목 차
- 네트워크 슬라이싱(Network slicing)의 이해
- 네트워크 슬라이싱(Network Slicing)의 개념도 및 핵심기술
- 네트워크 슬라이싱(Network Slicing)의 활용 사례
- 네트워크 슬라이싱(Network Slicing)의 향후 고려사항
1. 5G 핵심기술, 네트워크 슬라이싱(Nework Slicing)의 이해
빠르게 변화하는 통신 세계에서 5G 기술의 출현은 새로운 연결 시대를 열었습니다. 이러한 변화의 중심에는 무선 네트워크를 경험하고 활용하는 방식에 혁명을 가져올 획기적인 접근 방식인 네트워크 슬라이싱 개념이 있습니다. 본문에서는 네트워크 슬라이싱의 기본개념을 살펴보고 네트워크 슬라이싱의 핵심기술인 SDN과 NFV에 대해 자세히 알아보겠습니다. 아울러 네트워크 슬라이싱의 활용 사례 및 시사점에 대해서도 살펴보도록 하겠습니다.
1.1 네트워크 슬라이싱(Nework Slicing)의 정의 및 기본사항 이해
네트워크 슬라이싱에는 단일 물리적 네트워크를 각각 독립적으로 작동하는 여러 가상 네트워크로 분할하는 작업이 포함됩니다. 이러한 분할을 통해 다양한 애플리케이션의 특정 요구 사항을 충족하도록 각각 최적화된 맞춤형 슬라이스를 생성할 수 있습니다.
1.2 네트워크 슬라이싱(Nework Slicing)의 주요 핵심 기술 이해
동적 리소스 할당 및 관리를 가능하게 하는 소프트웨어 정의 네트워킹(Software Defined Network, SDN) 및 네트워크 기능 가상화(Network Function Virtualization, NFV)를 포함하여 네트워크 슬라이싱의 주요 핵심 기술을 이해할 필요성이 있습니다.
2. 네트워크 슬라이싱(Network Slicing)의 개념도 및 핵심기술
5G 핵심기술인 네트워크 슬라이싱(Network Slicing)은 슬라이스(Slice) 말뜻 그대로 네트워크를 여러 개로 분리하는 기술을 말합니다. 다시 말하면, 물리적인 하나의 네트워크를 가상화 기술인 SDN나 NFV 적용해 다수의 네트워크처럼 쓸 수 있도록 하는 것입니다. 각 분리된 네트워크는 가상화된 망 자원과 서버 내 자원을 보장받게 됩니다.
네트워크 슬라이싱을 통하면 동일 네트워크 하에서 각각의 서비스들이 독립 네트워크로 다른 서비스의 영향을 받지 않으면서도 품질을 보장할 수 있습니다. 다시 말해, 초고속(eMBB), 초저지연(URLLC), 초연결(mMTC)의 5G 서비스를 쾌적하게 누릴 수 있게 되는 것입니다.
2.1 네트워크 슬라이싱(Network Slicing) 개념도
물리적으로 하나의 네트워크를 통해 Device, Access, Transport, Core를 포함하여 논리적으로 분리된 네트워크를 만들어 서로 다른 특성을 갖는 다양한 서비스들에 대해서 그 서비스에 특화된 전용 네트워크를 제공하는 기술을 말합니다.
2.2 네트워크 슬라이싱(Network Slicing)의 주요 핵심기술
네트워크 슬라이싱(Network Slicing)의 핵심기술에는 소프트웨어 기반하에서 제어하는 SDN(Software Defined Network) 기술과 가상화(Virtualization) 기반 기술을 이용하여 여러 기능들(Functions)을 분리시켜 제어하는 NFV(Network Function Virtualization) 기술이 있습니다. 이들 기술들에 대해 간략한 개념을 살펴보면 다음과 같습니다.
[Software Defined Network, SDN] 개념:
전달 및 제어 기능이 하나로 된 기존의 전송 장치에서 제어 기능(Control Plane)을 분리하여 중앙 집중화하고, 표준 오픈플로우(OpenFlow) 인터페이스와 같은 개방형 API를 통해서 네트워크 트래픽 전달 동작을 소프트웨어 기반 컨트롤러에서 제어하는 네트워크 기술을 말합니다.
[Network Function Virtualization, NFV] 개념:
가상화 기술 기반으로 통신망 운용에 필요한 다양한 네트워크 장비 내의 여러 기능(Function)들을 분리시켜 소프트웨어적으로 제어 및 관리가 가능하도록 하는 네트워크 가상화 기술을 말합니다.
네트워크 슬라이싱의 주요 핵심 기술은 SDN과 NFV에 관한 주요 구성별로 핵심기술을 분류하여 세부적으로 설명하면 다음 아래 표와 같습니다.
| 주요 핵심기술 | 주요 구성 기술 | 설명 |
| SDN (Software Defined Network) 소프트웨어 정의 네트워크 |
애플리케이션(Application) | 네트워크 운영체제 상위에서 사용자 서비스를 지원하는 프로그램 |
| NOS(Network Os) | 오픈플로우(Openflow) 제어기(Controller)는 오픈플로우 프로토콜을 통해 데이터 플레인에 있는 네크워크 장비의 Flow Table 제어함 | |
| 데이터 플레인(Data Plane) | - 기존 L2 또는 L3 기능을 지원하는 스위치에 Openflow 기능을 추가한 스위치 - 단순 패킷 포워딩과 스위칭 기능만 구현함 (Forward Engine) |
|
| 제어 플레인(Control Plane) | 기존 네트워크 제어기능에 대한 중앙집중화 구현 | |
| 인터페이스(Interface) | 데이터 플레인과 제어 플레인 간의 연계 (Openflow) |
|
| NFV (Network Function Virtualization) 네트워크 기능 가상화 |
NFVi | 컴퓨팅, 레파지토리 등을 지원하는 물리적 하드웨어 자원 지원하고 VNF 실행을 지원하는 기능을 제공함 |
| NFVs | 여러 응용 프로그램을 지원하기 위해서 소프트웨어로 개발된 기능들의 집합소 | |
| MANO | 물리적/소프트웨어적인 자원관리 및 VNNF 관리 기능 제공함 | |
| E2E Networking | NFV 서비스 통한 네트워크 체인 기반으로 한 포워딩 그래프 |
SDN의 인터페이스(Interface)는 제어 플레인(Control Plane)과 데이터 플레인(Data Plane) 사이에 오픈플로우(Openflow)라는 표준 인터페이스를 사용해서 두 플레인(Plane) 간의 통신에 관여하게 됩니다.
3. 네트워크 슬라이싱(Network Slicing)의 활용 사례
eMBB(Enhanced Mobile Broadband): 향상된 모바일 광대역
네트워크 슬라이싱을 적용하여 고속, 대용량 모바일 광대역 서비스를 제공하여 최대 전송 속도(10 Gbps)를 향상하고 향상된 성능을 통한 끊김 없는 멀티미디어, 콘텐츠 등을 제공하는 것을 목적으로 합니다.
mMTC(Massive Machine Type Communication): 대규모 기계형 통신
네트워크 슬라이싱을 적용하여 데이터 속도 요구 사항이 낮은 대량의 IoT 장치를 처리하는 데 있어서 다수 기기의 연결을 통해 면적당 접속 밀도를 최대화(106/km2)하는 것을 목적으로 합니다.
URLLC(Ultra-reliable and Low Latency Communication): 초신뢰성 저지연 통신
네트워크 슬라이싱을 적용하여 초저지연 시간과 높은 신뢰성을 요구하는 애플리케이션의 엄격한 요구 사항을 충족하는 것을 목적으로 합니다. 대표적인 예로 스마트카, 원격진료 및 수술, 제조공정 자동화, 스마트 그리드, ICT 등이 해당됩니다.
4. 네트워크 슬라이싱(Network Slicing)의 향후 고려사항
오케스트레이션(Orchestration)의 플랫폼(Platform) 선택
실시간 수요에 따라 다양한 슬라이스(Slice)에 걸쳐 자원을 동적으로 할당하고 관리할 수 있는 오케스트레이션 플랫폼을 선택하거나 개발할 필요가 있습니다. 이를 위한 전제조건으로 생성, 수집, 폐기를 포함하여 네트워크 슬라이스의 전체 생명주기에 대한 절차를 수립하여 리소스 활용도를 최적화하는 플랫폼을 선택하는 것입니다.
보안 및 격리(Security & Isolation) 고려사항
무단 접근, 데이처 침해 및 기타 보안 위협을 예방하기 위해 각 슬라이스 내에 강력한 보안 조치를 구현해야 하며 간섭을 방지하고 개별 서비스의 무결성과 신뢰성을 유지하기 위해 네트워크 슬라이스 간의 효과적인 격리를 보장해야 합니다.
상호 운용성(Interoperability) 및 표준(Standard) 준수
다양한 공급업체의 네트워크 요소 간 상호 운용성을 보장하여 호환성 문제를 방지하고 보다 유연한 생태계를 지원해야 하며 광범위한 통신 환경 내에서 원활한 통합과 상호 운용성을 촉진하기 위해 네트워크 슬라이싱에 대한 업계 표준을 준수해야 합니다.
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