기고 | 다양한 IoT기기, 안전하게 사용하려면? - CIO Korea
기고 | 다양한 IoT기기, 안전하게 사용하려면?
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네트워킹 IoT기기의 통신 상태가 현재 기업 네트워크에 연결된 일반적인 PC, 태블릿, 스마트폰의 통신 상태와 크게 다를 수 있으므로 IT관리자에게 IoT 기기 연결은 쉽지 않을 수 있다.
또한 IoT 기기와 그 활용도는 놀랍도록 다양하다. 다음은 IoT기기 활용사례다.
• 경찰차는 이제 IT 집약적인 이동형 사무실이다. 신뢰할 수 있고 안전하며 빠른 속도로 연결해야 하는 여러 IT 시스템(PC, 로컬 추적, 카메라, 센서)을 갖추고 있다.
• 제조 현장은 제조 공정을 모니터링하고 안전하며 연속적인 작업을 보장하기 위해 광범위한 센서와 카메라에 의존한다. 이런 센서는 손이 잘 닿지 않는 곳에 있고 신뢰할 수 있는 보안 통신을 요구하는 경우가 많다.
• 이제 보안 때문에 공공 장소의 감시 카메라 설치는 보편화됐다. 이런 카메라는 (대부분 업스트림) 동영상을 중앙의 위치로 전달하기 위해 신뢰할 수 있는 고속 통신이 필요하다.
• 많은 병원들이 위치를 추적하고 가장 가까운 기기를 신속하게 찾아내기 위해 커넥티드(Connected) 의료 기기를 사용한다. 이런 사례 때문에 광범위한 기기를 위한 신뢰할 수 있는 저속 연결이 필요하다.
다양한 IoT 연결성 요건
여러 가지 IoT 사용례 외에 막 그대로 수백 종류의 IoT 기기와 센서가 존재한다. 각각은 업스트림과 다운스트림(Downstream)의 연결 수, 연결당 비용, 전력 가용성, 필요한 데이터 전송량 등 저마다의 요건이 있다.
애플리케이션에 따라 IoT 기기 네트워크는 원격 기기 및 센서를 위해 확장할 수 있고 신뢰할 수 있는 보안 연결이 필요하다. AC 전원 없이 배터리를 사용하는 경우도 있는 원격 기기에 저렴한 연결을 제공하는 것이 아마도 가장 큰 문제일 것이다.
IoT 네트워크 요건
관련된 특정 기기와 애플리케이션에 따라 IoT 네트워크는 다음이 필요할 수 있다.
• 이질적인 여러 IoT 요소를 연결하는 기능
• 낮은 지연 속도를 통한 실시간 인식
• 모든 트래픽 흐름의 보안 기능
• 애플리케이션 사용자 정의를 위한 프로그램 기능
• 기기 수준에서의 트래픽 모니터링 및 관리
• 저비용으로 다수의 기기/센서 연결
이 요건들은 어려울 수 있으며 IT 관리자는 IoT 애플리케이션에 따라 여러 네트워크 연결을 이행해야 할 수도 있다.
IoT 네트워크 디자인에 대한 SDN 및 NFV의 영향
SDN, NFV 및 SD-WAN 같은 소프트웨어 기반 네트워크 기술의 출현으로 네트워크 설계자들은 새로운 툴을 이용해 유연한 네트워크를 설계할 수 있게 되었다. NFV 및 SDN은 IoT 요건에 맞추어 네트워크를 사용자 정의하는 기술을 제공한다. NFV는 IoT가 필요로 하는 사용자 정의 네트워크 서비스를 제공하기 위해 조합할 수 있는 라우팅, 보안, 게이트웨이 및 트래픽 관리 등의 여러 가상 네트워크 기능(Virtual Network Function)을 제공한다. SDN은 분산된 IoT 네트워크에서 데이터 흐름을 조율하고 관리하는 중앙 집중식 관리형 기능을 제공한다.
빅데이터 문제
IoT 기기 네트워크는 엄청난 양의 데이터를 생성할 수 있으며, 그중 일부는 실시간에 가깝게 분석해야 한다. 지연 속도 및 대역폭 한계 때문에 모든 데이터 분석이 중앙의 위치에서 이루어질 수 있거나 이루어질 필요는 없다. IoT 네트워크는 네트워크의 가장자리 또는 그 근처에서 분산형 분석과 비즈니스 인텔리전스(Business Intelligence)를 필요로 하는 경우가 많다.
IoT 네트워크 설계시 고려사항
IT 관리자가 IoT 네트워크를 계획할 때 고려할 요소가 많다. 첫 번째 레벨의 질문: 어떤 종류의 기기 또는 센서를 연결할 것인가? 기기가 몇 개인가? 예상되는 트래픽의 양은? 이런 질문에 대한 답이 카펙스와 오펙스를 위한 전체적인 네트워크 예산과 함께 연결성 옵션을 결정한다.
기타 주요 질문:
• 기기/센서는 고정식인가? 이동식인가?
• 기기 수준에서 필요한 보안의 수준은?
• IoT 데이터를 실시간으로 분석해야 하는가?
• 네트워크 및 IT 시스템은 기기에서 제어 활동이 필요한가? 아니면 주로 수동인가?
• 기기 또는 센서가 AC 전원에 연결돼 있나?
IoT 연결성 기술
IT 관리자는 IoT 기기와 센서를 연결할 옵션이 광범위하다. 각 옵션은 애플리케이션에 따라 장단점이 있다.
현재 광범위하게 적용되는 4가지 네트워킹 기술은 IoT 네트워크가 될 수 있다.
• 블루투스는 스마트폰 등의 여러 기기용 임베디드 무선 통신을 제공하지만 범위가 제한적이고 신뢰성 문제가 있다.
• 와이파이는 PC, 휴대전화, 태블릿에 범용으로 사용할 수 있지만 지속적인 연결성을 위해서는 많은 전력이 필요하다.
• 4G LTE는 장소를 가리지 않지만 높은 데이터 사용량과 전력 소모량 때문에 비용이 올라갈 수 있다.
• 이더넷을 통해 거의 모든 캠퍼스와 지사에서 고속 LAN 연결이 가능하지만 IoT 기기에 연결하려면 물리적인 케이블이 필요하다.
또한 통신 산업에서는 IoT 기기를 연결하기 위해 전용으로 설계된 여러 새로운 네트워킹 기술을 개발했다. 여기에는 다음의 기술이 포함된다.
• LTE-M, NB LTE-M 및 NB-IOT 등의 여러 표준이 있는 IoT 셀룰러(Cellular).
• 저전력(배터리 전용) IoT 기기의 요건을 해결하기 위해 전용으로 개발된 시그폭스(SigFox) 및 로라(LoRa) 등의 저전력 광역 네트워크.
• 적은 비용과 낮은 전력 요건으로 M2M(Machine to Machine) 네트워크를 연결하기 위해 개발된 무선 표준인 직비(ZigBee).
캠퍼스 및 지사 네트워크에 대한 IoT의 영향
여러 IoT 조직은 기존의 캠퍼스, 지사, 광역 네트워크에 대한 새로운 IoT 네트워크의 영향을 중요하게 생각한다. IoT 기기는 새로운 트래픽 패턴을 생성할 수 있고 데이터 흐름이 크고 지연 속도 요건이 독특할 수 있다.
-지사 네트워크
지사 네트워크는 일반적으로 이더넷과 와이파이를 통해 연결되는 기기의 수가 중간 정도다. 대부분 지사에는 교육을 받은 IT 인력이 없으며 원격으로 관리해야 한다. IT 조직은 WAN 대역폭의 필요 증가를 비용 효율적으로 충족하고 원격 네트워크 설치 및 관리를 간소화하기 위해 SD-WAN 및 SD-Branch 기술로 마이그레이션하고 있다. 지사에서의 IoT 기기 연결 때문에 새로운 네트워크 기술 관리, 원격 문제 해결, 기기 관리 문제, WAN 대역폭 증가 요건 등이 발생한다. 일정 유형의 IoT 애플리케이션은 상당한 로컬 연산/저장 용량이 필요할 수 있다.
-캠퍼스 네트워크
캠퍼스 네트워크에는 와이파이 및 이더넷을 통해 연결된 여러 기기(PC, 태블릿, 스마트폰, 프린터 등)가 있고 조직의 데이터 센터에 대한 고속 연결을 위한 고용량 이더넷 백본을 갖추고 있을 수 있다. 일반적으로 캠퍼스 네트워크에는 속도 저하, 서비스 중단 등의 네트워킹 문제를 해결하기 위한 숙련된 현장 IT 인력이 있다. 캠퍼스 네트워크의 경우 IoT 이행 때문에 원격 센서를 연결하기 위한 새 네트워크, 급격한 커넥티드 기기 수 증가, 기기 관리 및 인증 문제, 기존 와이파이 네트워크의 혼잡 등이 발생할 수 있다.
IoT 기기와 센서를 연결함으로써 얻은 IT 정보를 통해 조직은 더욱 효율적인 작업을 통해 더 나은 고객 서비스를 제공하고 재화를 더욱 신속하게 납품하며 비용을 절감할 수 있다. 로컬 및 광역 네트워크는 안전하고 신뢰할 수 있으며 즉각 반응하는 IoT 시스템의 이행에 있어서 중요한 요소다. 각 유형의 IoT 시스템의 특별한 요건 때문에 새로운 형태의 네트워크 연결성이 필요하고 기존의 지사 및 캠퍼스 네트워크에 영향을 끼친다. 많은 IT 조직이 높은 신뢰성, 낮은 지연 속도, 보안, 중앙 제어의 요건을 충족하는 IoT 플랫폼을 이행하는 데 어려움을 겪고 있다.
IoT 연결성을 위한 설계를 위해서는 IT 조직이 여러 네트워킹 옵션을 꼼꼼히 살펴 추려내야 한다. IT 리더는 반드시 대역폭(업스트림 및 다운스트림), 신뢰성, 보안 및 예산(비용) 측면에서 기존의 IoT 네트워킹 요건을 신중하게 평가해야 한다. IoT 네트워킹 요건 그리고 기기와 사물을 연결하는 기술은 계속 발전할 것이다. 네트워킹 아키텍처는 변화하는 비즈니스 요건을 충족하기 위해 유연성과 적응성을 갖도록 설계해야 한다.
*Lee Doyle는 도일리서치(Doyle Research)의 수석 애널리스트다. ciokr@idg.co.kr