에지 컴퓨팅은 데이터의 소스에 가까운 곳에서 컴퓨팅을 제공함으로써 인터넷 장치 및 웹 응용 프로그램을 최적화합니다. 클라이언트와 서버 사이의 장거리 통신 필요성이 최소화되어 대기 시간도 짧아지고 대역폭 사용도 줄어듭니다.
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에지 컴퓨팅은 대기 시간과 대역폭 사용을 줄이기 위해 데이터 소스와 가장 가까운 곳에서 컴퓨팅을 하게 하는 네트워킹 철학입니다. 간단히 말해서, 에지 컴퓨팅은 클라우드에서 실행하는 프로세스를 줄이고 해당 프로세스를 사용자의 컴퓨터, IoT 장치, 에지 서버 등의 로컬 위치로 이동하는 것입니다. 컴퓨팅을 네트워크의 에지로 가져오면, 클라이언트와 서버 사이에 필요한 장거리 통신의 양이 최소화됩니다.
인터넷 장치의 경우, 네트워크 에지는 해당 장치 또는 해당 장치를 포함하는 로컬 네트워크가 인터넷과 통신하는 곳입니다. '에지'라는 용어는 다소 모호합니다. 예를 들어, 사용자의 컴퓨터 또는 IoT 카메라의 내부 프로세서도 네트워크 에지로 간주될 수 있지만, 사용자의 라우터, ISP, 로컬 에지 서버 등도 에지로 간주됩니다. 중요한 것은 네트워크 에지가 원본 서버 및 클라우드 서버와는 달리 해당 장치와 지리적으로 가깝다는 점입니다. 이는 통신의 상대 장치와 매우 멀리 떨어져 있을 수 있습니다.
최초의 컴퓨터는 매우 큰 기계로 직접적으로 또는 컴퓨터의 연장이라고 할 수 있는 단말기를 통해서만 액세스할 수 있었습니다. 개인용 컴퓨터가 발명되면서, 분산된 컴퓨팅이 가능해졌습니다. 한동안, 개인 컴퓨팅이 지배적인 컴퓨팅 모델이었습니다. 로컬에서 응용 프로그램이 실행되었고 데이터도 로컬(가끔은 온프레미스 데이터 센터)에 저장되었습니다.
최근에 개발된 클라우드 컴퓨팅을 통해 이러한 로컬 기반 온프레미스 컴퓨팅이 많은 혜택을 보았습니다. 클라우드 서비스는 공급자가 관리하는 "클라우드"(데이터 센터의 모임)에 집중되며 인터넷을 통해 모든 장치에 액세스할 수 있습니다.
하지만 클라우드 컴퓨팅에서는 사용자와 클라우드 서비스가 호스팅되는 데이터 센터 간의 거리 때문에 대기 시간이 발생하기도 합니다. 에지 컴퓨팅에서는 데이터가 이동해야 하는 거리를 최소화하기 최종 사용자에 가깝게 이동하면서 클라우드 컴퓨팅의 중앙 집중화된 특성을 유지합니다.
요약:
수십 개의 고화질 IoT 비디오 카메라가 설치된 건물을 생각해 보겠습니다. 이는 단순히 원시 비디오 신호를 출력하고 해당 신호를 클라우드 서버에 계속적으로 스트리밍하기만 하는 "단순" 카메라입니다. 클라우드 서버에서는 모든 카메라의 출력에 동작 감지 응용 프로그램을 실행해 활동이 감지되는 클립만 서버의 데이터베이스에 저장합니다. 전송되는 비디오 양이 많아 대역폭 소비가 상당히 크기 때문에 건물의 인터넷 인프라에 상당한 부담이 일정하게 지속됩니다. 또한, 클라우드 서버도 모든 카메라의 비디오를 동시에 처리해야 하는 부하가 막대합니다.
이제 동작 감지 컴퓨팅이 네트워크 에지로 이동됐다고 가정해 보겠습니다. 카메라마다 자체 내부 컴퓨터를 사용하여 동작 감지 응용 프로그램을 실행한 다음 필요한 영상만을 클라우드 서버에 전송한다면 어떻게 될까요? 클라우드 서버로 이동하는 카메라 영상이 많지 않기 때문에 대역폭 소비가 크게 줄어듭니다.
또한 이제 클라우드 서버는 중요한 장면만을 저장하면 되기 때문에 서버의 부하가 과도하게 늘어나지 않으면서 통신하는 카메라 수를 늘릴 수 있습니다. 에지 컴퓨팅은 이렇게 작동합니다.
에지 컴퓨팅은 광범위한 영역, 제품, 서비스에 통합될 수 있습니다. 다음이 그 예입니다.
위의 예제에서 알 수 있듯이 에지 컴퓨팅은 대역폭 사용 및 서버 자원을 최소화하는 데 도움이 됩니다. 대역폭과 클라우드 자원은 유한하며 비용이 듭니다. 모든 가정과 사무실에 스마트 카메라, 프린터, 온도계, 토스터 등이 갖춰져 가는 추세에 있으므로, Statista에 따르면 2025년까지 전세계적으로 750억 개 이상의 IoT 장치가 설치될 것으로 전망됩니다. 이러한 장치를 모두 지원하려면 상당한 양의 컴퓨팅이 에지로 이동되어야 할 것입니다.
프로세스를 에지로 이동하면 대기 시간이 줄어드는 큰 혜택도 있습니다. 장치가 멀리 있는 서버와 통신하게 되면 지체가 발생합니다. 예를 들어, 같은 사무실에 있는 동료 두 명이 IM을 통해 채팅하는 경우, 모든 메시지가 건물 밖으로 나가서 지구 어딘가에 있는 서버와 통신하고 다시 돌아와 상대방의 화면에 표시되므로 상당한 지체가 발생할 수 있습니다. 해당 프로세스를 에지로 이동하고 회사의 내부 라우터가 회사 내 채팅을 전송한다면 이러한 지체는 발생하지 않을 것입니다.
마찬가지로, 어떠한 웹 응용 프로그램이라도 외부 서버와 통신해야 한다면 지체가 발생합니다. 이러한 지체의 길이는 용 가능한 대역폭 및 서버의 위치에 따라 달라지겠지만, 네트워크 에지로 더 많은 프로세스를 가져오면 이러한 지연을 완전히 피할 수 있습니다.
또한 에지 컴퓨팅을 통해 이전에는 불가능했던 새로운 기능이 가능해집니다. 예를 들어, 회사에서 에지 컴퓨팅을 사용하여 에지에서 데이터를 처리하고 분석한다면, 이 일이 실시간으로 가능합니다.
에지 컴퓨팅의 핵심적인 효과는 다음과 같이 요약할 수 있습니다.
에지 컴퓨팅은 공격 벡터가 늘어날 수 있다는 단점이 있습니다. 에지 서버와 강력한 컴퓨터가 내장된 IoT 장치 등 "스마트" 장치가 많아지면 악의적인 공격자에게는 이러한 장치를 손상시킬 수 있는 새로운 기회가 생깁니다.
로컬 하드웨어가 많이 필요하다는 것도 단점입니다. 예를 들어, IoT 카메라가 원시 비디오 데이터를 웹 서버로 보내는 데도 내장 컴퓨터가 필요하긴 하지만, 자체적으로 동작 감지 알고리즘을 실행하려면 프로세싱 능력이 더 큰 훨씬 고급 컴퓨터가 필요할 것입니다. 하지만, 하드웨어 비용이 떨어지고 있어 더욱 스마트한 장치를 만드는 것이 저렴해지고 있습니다.
추가적인 하드웨어의 필요성을 완전히 완화하는 방법으로 에지 서버를 활용할 수 있습니다. 예를 들어, Cloudflare의 에지는 330개의 위치에 지리적으로 분산되어 있으므로 Cloudflare 고객은 Cloudflare Workers를 사용하여 전세계에서 에지 코드를 실행할 수 있습니다.