포그 컴퓨팅
1. 개요
포그 컴퓨팅은 사물 인터넷(IoT) 장치의 증가와 실시간 애플리케이션의 요구에 따라 클라우드 컴퓨팅의 한계를 보완하기 위해 등장한 분산 컴퓨팅 패러다임이다. 2012년 시스코가 처음 개념을 제시했으며, 데이터 처리 및 분석을 데이터 소스에 더 가깝게 이동시켜 클라우드 컴퓨팅을 확장하는 것을 목표로 한다. 포그 컴퓨팅은 엣지 컴퓨팅이라고도 불리며, 2015년 오픈포그 컨소시엄이 설립되어 기술 표준화 및 확산을 추진했다. 미국 국립표준기술연구소(NIST)는 포그 컴퓨팅을 스마트 장치와 클라우드 데이터 센터 사이에 존재하는 수평적 리소스 패러다임으로 정의하며, 지연 시간을 줄이고 서비스 품질을 향상시키는 것을 특징으로 한다. 스마트 시티, 스마트 팩토리, 헬스케어, 커넥티드 카 등 다양한 분야에서 활용된다.
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분산 컴퓨팅 구조 -
슈퍼컴퓨터
슈퍼컴퓨터는 일반 컴퓨터보다 훨씬 높은 성능을 가진 컴퓨터로, 복잡한 계산과 시뮬레이션을 수행하며, 프로세서, 메모리, 스토리지, 네트워크 등으로 구성되어 병렬 처리를 통해 높은 성능을 구현하고, 군사, 기상 예측, 과학 기술 분야, 인공지능 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. -
분산 컴퓨팅 구조 -
맵리듀스
맵리듀스는 대용량 데이터 처리를 위해 구글에서 개발한 프로그래밍 모델이자 프레임워크로, Map과 Reduce 함수를 사용하여 데이터를 병렬 처리하며 하둡 등의 오픈 소스 구현을 통해 널리 쓰인다. -
사물인터넷 -
스마트 스피커
스마트 스피커는 음성 명령으로 다양한 기능을 수행하는 인공지능 스피커로, 여러 기업이 경쟁하며 액정 모니터 탑재 제품도 출시되고 있지만, 개인 정보 보호, 보안 취약점, 디지털 격차 등의 문제도 안고 있다. -
사물인터넷 -
웨어러블 테크놀로지
웨어러블 테크놀로지는 신체에 착용하는 전자 장치 및 기술로, 시계에서 시작하여 스마트워치 등으로 발전해왔으며 다양한 분야에서 활용되지만 개인 정보 보호와 같은 과제도 안고 있다.
2. 역사
2012년에 낮은 지연 시간의 실시간 응용을 위해 수많은 IoT 장치들과 빅 데이터 볼륨을 처리하기 위한 클라우드 컴퓨팅 확장의 필요성이 부각되었다. 시스코는 2012년에 '포그 컴퓨팅'이라는 용어를 처음 개발하였다.
2.1. 개념 등장 (2010년대 초)
2010년대 초, 수많은 사물 인터넷(IoT) 장치와 빅 데이터 처리, 낮은 지연 시간의 실시간 응용을 위해 클라우드 컴퓨팅을 확장해야 할 필요성이 부각되었다. 시스코(Cisco)는 2012년에 '포그 컴퓨팅'이라는 용어를 처음 개발하였다.
2.2. 오픈포그 컨소시엄 (2015)
시스코 시스템즈, ARM 홀딩스, 델, 인텔, 마이크로소프트, 프린스턴 대학교는 2015년 11월 19일 포그 컴퓨팅의 관심과 개발을 제고하기 위해 오픈포그 컨소시엄을 설립하였다. 초대 회장은 시스코 수석 매니징 디렉터 헬더 안투네스가, 초대 회장은 인텔의 사물 인터넷(IoT) 최고 전략 책임자 제프 페더스(Jeff Fedders)가 선임되었다.
3. 개념
2011년, 방대한 수의 사물 인터넷 장치와 실시간 저지연 응용 프로그램을 위한 빅 데이터를 처리하기 위해 클라우드 컴퓨팅을 확장한 포그 컴퓨팅의 필요성이 대두되었다. 포그 컴퓨팅은 엣지 컴퓨팅이라고도 하며, 수많은 "주변" 장치가 클라우드 컴퓨팅에 연결되는 분산 컴퓨팅을 위한 것이다. "포그(Fog)"라는 단어는 클라우드와 유사한 특성을 가지지만 "지상", 즉 IoT 장치에 더 가깝다는 의미를 나타낸다.
포그 네트워킹은 사람들이 매일 사용하는 대부분의 장치가 서로 연결되는 사물 인터넷(IoT) 개념을 지원한다. 예를 들어 휴대폰, 웨어러블 건강 모니터링 장치, 커넥티드 카, 증강 현실 장치(예: 구글 글래스) 등이 있다.
클라우드 컴퓨팅과 포그 컴퓨팅은 모두 최종 사용자에게 저장 공간, 애플리케이션 및 데이터를 제공한다. '클라우드 컴퓨팅'은 로컬 서버나 개인용 컴퓨터가 아닌 인터넷에서 호스팅되는 원격 서버 네트워크를 사용하여 데이터를 저장, 관리 및 처리하는 방식이다.
3.1. 정의
포그 컴퓨팅은 최종 장치와 클라우드 컴퓨팅 데이터 센터 사이에 위치하여 컴퓨팅, 스토리지, 네트워킹 서비스를 제공하는 분산 컴퓨팅 인프라이다.
미국 국립표준기술연구소(NIST)는 포그 컴퓨팅을 스마트 최종 장치와 기존 클라우드 컴퓨팅 또는 데이터 센터 사이에 존재하는 수평적, 물리적 또는 가상 리소스 패러다임으로 정의한다.
3.2. 특징
포그 컴퓨팅은 최종 사용자와 더 가깝고 더 넓은 지리적 분포를 가진다. 주요 특징은 다음과 같다.
* 지리적 분산: 최종 사용자와 가까운 위치에 분산되어 데이터를 처리한다.
* 낮은 지연 시간: 데이터 처리 지연 시간을 최소화하여 실시간 서비스를 지원한다.
* 대역폭 절약: 데이터 전송량을 줄여 네트워크 대역폭을 효율적으로 사용한다.
* 상황 인식: 주변 환경 및 상황 정보를 활용하여 맞춤형 서비스를 제공한다.
* 보안 강화: 데이터가 분산되어 처리되므로 중앙 집중식 공격에 대한 위험을 줄일 수 있다.
포그 컴퓨팅은 제어 평면과 데이터 평면으로 구성된다. 데이터 평면에서 포그 컴퓨팅은 데이터 센터의 서버와 반대로 네트워크의 엣지에 컴퓨팅 서비스가 존재하도록 한다. 클라우드 컴퓨팅과 비교하여 포그 컴퓨팅은 최종 사용자 및 클라이언트 목표(예: 운영 비용, 보안 정책, 자원 활용), 조밀한 지리적 분포 및 상황 인식(계산 및 IoT 자원 관련), 지연 시간 감소 및 백본 대역폭 절약을 통해 더 나은 서비스 품질(QoS)을 제공한다.
3.3. 엣지 컴퓨팅 및 클라우드 컴퓨팅과의 비교
엣지 컴퓨팅은 일반적으로 서비스가 인스턴스화되는 위치를 지칭하는 반면, 포그 컴퓨팅은 통신, 계산, 저장 자원 및 서비스를 최종 사용자가 제어하는 장치 및 시스템에서 또는 그 근처에 분산시키는 것을 의미한다. 포그 컴퓨팅은 중간 정도의 컴퓨팅 성능을 가진다.
클라우드 컴퓨팅은 중앙 집중식 데이터 센터에서 데이터를 처리하는 반면, 포그 컴퓨팅은 데이터를 생성하는 장치와 가까운 곳에서 처리하여 지연 시간과 대역폭 요구 사항을 줄인다. 포그 컴퓨팅은 클라우드 컴퓨팅의 대체재가 아닌 보완재 역할을 하는 경우가 많다. 포그 컴퓨팅은 클라우드 컴퓨팅보다 에너지 효율적이다.
4. 구성 요소
(소스 내용 없음)
5. 활용 분야
(참조할 원문 소스가 주어지지 않았으므로, 내용을 생성할 수 없습니다.)
6. 연구 개발 동향
포그 컴퓨팅과 관련된 주요 연구 개발 동향은 아직 초기 단계에 머물러 있으며, 다양한 분야에서 활발하게 진행되고 있다.