet0906IT 분야를 취재하다보면 수많은 용어들을 이해해야 한다. 쉽지 않은 일이지만 한번 이해하면 전체적인 흐름이나 최근의 변화를 이해할 수 있다. 네트워크 분야를 취재할 때 가장 빈번하게 듣는 용어가 이더넷(Ethernet)이다. 이더넷은 네트워크 분야에서 가장 기본이 되는 용어로 서로 다른 기기들이 서로 소통하기 위해 마련된 표준이다.

특히 근거리통신을 위한 LAN(Local Area Network)을 위해 마련된 이더넷은 이제 광대역은 물론 위성 분야에까지 확대되면서 전세계를 변화시켰고, 우리는 그런 혜택을 일상적으로 받고 있다. 하나의 망에서 초고속인터넷과 인터넷전화, IPTV가 가능해진 것도 바로 이런 이더넷 기술의 진보 때문이다. 통신사는 막대한 개별 망 투자를 줄일 수 있고, 이용자들은 전세계 어디서나 원하는 서비스를 손쉽게 받을 수 있다. 그것도 아주 저렴하게.

네트워크 업체인 한국쓰리콤의 손영웅 이사가 최근 이더넷 분야에서 어떤 표준들이 등장하고 있는지, 향후 이런 기술들을 활용해 어떤 서비스가 가능해질지 관련 글을 보내왔다.

지난 1973년 탄생한 Ethernet은 동축케이블을 통해 최대 1마일 내 256대의 컴퓨터를 2.94Mbps로 연결하는 수준에 머물렀다. 그러나 이더넷은 탄생 후 36년 동안 개발과 진화를 거듭하면서 오늘날 Gbps는 물론 Tbps(Terabits per second)의 속도를 제공하고 있으며, 네트워크를 사용하는 클라이언트 장비가 별도의 전원 케이블 없이 동작될 수 있도록 이더넷을 통해 전력과 데이터를 동시에 공급할 수도 있다.

이더넷의 진화는 여기에 멈추지 않고 계속 증가하는 통신의 요구사항과 비용 절감이라는 두 마리의 토끼를 잡기 위해 ‘성능과 효율’을 기반으로 또 다른 도약을 준비하고 있으며 오는 2010년 초까지 IEEE(국제전기전자기술자협회)에 의해 승인될 네 가지 이더넷 표준을 통해 이와 관련한 이더넷의 미래와 진화 방향을 짐작할 수 있다.

이들 표준은 활발한 기업 활동에 따라 급속히 늘어나는 화상회의, 텔레프레젠스, 통합커뮤니케이션(UC) 등 고대역 전송과 실시간 처리 애플리케이션을 위한 통신인프라의 성능을 향상시킬 것으로 보인다. 또한 에너지 효율성이 높은 네트워크 기기 개발을 주도해 친환경적인 네트워크 이용을 실현시킬 것으로 기대된다.

특히 IEEE의 승인을 기다리고 있는 네 가지 표준에서는 PoE(Power over Ethernet) 관련 부분이 강화될 예정이다. 즉 이러한 새 표준은 현재의 PoE기술 보다 두 배의 전력을 공급할 수 있어 PoE전력을 사용하는 기기의 개발이 더욱 활기를 띄게 될 것이다.(편집자 주 : PoE는 IP 전화기나 무선랜 AP에 전원 공급을 위한 별도의 어답터를 제공하지 않아도 된다. 네트워크 회선에서 아주 미세한 전력을 흘려보내기 때문에 네트워크 설계시 상당히 간편해진다.)

2003년 IEEE 승인을 받은 802.3af PoE는 IP전화기, 무선LAN 액세스포인트(AP), 네트워크 카메라, 원격 네트워크 스위치, 내장형 컴퓨터와 같은 IP 기반 장치 설치의 불편함을 많이 해결했다. 특히, 별도의 전원 케이블을 통한 전원 공급없이 이더넷 케이블을 통해 15.4W의 전력 공급이 가능해지면서 기업은 무선 AP 등의 기기를 보다 쉽게 설치할 수 있게 됐다.

여기서 더 나아가 오는 2009년 9월 승인 예정인 IEEE P802.3at는 PoE 용량을 25.5W로 늘려 WiMAX 전송기, PTZ(팬/틸트/줌) 카메라, 화상전화, 씬 클라이언트(Thin client) 등 전력 소모가 보다 많은 기기에 전원을 공급할 수 있다.

Ethernet, 빠르게 빠르게

IEEE P802.3at와 함께 적용될 IEEE P802.3av는 통신회사의 가입자 연결 기술 중 하나인 PON(Passive Optical Network) 의 전송 대역폭 확대를 주 내용으로 한다.

이 표준은 EPON(Ethernet Passive Optical Network)의 용량을 현재의 1Gbps에서 10Gbps로 늘려 아파트와 같은 다가구 주거 지역에 광대역 네트워크 접속 서비스를 제공할 뿐 아니라 고급형 비디오 서비스, 기가비트 홈네트워크, 4세대 이동통신 네트워크용 백홀(backhaul)등의 서비스를 한층 강화하는 효과를 가져올 것이다.

2010년 초기 승인 예정인 IEEE 802.3ba 역시 이더넷의 성능 향상에 관한 내용으로 네트워크 중심부에서 필요로 하는 고대역 전송을 해결하기 위한 표준으로 인준을 기다리고 있다. 특히 IEEE 802.3ba에 대한 표준화 진행 과정에서 네트워크를 사용하는 두 영역(트래픽이 집중되는 네트워크 코어 영역과 서버-스토리지간 연결 영역) 에서 대역폭 요구사항에 차이가 있다는 것을 확인할 수 있었다.

데이터센터의 트래픽이 집중되는 지점과 인터넷 백본은 꾸준하게 대역폭 증가를 요구하고 있다. 이는 특정 애플리케이션 때문이 아니라 애플리케이션과 사용자 수, 대역폭 요구 사항의 지속정인 증가로 인한 누적 효과 때문이다. 이와 관련해 IEEE 802.3ba 초안에는 트래픽 통합에 관한 대역폭 요구 사항이 18개월마다 두 배씩 증가한다는 가정을 바탕으로 100Gbps 이더넷에 대한 내용이 포함됐다.

반면 서버와 스토리지 애플리케이션의 요구 속도는 데이터센터나 인터넷 백본과 다를 뿐 아니라 다른 기술의 성능(서버나 스토리지의 내부 버스와 메모리 성능)에 제한을 받기 때문에 100Gbps 정도의 속도를 필요로 하지 않는다. 이와 같은 애플리케이션 영역의 대역폭은 2년마다 두 배씩 증가할 것으로 예상되며 IEEE 802.3ba 초안은 네트워크 코어 단을 통한 40Gbps 이더넷 관련 내용을 포괄하고 있다.

네트워크 Carbon Footprint(탄소발자국) 절감

IEEE 산하 EEE(에너지 고효율 Ethernet: Energy Efficient Ethernet)에서 추진중인 P802.3az는 패킷 전송이 없는 유휴 상태에서 IP 전화기, 무선랜 AP와 같은 네트워크 기기에 저전력 유휴 기능을 확대 적용하기 위한 핵심적인 친환경 기술이다.

에너지가 단위 시간 동안 소비되는 전력이라는 면에서 IEEE는 네트워킹의 에너지 효율성을 향상시킬 수 있는 가장 효과적인 방법은 Ethernet 데이터 패킷을 가장 빠른 속도로 최소 시간 내에 전송하고 패킷 전송 사이의 유휴시간 동안 에너지 소비를 최소화하는 것이라는 결론을 내렸다.

저전력 유휴 기능의 핵심은 링크의 패킷 처리량이 적을 때 링크에 연결된 기기들을 저전력 또는 휴면 상태로 전환시키는 슬립 신호(sleep signal)와 웨이크 신호(wake signal)라고 할 수 있다. 이로 인해 단순히 이더넷의 물리적 계층의 에너지 효율성을 개선하는 것보다 더 큰 에너지 절감 효과를 얻을 수 있다. 네트워크가 사실상 1년 내내 작동한다는 점을 고려할 때 이러한 시도를 통해 상당한 전력을 절감할 수 있으며 특히 대규모 네트워크의 경우 그 효과는 더욱 커진다.

Ethernet 발전과 네트워크의 미래

이제까지 이더넷의 미래를 결정하게 될 주요 표준들을 소개했다. 여기서 1Tbps 이더넷을 언급하지 않은 것에 대해 의문을 가질 수도 있다. 하지만 IEEE HSSG(Higher Speed Study Group)에서 100Gbps에 대한 논의가 완료되지 않은 상황에서 1Tbps에 대해 이야기하는 것은 시기상조라고 할 수 있어 다루지 않았다. 다만 분명한 것은 데이터 센터와 서버/스토리지 분야의 대역폭 요구로 인해 이더넷 용량이 4배~10배로 증가한 것처럼 향후에도 이 두 분야의 대역폭 관련 요구는 상이할 것이라는 점이다.

기업과 공공기관의 LAN/WAN 애플리케이션은 갈수록 복잡해지고 더 많은 대역폭을 필요로 하고 있다. 보다 빠른 이더넷은 이들 애플리케이션의 효율성과 가용성을 보장하고, 에너지 효율성을 향상시킨 네트워크 장비와 기기는 전력 소모를 최소화할 것이다. 또한 PoE를 통해 단말측으로 더 많은 전력 공급이 가능하면 다양한 단말과 응용기술들이 개발될 수 있게 된다. 이처럼 이더넷은 구축과 관리가 쉽고, 환경을 생각하며, 비용효율적인 네트워크를 실현을 위해 계속 진화하고 있다.

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