구글을 빠르게 할 SDN 신기술 ‘에스프레소’

구글이 ‘에스프레소’란 새로운 소프트웨어정의네트워킹(SDN) 전략을 소개했다. 지난 2년간 구글 전체 트래픽의 20%를 감당하고 있다는 네트워킹 엣지 아키텍처다.

지난 4일 구글 엔지니어 아민 바다트는 오픈네트워킹서밋 기조연설에서 ‘구글 에스프레소’ 아키텍처를 공개했다.

구글 에스프레소는 피어링 엣지 아키텍처로 현재 구글 클라우드의 네트워크 인프라에 적용돼 있다. 2년 이상 적용돼 전체 트래픽의 20% 이상을 소화하고 있다고 한다.

아민 바다트는 실시간 음성 검색의 예를 들며 ‘에스프레소’ 기술의 필요성을 설명했다.. 그에 따르면, ‘최신 뉴스는 무엇인가’란 질문에 구글 어시스턴트는 빠르고 즉각적인 연결을 필요로 한다. 사용자의 기기는 바로 구글 네트워크의 끝 단(엣지)에 붙고, 네트워크 엣지를 통해 구글 데이터센터 중 한곳으로 연결된다. 한 데이터센터 안에 수백, 수천대 개별 서버들이 오디오 녹음 속에서 수많은 언어와 방언들과 비교하고 적합한 구문을 찾게 된다. 이렇게 도출된 구문은 다른 클러스터로 넘어가 웹 검색을 통해 인터넷 콘텐츠를 실시간 색인으로 찾는다. 그 결과가 모이고 나서, 제일 적합한 답변이 구글 네트워크를 통해 다시 최종 사용자에게 돌아간다.

구글 에스프레소 작동 원리

아민 바다트는 “질의 하나를 실시간으로 처리하기 위헤 수십개의 인터넷 라우터가 작동하고, 전세계 수천대 컴퓨터가 동원된다”며 “이는 종종 1초 미만으로 이뤄져야 하고, 답변 시스템은 1초당 수천개의 새로운 질문을 처리할 수 있도록 확장가능해야 한다”고 설명했다.

구글은 이같은 자사 서비스 요구에 맞는 네트워크 인프라를 상용 제품으로 구축하기 어렵다고 판단했다. 10년 이상 자체 네트워크 인프라를 만들어온 가장 주된 이유였다.

구글의 디자인 철학은 네트워크는 대규모 분산시스템에서도 신뢰할 수 있어야 하고, 구글 컴퓨트와 스토리지 시스템용으로 개발된 동일한 제어인프라를 통해야 한다는 것이다.

구글은 이에 3차례에 걸쳐 자사의 SDN 전략을 외부에 공유했다. 첫째는 구글의 SDN 원칙에 기반한 ‘주피터’다. 주피터는 한 데이터센터 내부에 존재하는 십만대 이상의 서버를 상호연결하고, 초당 1페타바이트(Pbps) 밴드위스를 제공하는 기술이다.

그리고 B4란 기술도 나왔다. B4는 복수의 데이터센터를 연결해, 실시간으로 복제 데이터들을 여러 인프라에 배치하고 세계 어디서나 접근할 수 있게 하는 기술이다.

다음으로 안드로메다란 네트워크기능가상화(NFV) 기술이 발표됐다. 안드로메다는 구글의 네이티브 애플리케이션을 구글클라우플랫폼에서 컨테이너와 가상머신에 담을 수 있게 한다.

에스프레소는 구글의 SDN을 이루는 네번째 축이다. 에스프레소 기술은 두개의 핵심 혁신을 수행한다.

우선 개별 사용자에게 정적 IP주소에 따라 고정적으로 서비스를 제공하지 않고, 동적으로 가장 빠른 인프라를 통해 서비스를 제공하게 한다. 한 지역에서 트래픽이 집중적으로 발생하더라도 이를 소화하는 인프라를 동적으로 변경한다.

아민 바다트는 "에스프레소는 현존하는 라우터 중심의 인터넷 프로토콜로 불가능한 성능과 가용성을 관리하는 방안을 제공한다"고 강조했다.

에스프레소의 두번째 혁신은 개별 라우터 박스에서 트래픽 관리의 로직과 컨트롤을 빼내, 각기 분리하게 한다는 것이다. 패킷 흐름을 관리하고 학습하는데 수천대 개별 라우터에 의지하기보다 애그리게이트 정보를 추출하는 분산시스템으로 푸시한다. 대규모 컴퓨팅 인프라와 애플리케이션 자체의 신호를 통해 각 플로우가 어떻게 일어나는지 스스로 학습한다.

아민 바다트는 "구글의 네트워크는 인프라의 핵심 부분"이라며 "우리의 네트워크는 계속해서 핵심기회일 것이고, 구글을 차별화할 것"이라고 밝혔다.