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컴퓨터 어플라이언스

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목차

1. 개요

컴퓨터 어플라이언스는 특정 기능을 수행하도록 설계된 하드웨어와 소프트웨어의 통합 시스템이다. 설치와 사용이 간편하고 문제 해결이 용이하며, 시스템과 응용 프로그램을 분리하여 자원 공유 및 중앙 관리를 용이하게 하지만, 특정 리소스 제공에 특화되어 기존 시스템과의 호환성이 낮고 보안에 취약할 수 있다는 단점이 있다. 스토리지, 네트워크, 백업 및 재해 복구, 보안, IIoT 및 MES 게이트웨이, 스팸 방지, 소프트웨어, 가상 어플라이언스 등 다양한 종류가 있으며, 산업 자동화, 데이터 센터, 일반 소비자용으로 사용된다. 한국 시장에서는 스마트 팩토리 구축, 데이터 활용, 디지털 플랫폼 정부 구상에 기여하며, 특히 중소기업의 디지털 전환을 지원하고 제조업 경쟁력 강화에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 전망된다.

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컴퓨터 어플라이언스

2. 컴퓨터 어플라이언스의 장단점

컴퓨터 어플라이언스는 하드웨어와 소프트웨어가 통합되어 특정 목적을 위해 사용되는 전산 장비이다. 이러한 방식은 사용 및 관리 측면에서 편리하지만, 유연성이 떨어지고 보안 문제가 발생할 수 있다는 단점도 있다.

2. 1. 장점

소프트웨어 응용 프로그램이 범용 운영 체제 위에서 실행되는 전통적인 모델과 달리, 컴퓨터 어플라이언스는 하드웨어와 소프트웨어가 통합되어 있어 설치 및 설정이 간편하다. IT 전문 지식이 부족한 사용자도 쉽게 사용할 수 있다는 장점이 있으며, 이는 특히 중소기업이나 소규모 사무실에서 유용하다.[1]

하드웨어, 운영 체제, 응용 소프트웨어의 조합이 제한적이기 때문에 문제 발생 시 원인 파악 및 해결이 용이하다. 어플라이언스 관리 소프트웨어 교육만으로 대부분의 문제 해결이 가능하다.[1]

어플라이언스 접근 방식은 데이터 센터와 같은 다양한 시스템과 응용 프로그램을 분리하는 데 도움을 준다. 이를 통해 자원 공유 및 중앙 관리를 용이하게 하며, 시스템 변경 없이도 자원 최적화가 가능하다.[1]

2. 2. 단점

컴퓨터 어플라이언스는 특정 리소스를 제공하도록 설계되어, 기존에 배포된 다른 시스템과 호환되지 않을 가능성이 높은 특수 하드웨어에서 실행되는 맞춤형 운영 체제를 포함하는 경우가 많다. 이는 고객에게 유연성 부족을 야기한다.[1]

독점적인 임베디드 운영 체제나 애플리케이션 내 운영 체제가 일반적인 사이버 공격으로부터 어플라이언스를 더 안전하게 만들 수 있다는 인식이 있을 수 있다. 그러나 이는 사실과 다르다. 난독화를 통한 보안은 좋지 않은 보안 결정이며, IoT 장치의 확산에서 볼 수 있듯이 어플라이언스는 종종 보안 문제에 시달린다.[1]

3. 컴퓨터 어플라이언스의 종류

컴퓨터 어플라이언스는 다양한 형태로 존재하며, 각기 다른 기능을 제공한다.

산업 자동화 분야에서는 극한의 온도와 진동을 견디고, 다양한 응용 분야에 맞춰 사용자 정의가 가능하도록 높은 설정 유연성을 제공하는 어플라이언스들이 활용된다. 자동화 분야에서 어플라이언스가 갖는 주요 장점은 다음과 같다.


  • '''다운타임 감소''' - 어플라이언스 고장 시, 일반적으로 상용 기성품(COTS, Commercial Off-The-Shelf) 교체품으로 대체하고 백업에서 해당 작업을 쉽고 빠르게 다시 로드할 수 있다.
  • '''높은 확장성''' - 어플라이언스는 일반적으로 공장 또는 프로세스 영역의 특정 솔루션을 목표로 한다. 요구 사항이 변경됨에 따라 다른 어플라이언스를 설치하여 확장성을 확보할 수 있다.
  • '''낮은 TCO(총 소유 비용)''' - 어플라이언스는 자동화 제품 공급업체에서 개발, 테스트 및 지원하며, 맞춤형 자동화 솔루션보다 훨씬 광범위한 수준의 품질 테스트를 거친다.
  • '''설계 시간 단축''' - 어플라이언스는 특정 기능을 수행하며, 높은 설정 유연성을 가지면서도 자체 문서화 기능을 제공하는 경우가 많다. 따라서 교육 및 문서화에 대한 요구 사항이 적어 엔지니어 간에 이전이 용이하다.


자동화 어플라이언스 유형은 다음과 같다:

  • '''PLC (프로그래머블 로직 컨트롤러)''' - 이산 제어에 사용되며 다양한 입출력 옵션을 제공한다. IEC-1131과 같은 표준 프로그래밍 언어를 통해 구성된다.
  • '''SLC (단일 루프 컨트롤러)''' - 단일 루프 컨트롤러는 입력 변수를 모니터링하고 제어 출력(조작 변수)에 영향을 주어 입력 변수를 설정값으로 유지한다.
  • '''PAC (프로그래머블 자동화 컨트롤러)''' - 아날로그 제어와 이산 제어를 통합할 수 있다.
  • '''범용 게이트웨이''' - 각 장치의 통신 프로토콜을 통해 다양한 장치와 통신하며, 장치 간의 데이터 트랜잭션에 영향을 미친다.
  • '''EATM (엔터프라이즈 어플라이언스 트랜잭션 모듈)''' - 공장 현장 자동화 시스템에서 엔터프라이즈 비즈니스 시스템으로 데이터 트랜잭션에 영향을 미치는 어플라이언스이다.


이 외에도 플러그 컴퓨터, DWH 어플라이언스 등 다양한 종류의 어플라이언스가 존재한다.

3. 1. 스토리지 어플라이언스

투명한 로컬 스토리지 영역 네트워크 패러다임을 사용하여 여러 연결된 시스템에 대량의 스토리지를 제공하고, 디스크 미러링 및 데이터 스트라이핑과 같은 상위 수준 기능을 제공한다.[2]

3. 2. 네트워크 어플라이언스

라우터와 같은 범용 장치[3], 방화벽, 전송 계층 보안(TLS), 메시지 지향 미들웨어, 특수 네트워킹 프로토콜(예: ebXML 메시지 서비스)에 대한 접근 및 여러 시스템에 대한 대역폭 멀티플렉싱을 제공한다.[4]

3. 3. 백업 및 재해 복구 어플라이언스

통합 백업 소프트웨어와 백업 대상을 갖춘 컴퓨터 어플라이언스로, 때로는 보호된 서버의 로컬 재해 복구(DR)를 지원하는 하이퍼바이저가 포함되기도 한다. 이는 종종 전체 DRaaS 솔루션으로 가는 관문 역할을 한다.[4]

3. 4. 방화벽 및 보안 어플라이언스

방화벽 및 보안 어플라이언스는 원치 않는 트래픽으로부터 컴퓨터 네트워크를 보호하도록 설계된 컴퓨터 어플라이언스이다.[4]

3. 5. IIoT 및 MES 게이트웨이 어플라이언스

IIoT 및 MES 게이트웨이 어플라이언스는 제어 시스템과 엔터프라이즈 시스템 간의 데이터 변환을 지원하는 컴퓨터 어플라이언스이다. 어플라이언스에서 실행되는 전용 내장 펌웨어 응용 프로그램은 고유한 자동화 프로토콜을 통해 현장 장치와 제조 실행 시스템(MES) 시스템 간의 데이터를 API, ODBC, 또는 RESTful 인터페이스를 통해 변환하는 지점 간 연결을 사용한다.

3. 6. 스팸 방지 어플라이언스

이메일 스팸 방지용이다.[4]

3. 7. 소프트웨어 어플라이언스

산업 표준 하드웨어 또는 가상 머신에서 실행하기 위해 최소 운영 체제(JeOS)와 결합될 수 있는 소프트웨어 애플리케이션이다. 본질적으로 컴퓨터 어플라이언스를 실행하는 소프트웨어 배포 또는 펌웨어이다.[4]

3. 8. 가상 어플라이언스

가상 어플라이언스는 어플라이언스 하드웨어에서 실행되는 "하이퍼바이저 스타일"의 내장 운영 체제로 구성된다.[4] 하이퍼바이저 계층은 어플라이언스의 하드웨어와 일치하며 변경할 수 없지만, 가상 머신 형태로 다른 운영 체제와 응용 프로그램을 어플라이언스에 로드할 수 있다.[4]

3. 9. 소비자용 어플라이언스

일반 대중이 직접 사용하는 컴퓨터 어플라이언스는 다음과 같다.

소비자가 사용하는 어플라이언스는 설치, 구성, 작동이 쉽고, 기술적 지식이 거의 또는 전혀 필요하지 않아야 한다.

4. 산업 자동화 분야의 어플라이언스

산업 자동화 분야에서는 극한의 온도와 진동을 견디고, 다양한 응용 분야에 맞춰 사용자 정의가 가능하도록 높은 설정 유연성을 제공하는 다양한 어플라이언스를 활용한다. 자동화 분야에서 어플라이언스가 갖는 주요 장점은 다음과 같다.


  • '''다운타임 감소''': 어플라이언스 고장 시, 상용 기성품(COTS) 교체품으로 대체하고 백업에서 작업을 쉽고 빠르게 다시 로드할 수 있다.
  • '''높은 확장성''': 특정 솔루션을 목표로 하는 어플라이언스는 요구 사항 변경에 따라 추가 설치하여 확장할 수 있다. 맞춤형 자동화 방식 대신 어플라이언스를 표준화하여 기업 전체에서 자동화 개념을 쉽게 복제할 수 있다.
  • '''낮은 총 소유 비용(TCO)''': 어플라이언스는 자동화 제품 공급업체에서 개발, 테스트 및 지원하며, 맞춤형 솔루션보다 광범위한 품질 테스트를 거친다. 어플라이언스 사용은 개별 응용 분야의 테스트 수준을 줄여준다.
  • '''설계 시간 단축''': 특정 기능을 수행하며 높은 설정 유연성을 가진 어플라이언스는 자체 문서화 기능을 제공하여 교육 및 문서화 요구 사항을 최소화하며 엔지니어 간 이전이 가능하다.


자동화 어플라이언스 유형은 다음과 같다.

4. 1. PLC (Programmable Logic Controller, 프로그래머블 로직 컨트롤러)

프로그래머블 로직 컨트롤러는 이산 제어에 사용되는 어플라이언스로, 다양한 입출력 옵션을 제공한다. IEC-1131과 같은 표준 프로그래밍 언어를 통해 구성된다.

4. 2. SLC (Single Loop Controller, 단일 루프 컨트롤러)

단일 루프 컨트롤러(SLC, Single Loop Controller)는 입력 변수를 모니터링하고 제어 출력(조작 변수)에 영향을 주어 입력 변수를 설정값으로 유지하는 어플라이언스이다.

4. 3. PAC (Programmable Automation Controller, 프로그래머블 자동화 컨트롤러)

프로그래머블 자동화 컨트롤러(PAC)는 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC)와 단일 루프 컨트롤러(SLC)의 속성을 모두 갖춘 장치로, 아날로그 제어와 이산 제어를 통합할 수 있다.[1]

4. 4. 범용 게이트웨이

범용 게이트웨이 어플라이언스는 각 장치의 통신 프로토콜을 통해 다양한 장치와 통신할 수 있으며, 장치 간의 데이터 트랜잭션에 영향을 미친다. 이는 제조 분야에서 향상된 M2M(사물 통신) 통신을 통해 민첩성, 품질, 생산율, 생산 비용을 개선하고 다운타임을 줄이려는 노력이 증가함에 따라 더욱 중요해지고 있다.

4. 5. EATM (Enterprise Appliance Transaction Modules, 엔터프라이즈 어플라이언스 트랜잭션 모듈)

엔터프라이즈 어플라이언스 트랜잭션 모듈(EATM, Enterprise Appliance Transaction Modules)은 공장 현장 자동화 시스템에서 엔터프라이즈 비즈니스 시스템으로 데이터 트랜잭션에 영향을 미치는 컴퓨터 어플라이언스이다. EATM은 다양한 공급업체의 자동화 프로토콜을 통해 공장 현장 장비와 통신하고, 자바 메시지 서비스(JMS) 및 구조적 질의 언어(SQL)과 같은 데이터베이스 통신 프로토콜을 통해 비즈니스 시스템과 통신한다.

5. 내부 구조

컴퓨터 어플라이언스는 다양한 디자인 패턴을 채택하여 구현 세부 정보를 최종 사용자로부터 격리한다. 주요 디자인 패턴에는 특수 칩, 특수 소프트웨어 커널, 특화된 애플리케이션, 가상 어플라이언스 등이 있으며, 이들은 때때로 혼합되어 사용된다. 예를 들어, VPN 어플라이언스는 리눅스에서 실행되는 제한된 액세스 소프트웨어 방화벽과 VPN 액세스 속도를 높이기 위한 암호화 ASIC을 포함할 수 있다.[1]

일부 컴퓨터 어플라이언스는 솔리드 스테이트 스토리지를 사용하고, 다른 어플라이언스는 하드 드라이브를 사용하여 운영 체제를 로드한다. 이 두 가지 방법도 혼합될 수 있는데, ASIC 인쇄 서버는 작업 큐잉을 위한 옵션 하드 드라이브를 허용하거나, Linux 기반 장치는 Linux를 펌웨어로 인코딩하여 하드 드라이브 없이 운영 체제를 로드할 수 있다.[1]

5. 1. 특수 칩

공급업체는 별도의 "소프트웨어" 또는 운영 체제 없이 ASIC을 제작한다. 어플라이언스는 IT 직원이 기본적인 구성을 할 수 있도록 터미널 콘솔 또는 웹 기반의 제한된 인터페이스를 갖는다. 제조업체는 종종 더 깊은 구성 메커니즘에 접근할 수 있는 방법을 제공한다. Azul Systems의 Vega 3 Java Compute Appliance가 그 예이며, 칩에 대한 특수 하드웨어 수정으로 Java 애플리케이션 확장이 가능하다.[1]

5. 2. 특수 소프트웨어 커널

공급업체는 범용 컴퓨터를 사용하거나 만들고, 애플리케이션을 운영 체제에 통합하는 새로운 운영 체제를 설계한다. 시스코의 IOS가 그 예이다. Unix와 유사한 운영 체제에는 방화벽 기능과 네트워크/방화벽 구성 명령어가 내장되어 있다.[1] 경우에 따라 장치가 봉인되어 소비자는 운영 체제를 다시 설치하거나 다른 운영 체제로 교체할 수 없다.[1] 또한 소비자는 소수의 구성 명령으로 제한될 수 있으며, 운영 체제의 보다 상세하고 낮은 수준의 기능은 공급업체만 사용할 수 있다.[1] 이러한 "잠금" 접근 방식이 더 많이 수행될수록 이 유형의 장치는 ASIC 장치처럼 보이게 된다.[1]

5. 3. 특화된 애플리케이션

기성품 컴퓨터와 운영 체제를 사용하지만, 사용자 인터페이스와 "상자"는 사용자가 공급업체가 만든 애플리케이션 인터페이스 외에는 컴퓨터의 어떤 것에도 접근할 수 없도록 설계된다. 기본적인 컴퓨팅 아키텍처가 잠겨 있고 본질적으로 보이지 않으므로, 장치가 실제로 범용 하드웨어 및 운영 체제 위에서 작동한다는 것을 파악하기 어려워진다. 리눅스와 BSD은 정도의 차이는 있지만, 이 유형의 어플라이언스에 대한 선택 운영 체제가 되었다. 최근에는 이러한 사전 패키지된 블랙 박스 조합을 설명하기 위해 소프트웨어 어플라이언스라는 용어도 사용된다.[3]

5. 4. 가상 어플라이언스

가상 머신 기술을 사용하여 소프트웨어 스택과 운영 체제를 포함하는 가상 어플라이언스(가상 소프트웨어 어플라이언스라고도 함)를 구현한다.

6. 한국 시장에서의 전망

한국은 세계 최고 수준의 정보통신 기술 인프라를 보유하고 있으며, 디지털 전환이 빠르게 진행되고 있다. 이러한 환경에서 컴퓨터 어플라이언스는 다음과 같은 측면에서 긍정적인 역할을 할 수 있다.

참조

[1] 웹사이트 The security and privacy issues that come with the Internet of Things https://www.business[...]
[2] 웹사이트 SAN Data Center http://www.networkwo[...] 2005-05-02
[3] 웹사이트 Routers http://compnetworkin[...] 2011-09-09
[4] 문서 Definition of:network appliance https://www.pcmag.co[...]
[5] 서적 Linux Appliance Design: A Hands-On Guide to Building Linux Appliances https://books.google[...] No Starch Press 2008-05-06
[6] 웹사이트 SAN Data Center http://www.networkwo[...]
[7] 웹사이트 Routers http://compnetworkin[...]
[8] 웹사이트 DWHアプライアンスの実力 - ITPro http://itpro.nikkeib[...]


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