그리드 컴퓨팅 : 본격적인 산업화를 위한 그리드 컴퓨팅 비즈니스 현황

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한국과학기술정보연구원

2005 미래유망 사업화아이템 이슈분석

그리드 컴퓨팅

본격적인 산업화를 위한 그리드 컴퓨팅 비즈니스 현황

홍성화․권영일․정갑주

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21세기는 지식과 정보가 그 국가의 경쟁력을 좌우하는 지식기반 산업사회로 나아가고 있으며, 최고가 아니면 살아남을 수 없는 무한 경쟁시대가 되어가고 있습니다. 우리나라가 이러한 변화 속에서 생존 하기 위해서는 국가경쟁력 강화가 필수 불가결한 것으로 인식되고 있으며, 이를 위해서는 선진국형 고부가가치 산업의 육성이 절실히 요구되고 있습니다.

이러한 시대적 요구 속에서 한국과학기술정보연구원에서는 우리나 라가 지식기반 산업사회를 선도해 나갈 수 있도록, 차세대 동력 산 업에 대한 심층분석정보를 제공하고 있습니다. 이를 통해, 국가 과학 기술 확산은 물론 국제경쟁력을 극대화시키기 위해 노력하고 있습니 다.

차세대 성장동력 산업정보 분석사업의 일환으로 출간되는 본 보고 서는 Grid Computing 산업 발전에 다소 나마 기여를 할 것으로 기 대합니다. 그리드 컴퓨팅은 현재 학문적인 차원에서 벗어나 점차 하 나의 산업으로 성장하기 위한 준비가 진행되고 있습니다. 그리드 컴 퓨팅의 산업화는 여러 산업들에 파급효과가 매우 커서, 국가 산업 측면에서 중요성이 부각되고 있습니다.

본 보고서는 그리드 컴퓨팅에 대한 기술․시장의 분석, 이슈분석을 통해 체계적이고 심도 있는 분석정보를 제공하고자 하였습니다. 본 연구의 결과가 관련 과학기술정보를 국내에 확산시키고, 이와 아울러, 관련 산업의 국제경쟁력 증대에 작으나마 도움이 되었으면 합니다.

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분의 노고에 감사드리며, 수록된 내용은 한국과학기술정보연구원의 공식의견이 아님을 밝혀두고자 합니다.

2005. 11.

한국과학기술정보연구원 원장 조영화

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목 차

Ⅰ. 서 론 ··· 1

1. Grid Computing의 개념 ··· 1

2. 연구목적 및 필요성 ··· 3

3. 연구방법 ··· 4

Ⅱ. 선정 과정 ··· 5

1. 유망아이템 발굴/평가 프로세스 ··· 5

2. Grid Computing의 선정과정 ··· 14

Ⅲ. 산업 시장 분석 ··· 21

1. 개요 및 특성 ··· 21

2. 동향 및 전망 ··· 41

Ⅳ. 이슈 분석 ··· 53

V. 결 론 ··· 63

참고 문헌 ··· 67

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표 목차

<표 2-1> 정량-정성적 유망아이템 발굴 프로세스 ··· 12

<표 2-2> 유망성 평가지표별 평가기준 ··· 13

<표 2-3> 미래 유망사업 아이템 후보군의 도출 ··· 16

<표 2-4> 미래 유망사업 아이템의 선정 ··· 17

<표 2-5> 그리드 컴퓨팅의 평가내용 ··· 19

<표 3-1> 그리드의 구성 ··· 22

<표 3-2> 자원의 분류 ··· 29

<표 3-3> 구축 범위에 따른 그리드 분류 ··· 33

<표 3-4> WWW과 그리드의 비교 ··· 35

<표 3-5> 국가 프로젝트 홈페이지 ··· 41

그림 목차 <그림 2-1> 정성적 프로세스 개발 방법 ··· 8

<그림 2-2> 정성적 유망아이템 프로세스 ··· 9

<그림 2-3> 선정단계에서의 유망성 평가기준 ··· 10

<그림 3-1> 자원관점에 따른 그리드의 분류 ··· 30

<그림 3-2> 응용분야관점에 따른 분류 ··· 32

<그림 3-3> 구축 범위에 따른 그리드 분류 ··· 34

<그림 3-4> 개방형 표준의 발전 역사와 각 요소들 ··· 38

<그림 3-5> 웹 서비스와 그리드의 결합 : OGSA ··· 40

<그림 3-6> 세계 그리드 컴퓨팅 관련 지출 규모 ··· 52

<그림 4-1> 그리드 컴퓨팅 관련 비즈니스 종류 ··· 53

<그림 4-2> 그리드 기술 도입에 대한 장애요인 ··· 58

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Ⅰ. 서 론

1. 그리드 컴퓨팅의 개념

○ 그리드 컴퓨팅은 인터넷상에 연결된 수많은 컴퓨터를 가상의 단 일 컴퓨터로 만드는 개념이다 인터넷이 웹 서버에 연결된 수많 은 클라이언트들이 접속하여 정보를 가져가는 개념이었다면, 그 리드는 모든 컴퓨터들이 서로 연결되어 CPU, 저장공간, 데이터 등의 모든 가용 자원들을 공유하는 개념임.

- 이렇게 하면 적은 비용으로 거대한 슈퍼컴퓨터를 만들 수 있게 되며 그리드로 연결된 슈퍼 컴퓨터는 암이나 백혈병 연구 유전 자 분석 기상 예측 등 일반 슈퍼 컴퓨터로도 어려운 연산 작업 을 저렴한 비용으로 대체할 수 있음.

○ 그리드란 격자모양을 의미하며 그리드라는 용어는 미국 알콘 국 립연구소의 Ian Foster가 1998년에 “사회간접자본”이라고 정의된 그리드(Grid)를 처음 제안하여 사용되기 시작한 것으로 알려져 있음. 따라서 그리드는 컴퓨터류만 연결된 기존의 인터넷에 모 든 종류의 비컴퓨터류의 기계장치들을 인터넷상에 연결시켜 컴 퓨터와 더불어 활용하는 기술을 지칭함.

○ 그리드 기술이 보다 더 발전하여 일반화된다면 가정에서 전기나

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수도물을 사용하듯이 동영상이나 음악을 인터넷을 통해 이용하 는 콘텐츠 서비스가 더욱 큰 사업영역을 이루고, 네트워크 게임 이나 고속 컴퓨팅처리를 위해 필요한 컴퓨팅 파워를 인터넷에 연결된 슈퍼컴퓨터를 이용하여 해결할 수 있음. 또한 지진 발생 확률 정보나 기상예측 정보를 인터넷에 연결된 계측기들로부터 직접 얻을 수도 있을 것임. 즉 Grid Computing은 향후 전세계 적으로 거대한 관련 시장을 형성할 것으로 기대되는 미래유망 산업임.

○ 현재 Grid Computing 기술은 차세대 비즈니스 모델을 위한 핵심 인프라 기술로서 인식되어 각국에서 과학기술과 IT 분 야 모두 주목을 받으며 화려하게 부상하고 있음. 따라서 국 내에서도 그동안 다양한 연구를 진행하였고, 그 기술 수순 또한 오라클 그리드 지수가 4.38로 선진국과 크게 차이가 없어 충분한 그리드 컴퓨팅 도입 기반이 마련되어 있음. 즉 국내 산학연의 연구개발 성과에 따라 전세계 시장을 주도할 수 있는 여지가 충분함. 따라서 국내 산학연의 상용화 연구 지원을 위한 인적, 물적 인프라 확충이 요구됨.

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2. 분석 목적 및 필요성

○ 최근 산․학․연 등 각 분야에서 차세대 성장동력 산업에 대한 분석정보의 수요가 증가하고 있음.

○ 따라서 한국과학기술정보연구원(KISTI)에서는 차세대 성장 동력 산업으로 각광받고 있는 그리드 컴퓨팅 산업을 분석대상으로 선정하여, 이슈분석을 수행하였음.

○ 이를 통해 국가정책수립자에게는 국가연구개발 자원의 효율적 활용을 위한 기초분석자료로 제공하고, 기업 및 연구기관의 기 획 및 전략수립자들에게는, 기업의 사업계획 또는 R&D계획 수 립시 객관적이고, 충실한 정보를 제공하는 데 연구의 목적을 두었음.

○ 그리드는 단순히 텍스트 정보만 공유하는 인터넷을 뛰어넘어 훨씬 다양하고 세밀한 형태의 네트워킹이 가능하기 때문에 전 세계를 고객으로 만들 수 있는 엄청난 잠재력을 갖고 있어 그 리드 컴퓨팅 산업은 인터넷에 이어 새로운 활금알을 낳는 거위 가 될 것으로 전망됨.

○ 따라서 국제 경쟁력을 확보하고 전략적인 연구 개발을 추진하 기 위해서는 그리드 컴퓨팅 산업의 종합적인 추진 방향을 검토 할 필요가 있음.

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3. 연구 방법

○ 본 연구는 그리드 컴퓨팅 관련 자료를 중심으로 한 문헌연구와 관련 업계 전문가 의견을 반영하여 이루어졌음.

○ “II. 선정과정”에서는 미래 유망 사업 아이템으로서 그리드 컴 퓨팅이 선정된 경위에 대하여 기술하였음.

○ "III. 산업 시장 분석"에서는 한국과학기술정보연구원(KISTI) 보 유문헌 분석, 국내외 조사전문기관의 발표자료 분석, 전문가 자 문 및 업계실태조사 등의 방법을 통해 기술·산업·시장의 동향 을 파악하고 전망하였음.

○ "IV. 이슈 분석"에서는 그리드 컴퓨팅 분야를 대상으로, 전문가 자문 및 업계실태조사 등의 방법을 통해 상용화에 대한 이슈를 분석하였음.

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Ⅱ. 선정 과정

1. 유망아이템 발굴/평가 프로세스

가. 프로세스 설계의 배경

◦ 미래 유망 사업아이템(이하 아이템으로 칭함) 발굴 프로세스는 연 구기관별 채택하는 방법론에 따라 상이하게 나타나고 있지만, 기 본적으로 ① 환경분석(메가트렌드 분석), ② 유망 아이템 후보군 발굴, ③ 평가/우선순위결정으로 구성됨.

◦ 국내 주요 연구기관의 미래 유망아이템 발굴 방법론은 해외예측 기관의 발표자료를 종합하는 방법 또는 전문가 위원회의 구성을 통한 정성적 접근방법 등이 매우 중요시되고 있음.

- 해외의 경우는, 전문가 위원회의 활용이 매우 체계적인 것으로 파악되지만, 정성적 접근이 중요시되는 점은 국내의 경우와 크게 다르지 않음.

◦ 이러한 정성적인 전문가 위원회의 활용은 각종 의사결정에 있어 서 장점이 많은 방법이지만 절차의 복잡성과 과도한 시간 및 비

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용 소요, 소수 전문가의 과도한 영향력 발휘에 의한 왜곡 등의 단점이 있음.

◦ 따라서 최근에는 전형적인 전문가 위원회 구성 방식 이외에 설문 통계분석, 기술연관분석(고병열, 2003), KDD(Knowledge discovery in database)/KM(Knowledge Mapping), Bibliometrics 등 보다 정 량적이고 객관적인 방법이 주요 의사결정 시스템에 많이 도입되고 있음.

- 이중에서 최근 주목받고 있는 방법은 방대한 과학기술정보를 수 록한 과학기술 DB 데이터를 대상으로, Bibliometrics, Text mining, Mapping기법을 활용하여 보다 객관적인 사실을 도출하 고자 하는 KDD방법임(Porter, 2004; 윤문섭, 2004, Yoon, 2005;

윤병운, 2005; NISTEP, 2003).

◦ 그러나, “미래 유망아이템”의 경우, 다양한 사회현상과 밀접하게 연관되어 있기 때문에 시스템화된 정량적 발굴 프로세스를 100% 적용하기란 사실상 어려운 점이 있음.

- 따라서, 효과적으로 미래유망 아이템을 발굴하기 위해서는 정성 적 프로세스(주지한 바와 같은 단점이 존재하지만) 및 정량적 프 로세스와 병행하여 사용할 필요가 있음.

◦ 이에 따라, 본 보고서에서는 유망아이템 발굴에 대한 정성적 프

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로세스와 정량적 프로세스를 모두 적용하였음.

◦ 한편, KDD/KM 등의 활용을 통한 정량적 프로세스의 적용은 기 술분석 및 기술기획 관련 정책제언에 주로 적용되어 왔으나, 유 망아이템 발굴과 같은 산업/시장분석1) 측면으로의 활용은 현재 까지 전무함.

- 따라서, 본 보고서에서의 정량적 프로세스는 이에 대한 최초의 시도로 볼 수 있음.

◦ 종합하면, 본 보고서에서 개발한 미래유망 아이템 발굴 프로세스 는 정성적 프로세스 및 정량-정성적 프로세스로 나뉘어짐.

- 정성적 프로세스를 통하여 IT 및 관련 산업분야 15대 유망아이 템을 발굴하였고, 정량-정성적 프로세스를 통하여 화학-금속-바이 오 산업분야 15대 유망아이템을 발굴하였음.

나. 정성적 프로세스

◦ 정성적 프로세스는 미래 유망사업의 선정과 관련한 국내외 각종

1) 예를 들어, 산업구조분석, 시장수요예측, 시장기회/위협요인 분석, 메가트렌 드 분석 등이 해당되며 “유망아이템의 발굴”은 이러한 다양한 산업/시장분 석 방법론이 종합된 형태로 볼 수 있음.

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기관 및 컨설팅사의 방법론을 분석․비교하여 장단점을 파악한 후, 통합 프로세스를 고안하는 형식으로 개발하였음(<그림 2-1>).

<그림 2-1> 정성적 프로세스 개발 방법

미래유망사업 발굴프로세스

기존문헌연구 IT 산업의

15대유망사업

• 기존연구

• 기업사례

• 인터뷰

발굴 사례 분석 주요 방법론의 장ㆍ단점 비교

• 미래예측 방법론

• 사업성 분석 방법론

• 산업분석 방법론

• 각종 평가기법

모델의 실제적용

• 유망사업 후보군의 도출 프로세스

• 사업아이템의 평가 프로세스

• 미래 유망 아이템의 선정 프로세스

◦ 개발된 프로세스를 IT 및 관련산업에 적용하여 15대 미래유망사 업 아이템을 도출하였음.

◦ 문헌고찰, 사례연구, 전문가 브레인스토밍, 과거 시장자료 DB 분 석 등의 연구방법을 주로 사용하였음.

◦ 정성적 유망아이템 발굴 프로세스는 1) 선정준비, 2) 후보발굴, 3) 평가․선정의 3 단계에 걸쳐 총 10개의 세부모듈로 구성됨.2)

2) 한국과학기술정보연구원과 삼성경제연구소가 공동으로 개발하였음.

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<그림 2-2> 정성적 유망아이템 프로세스

1단계:

선정준비 ① 미래환경

전망

② 환경변화의 주요Driver 도출

③ 유망사업 선정을 위한 키워드 도출

⑤ 미래 시나리오 작성(Optional)

④ 요구기능ㆍ 니즈의 도출

⑦ 유망사업 후보군 도출

⑥ 미래 사업ㆍ기술 풀(pool) 2단계:

후보群 도출

⑨ 유망사업 후보 평가

⑧ 평가항목별 가중치 설정

⑩ 유망사업 선정 3단계:

평가ㆍ선정

유망사업의 선정목적ㆍ전략

유망사업의 평가항목

유망사업의

선정목적ㆍ전략 1stScreening

2ndScreening

- 선정준비 단계 : 미래환경전망, 환경변화의 주요 動因 도출, 유 망사업 선정을 위한 키워드 도출

- 후보발굴 단계 : 미래 시나리오 작성, 요구기능니즈 도출, 대상 산업의 미래 사업기술목록 작성, 유망사업 후보군 도출

- 평가선정 단계 : 평가항목별 가중치 설정, 후보사업 평가, 유 망사업 선정.

◦ 선정단계에서 유망성 평가기준은 매력도(시장규모 및 산업발전단계), 영향력(신사업 창출 가능성, 사업응용 범위), 실현가능성(국내 기술 수준, 투자수준, 기타 제약요인)으로 설정하였음(<그림 2-3> 참조).

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<그림 2-3> 선정단계에서의 유망성 평가기준

평가기준 평가항목

매력도

영향력

실현가능성

시장규모 산업 발전단계

혁신성 응용범위 기술적 실현가능성

투자수준 기타 제약요인

• 목표 년도의 시장규모

• 도입전기 – 도입후기 – 성장 – 성숙 - 쇠퇴

• 신산업 창출 – 기존산업의 재편 – 기존산업의 경쟁력 강화

• 응용가능 시장의 수

• 목표 년도의 상업화 기술수준 달성가능성

• 예상 총 투자 수준

• 기타 특수한 제약요인 존재 여부

다. 정량-정성적 프로세스

◦ 동 프로세스의 개발은, 상용화에 근접한 기술을 파악할 수 있는 특허 DB에 미래 유망아이템의 후보군이 존재한다는 기본 개념에 서 출발함.

- 대상 특허 DB는 미국특허이며, 이 중 IPC C 코드로 한정하였음.

즉, 산업분야로 볼 경우, 화학, 금속, 바이오 산업의 영역으로 볼 수 있음.

◦ 특허는 IPC라는 기술분류 체계를 따르고 있기 때문에, 이를 산업

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/제품 분류 체계와 연관 지을 경우 매우 유용한 결과를 도출할 수 있음.

- 즉, 최근 들어 급격히 부상하고 있는 특허 분류코드 및 키워드들 을 파악하고 이들을 산업/제품 분류체계에 대응시킬 경우 미래 유망아이템 후보군을 도출할 수 있고, 해당 기술/산업 분야의 메 가트렌드를 파악할 수 있게 된다는 의미임.

- 이는, “현 시점에서 기술혁신 활동이 활발한 기술분야와 연관된 산업/제품이 미래 유망산업/제품이 될 가능성이 높다”3)는 의미 와 상통함.

- 이상과 같이 후보군이 도출되면 간단한 평가지표를 사용하여 우 선순위를 결정하였음.

◦ 이상의 기본 개념을 바탕으로 <표 2-1>과 같이 유망아이템 발굴 프로세스를 설계하였음4).

- 기술-산업 연계구조 및 특허 키워드 분석 등 KDD/KM 측면의 접근을 시도한 것을 특징으로 함.

3) 가능성이 높다는 측면에서 유망아이템 후보군이라는 표현을 사용하였으며, 이후의 선정 단계에서 유망아이템을 최종 발굴한다.

4) 고병열, 노현숙, “기술-산업 연계구조 및 특허 분석을 통한 미래유망 아 이템 발굴,” 기술혁신학회지, 8(2), 2005, 863-887.

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<표 2-1> 정량-정성적 유망아이템 발굴 프로세스

단계 내용 방법론

① 분석대상

선정

최근 10년간 출원빈도가 급증하는 IPC 분류코드 (부상코드)와 정체되어 있는 분류코드(정체코드)의 선정

․특허추세분석

정 량 적

② 메가트렌드

분석

부상코드와 정체코드의 IOM/SOU 분석을 통하여 기술혁신 추세변화가 산업에 미치는 영향을 분석

․IOM/SOU* 분석 (기술-산업연계구조 분석)

③ 유망아이템

후보군 도출

부상코드 내에서, 1990년 대비 2000년에 새로이 출현한 키워드(부상키워드) 및 이들간의 동시발생분석 분석결과를 대상으로 하여 산업적으로 의미있는 아이템화하여 도출

․키워드 분석

․키워드 동시발생분석

④ 유망아이템

선정

유망아이템 후보군을 대상으로 메가트렌드 부합도, 시장규모, 시장성숙단계, 기술의 혁신성 등의 평가지표를 사용하여 스크리닝

․주요 평가지표를 사용한 평점모형

정 성 적

주* : 캐나다 지적재산권 관리국에서는 1972년부터 1995년까지 출원된 30만건 이상의 특허에 대해서 각 기술의 IPC 분류 코드를 해당 기술이 개발된 산업(Industry of Manufacture : IOM)과 그 기술이 활용되어지는 산업 (Sector of Use : SOU)으로 분류하였음. Yale 대학에서는 이를 차용하여 IPC 분류 코드가 특정 IOM-SOU 조합으로 분류될 확률을 계산하였고, IPC 분류에 따른 특허자료를 연관된 IOU-SOU 행렬로 변환하는 공정을 최종 완성하였음(Johnson, 2002).

자료: 고병열, 노현숙, “기술-산업 연계구조 및 특허 분석을 통한 미래유망 아이템 발굴,” 기술혁신학회지, 8(2), 2005, p.873.

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◦ 발굴된 유망아이템 후보군으로부터 평가과정을 거쳐서 최종적으 로 유망아이템의 우선순위를 결정하는 과정(④)은, 아이템의 매력 도 및 영향력 등을 객관적으로 가늠할 수 있는 평가 지표를 도출 한 후 이에 따라 후보아이템별로 평점을 부여하고 합산하는, 평 점모형 방식으로 수행하였음.

- 이 단계에서는 DB의 정량적 활용이 어려워 기존의 모형(김은선 외, 2004; 삼성경제연구소, 2005)을 간략한 형태로 적용하였음(<

표 2-2>).

<표 2-2> 유망성 평가지표별 평가기준

평가지표

평가 기준

5점 4점 3점 2점 1점 0점

세계 시장규모

(단위: 억달러) 300 이상 100 ~

299 10 ~ 99 1 ~ 9 1 미만

발전단계 성장기 도입후기 도입전기

성숙기 현시점이 쇠퇴기 도입기인

경우

현시점이 성장기인

경우

혁신성5) Radical (신산업창출)

Disruptive (기존산업 재편)

Sustaining (기존산업의 경쟁력강화)

메가트랜드 부합도

B2C화 부합 비부합

바이오화 부합 비부합

서비스화 부합 비부합

5) 기술의 혁신성이 높을수록 미래의 신산업 창출로 연결가능성이 높을 것으로 판단하여 높은 점수를 부여

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2. 그리드 컴퓨팅의 선정과정

◦ 그리드 컴퓨팅은 IT 및 관련 산업에 속하는 아이템으로서, 앞서 제시된 프로세스 중 정성적 프로세스를 통하여 발굴되었음.

가. 유망아이템 후보군의 도출

1) IT 산업의 미래사업ㆍ기술 리스트

◦ 국가과학기술지도 및 중ㆍ장기 과학기술예측 자료를 IT 산업의 미래사업ㆍ기술 리스트로 활용함.

- 국가과학기술지도(과학기술부, 2002)의 “정보-지식-기능화 사회구 현” 비전에 따른 IT 관련 부문의 미래기술ㆍ사업을 기본 목록으 로 사용. 국가과학기술지도의 IT관련 세부기술은 총 214개임.

- 국가과학기술지도의 목표 년도가 2012년으로 본 보고서의 목표 년도인 2015년과 비교적 근거리이므로 큰 차이는 나지 않을 것 으로 판단하여 이를 후보군에 포함하였음.

- 최근 발표된 『제3회 국가과학기술예측』의 정보ㆍ지식 분야의 중ㆍ장기 미래기술 목록 중 국가과학기술지도와 중복되지 않는 기술들을 포함(과학기술부, 2005). 이 중 실현 예측시기가 2015년 경 이내인 70개 기술들만 대상에 포함하였음.

- 일본 문부과학성이 실시한 제7회 기술예측보고서의 「정보ㆍ통 신」 및 「일렉트로닉스」 분야 중 국가과학기술지도 및 제 3회

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국가과학기술예측과 중복되지 않는 기술을 포함(일본문부과학성, 2002). 이 중 실현 예측시기가 2015년 경 이내인 107개 기술들만 대상에 포함하였음.

2) 환경분석을 통한 유망아이템 후보군 도출

◦ 2015년의 유비퀴터스 환경에 필요한 요구기능ㆍ니즈 및 제약요인 을 기준으로 IT 산업의 미래사업ㆍ기술 리스트로부터 유망사업 후보군을 도출하였음.

- 요구기능ㆍ니즈로부터 내용상 중복되는 것을 제외하고 총 8가지 의 선별기준을 정함.

< 유비퀴터스 미래의 핵심 니즈ㆍ기능 >

① 실시간ㆍ대용량 통신 네트워크 ② 대용량 컴퓨팅 ③ 정보 보안 ④ 실시간 위치확인 ⑤ 원격ㆍ상시 건강상태 확인ㆍ진료 ⑥ 소형화ㆍ휴대성 ⑦ 주택용ㆍ차량용 각종 기기의 지능화

⑧ 기타 유비퀴터스 활용 서비스ㆍ솔루션

◦ 상기 8가지의 니즈를 기준으로 미래사업ㆍ기술의 관련성 여부를 평가하여 총 22가지의 유비퀴터스 관련 유망기술 후보군을 <표 2-3> 과 같이 도출하였음.

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<표 2-3> 미래 유망사업 아이템 후보군의 도출

기능 미래사업ㆍ기술 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧

표시 Flexible 디스플레이 ○

전자종이 ○

저장 차세대 메모리 ○ ○

통신 4G 이동통신 ○ ○

UWB(Ultra Wideband) ○ ○ ○

프로세싱 SoC ○ ○ ○

Grid 컴퓨팅 ○

전원 2차전지 ○ ○

마이크로 연료전지 ○

감지 바이오센서 ○

컨텐츠

가상현실 시스템 ○

전자화폐ㆍ금융 시스템 ○

오감형 미디어 콘텐츠 ○

S/W Agent ○

광ㆍ양자 암호 ○

응용

착용형컴퓨터 ○

Telematics ○

U헬스 ○

가정용 서비스로봇 ○ ○

biometrics ○

Interactive TV ○

RFID ○ ○

주 : 1) 표의 번호는 본문 박스 내에 있는 8가지 미래의 핵심니즈ㆍ기능의 번 호임.

2) 상기 표에서 미래사업ㆍ기술 별로 8가지 핵심 니즈ㆍ기능를 실현하는 것과 관련이 있는 항목에 O 표시를 함

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나. 그리드 컴퓨팅의 유망성 평가

◦ 이러한, 22개 유비퀴터스 관련 후보 사업ㆍ기술에 대해 기존 자료 및 연구진의 토의를 통해 평가항목별로 평점을 부여(<표 2-4>)하 였음.

<표 2-4> 미래 유망사업 아이템의 선정 유망아이템

후보군 총점 시장

규모

발전

단계 혁신성 응용

범위

가중치 1.00 0.1 0.2 0.2 0.2

Telematics 4.60 5 5 5 5

RFID 4.40 3 5 5 5

SoC 4.30 5 5 3 5

Flexible 디스플레이 4.20 2 4 5 5

마이크로 연료전지 4.20 3 5 3 5

바이오센서 4.20 3 3 5 5

S/W Agent 4.20 3 5 3 5

4G 이동통신 4.10 5 5 4 5

U헬스 4.10 5 3 5 5

차세대 메모리 4.00 4 5 2 5

Grid 컴퓨팅 3.80 3 5 4 2

오감형 미디어 콘텐츠 3.70 4 4 3 5

가정용서비스로봇 3.70 5 4 5 4

가상현실 시스템 3.60 2 3 3 5

Interactive TV 3.60 5 5 2 2

전자종이 3.20 2 4 4 2

2차전지 3.10 4 1 1 5

착용형컴퓨터 3.00 3 3 3 3

biometrics 3.00 5 5 2 1

UWB(Ultra Wideband) 2.70 2 4 2 3

전자화폐, 금융시스템 2.60 5 1 1 1

광․양자 암호 2.30 1 3 4 1

(계속)

(23)

유망아이템 후보군

기술실현 가능성

투자 요인

제약

요인 제약요인 내용

가중치 0.2 0.1

Telematics 5 1

RFID 5 4 -0.3 개인정보유출

SoC 5 2

Flexible 디스플레이 5 2

마이크로 연료전지 5 3

바이오센서 5 3

S/W Agent 4 5

4G 이동통신 5 1 -0.3 정책, 시장의 불확실성

U헬스 5 3 -0.3 법률, 제도 정비 필요

차세대 메모리 5 2

Grid 컴퓨팅 4 5

오감형 미디어 콘텐츠 2 5

가정용서비스로봇 3 3 -0.3 안정성 문제

가상현실 시스템 4 4

Interactive TV 5 3

전자종이 4 2

2차전지 5 3

착용형컴퓨터 3 3

biometrics 4 4 -0.3 윤리적 문제

UWB(Ultra Wideband) 3 4 -0.3 정책 불확실성

전자화폐, 금융시스템 5 5

광촵양자 암호 1 4

◦ 이 중, 그리드 컴퓨팅은 다음과 같이 평점을 부여받아 2015년 유 망아이템으로 선정(<표 2-5>)되었음.

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<표 2-5> 그리드 컴퓨팅

평가항목 평점 가중치 가중평점 평가내용

시장규모 3 0.1 0.3 2010년 세계시장 약 192억 달러

발전단계 5 0.2 1.0 2015년 성장기에 진입

혁신성 4 0.2 0.8 Disruptive technology, 기존산업 재편

응용범위 2 0.2 0.4 다양한 응용시장 창출

기술실현가능성 4 0.2 0.8 오라클 그리드 지수가 4.38로 선진국 과 비슷한 기술수준

투자요인 5 0.1 0.5 적정수준의 투자규모

제약요인 -

합계 3.8

(25)

III. 산업 시장 분석

1. 그리드 개요 및 특성 가. 개 요

○ 그리드란 용어는 1998년 Ian Foster와 Carl Kesselman이 공동 저술한 'The Grid : Blueprint for a New Computing Infrastructure'에서 처음으로 사용되었으며 이후 지역적으로 분 산된 이 기종 컴퓨터들을 네트워크로 사용하는 기술로서 사용 되고 있음.

- 흔히 그리드와 그리드 컴퓨팅은 구별 없이 같은 의미로 사용되 는데 사실 그리드와 그리드 컴퓨팅은 의미나 범위 면에서 다른 정의를 가짐.

- 그리드 컴퓨팅은 그리드를 구현하기 위한 기술로서 분산컴퓨팅 에서부터 발전한 여러 기술들의 집합을 의미하는 것이고, 그리 드란 이러한 그리드 컴퓨팅 기술을 사용하여 다양한 자원, 미 들웨어 소프트웨어, 응용 소프트웨어들을 공유 및 통합하는 환 경을 의미함.

1) 그리드 (Grid)

○ 정의 : 그리드(Grid)란 적은 비용으로 효율적이고 안정적인 방 식으로 여러 기관의 다양한 자원의 공유 및 통합을 의미함. 이

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것은 분산된 각 기관의 자원들에서부터 미들웨어 소프트웨어인 인프라와 서비스 또한 이러한 인프라와 서비스를 이용하는 사 용자까지 통틀어서 포함하는 개념임. 이러한 개념적 정의의 대 표적 사례로 가상기관(Virtual Organization)을 들 수 있음.

○ 구성 : 그리드는 크게 자원, 미들웨어 소프트웨어, 응용 소프트 웨어의 3계층으로 나눌 수 있으며, 이는 각각의 서비스, 인프 라, 사용자라는 실행요소를 가짐. 이와 같은 구성 요소를 표로 나타내면 <표 3-1>과 같음.

<표 3-1> 그리드의 구성

구성 요소 실행 요소

자원 그리드 서비스

미들웨어 소프트웨어 그리드 인프라

응용 소프트웨어 그리드 사용자

i) 자원과 그리드 서비스 : 기본적인 그리드의 구성 요소로서 자원을 들 수 있으며 여기에는 주로 컴퓨팅 자원이 속함.

컴퓨팅 자원들을 구성하여 그리드 자원을 구축하고 이를 기반으로 그리드 서비스를 사용자에게 제공할 수 있음.

ii) 미들웨어 소프트웨어와 그리드 인프라 : 그리드 자원과 사 용자의 응용 소프트웨어를 연결하는 매개체로서 미들웨어 소 프트웨어가 존재함. 이러한 미들웨어 소프트웨어들이 모여서 하나의 그리드 인프라를 구축하며 이러한 그리드 인프라를 통 하여 사용자에게 그리드 서비스가 제공됨.

(27)

iii) 응용 및 그리드 사용자 : 응용 소프트웨어는 기존에 사용 하든 것일 수도 있고 새로운 소프트웨어일 수도 있음. 하지만 안정성과 편이성의 문제로 보통은 기존의 응용 소프트웨어를 그대로 사용하는 경우가 많으며 사용자는 이러한 응용 소프트 웨어를 통해서 그리드 인프라를 이해하지 않고도 그리드 인프 라를 자유롭게 이용할 수 있음.

2) 그리드 컴퓨팅 (Grid Computing)

○ 정의 : 그리드 컴퓨팅(Grid Computing)은 그리드를 구현하기 위한 기술을 지칭하는 용어로서 소프트웨어와 표준안을 포함 함. 이는 다양한 분산컴퓨팅 기술의 집합(Toolbox)이라고 볼 수 있음. 또한 하나의 시스템이 아니라 다양한 시스템들의 집합을 의미하며 대상 응용 또는 목적에 따라서 선택적으로 적용됨.

○ 분산컴퓨팅과 웹 서비스 : 그리드 컴퓨팅은 분산컴퓨팅 기술의 집합이며 최근에는 웹 서비스와 통합해서 발전하는 추세임.

- 그리드와 웹 서비스는 전혀 다른 분야에서 출발한 분산 컴퓨팅 기술이지만, 유사한 구조를 가지고 있으며 발전하는 과정에서 서로 겹쳐지는 부분이 많아지고 있음.

- 한 예로 보안 분야에서도 웹 서비스와 그리드 컴퓨팅 모두에서 단일 인증(Single Sign-on)을 사용하는 것을 볼 수 있음. 그리드 컴퓨팅으로 발전하고 있는 기존의 분산 컴퓨팅은 웹 서비스와 접목하여 다양한 가능성을 실험하고 있으며 구조상 이후의 웹 서비스와의 접목은 필수적으로 여겨지고 있음. 웹 서비스 또한

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이러한 기반 위에서 다양하게 발전할 수 있으며 각 단계에서 여러 형태로 존재하게 될 것임.

○ 그리드 표준 : 현재, 그리드 기술 표준화는 GGF6)가 추진하고 있음. GGF는 1999년 미국을 중심으로 시작한 그리드포럼에 유 럽 아시아의 많은 나라들이 참여하여 2000년 11월에 조직된 유 일한 그리드 관련 국제 표준화 단체임.

- GGF에는 Application, Programming Model and Environments 과 Architecture, Data, Security, Information Systems and Performance, Peer-to-Peer, Scheduling Resource Management 의 7개 영역으로 구성되어 있고, 영역마다 워킹 그룹(Working Group: WG)과 리서치그룹(Research Group: RG)이 표준화 활 동을 주도하고 있음.

- WG은 특정의 기술에 초점을 맞춘 명세 사양서(specification), 가이드라인, 추진사항에 대한 문서화된 자료의 제공을 목표로 함. RG는 권고하기에는 시기적으로 빠른 주제에 대하여 장기적 인 논의를 진행함. 매년 3회 정도의 회합을 개최하고 있으며, 2005년 3월에 제13회째의 GGF137)이 서울에서 개최되기도 하 였음. GGF는 표준화 활동의 진행과 소프트웨어 개발에 대한 개별적 프로젝트를 추진하고 있음.

i) OGSA (Open Grid Service Architecture) : 2002년 2월 캐나 다 토론토에서 열린 글로벌 그리드 포럼(Global Grid Forum)

6) Global Grid Forum. http://www.ggf.org 7) http://www.gridforumkorea.org/ggf13/

(29)

에서 인터넷상에서 애플리케이션 및 컴퓨팅 자원을 공유할 수 있는 통합된 개념의 OGSA(Open Grid Service Architecture) 아키텍처가 공개되었음. OGSA는 애플리케이션의 공유를 위 한 웹 서비스 표준과 인프라 자원의 공유를 위한 그리드 기술 이 상호 결합하여 나타난 기술 개념이자 동시에 개방형 통합 표준임. 기존 Globus 그리드 미들웨어의 장점에다가 웹 서비 스의 주요 요소인 XML, WSDL, SOAP, UDDI 등의 표준을 통합하여 그리드 서비스의 개념을 확장하였음. 여기서 서비스 라는 것은 네트워크에서 특정한 기능을 수행하는 개체(entity) 를 의미함. 굳이 객체(object)라는 용어를 사용하지 않고 서비 스라는 용어를 사용한 것은 지금까지의 객체 관련 프로토콜이 시스템에 부하를 너무 많이 야기 시켰다는 이유임. 그런 점에 서 웹 서비스는 기존의 분산 컴퓨팅을 위한 표준들인 DCE, CORBA, Java RMI 등과는 차별화되는 새로운 컴퓨팅 패러다 임임. 현재 업계에서 널리 수용되는 웹 서비스 표준을 그리드 프로토콜과 결합을 시킴으로써, OGSA는 향후 업계의 주도적 인 표준으로 자리 잡게 될 것임. 그러므로 OGSA 기반의 그 리드 표준이 본격적으로 적용되게 되면 개방형 표준에 기반 한 진정한 의미의 분산 협업 컴퓨팅 환경이 구현될 수 있음.

OGSA에 기반 한 구체적 명세 사양서는 OGSI(Open Grid Service Infrastructure)임.

ii) WSRF (Web Service Resource Framework) : 2004년 1월 Globus World 2004에서 WSRF(Web Services Resource Framework)가 발표되면서 그리드와 웹 서비스의 통합 아키텍 처인 OGSA는 WSRF를 통해 차세대 그리드 표준 아키텍처로

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다시 거듭나게 됨. OGSI는 W3C의 WSDL을 기반으로 만들어 진 웹 서비스의 확장된 형태이기 때문에 그리드와 웹 서비스 는 OGSA 탄생 이후로 급격히 융화되기 시작하였음. 그러던 것이 결국 OGSI를 WSRF 형태로 재구성(refactoring)하여 웹 서비스 스펙에 좀 더 가깝게 바꿈으로써 OGSA 구조는 곧바 로 웹 서비스 위에 자연스럽게 통합됨. 이로 인하여 기업 환 경에서 그리드 컴퓨팅의 적용을 앞당길 수 있게 되었음.

OGSA는 WSRF와 결합되어 더욱 발전하게 될 것임. 개념에 있어서 WSRF가 좀 더 웹 서비스를 사용하기 쉽게 만들었으 며 기존의 OGSI를 크게 바꾸지는 않을 것임. WSRF는 현재 GGF의 OGSI 워킹 그룹에 의해 초안이 만들어진 상태이고 OASIS(Organization for the Advancement of Structured Information Standards)를 통해 표준화가 추진 중임. 이러한 노력과 관련해 글로벌 얼라이언스에서는 WSRF에 기초한 Globus Toolkit 4.0 버전이 발표되었음.

iii) SOA (Service Oriented Architecture) : SOA(Service Oriented Architecture)는 지금까지 통합 컴퓨터 시스템을 만 들기 위해 소위 아키텍처라는 것을 만들어 가면서 혁신적인 개념으로 생각했던 객체지향적 방법론(Object Oriented)에서 컴포넌트 중심적 방법론(Component Based Development)과 모델 기반의 접근 방법론(Model Driven Architecture)의 연장 선상에 있는 가장 포괄적이고도 현실적인 서비스 설계 개념으 로 인식되고 있음. IT 차원의 통합(Integration)이란 일반적으 로 프로그램과 프로그램의 통합, 기계와 기계의 통합을 의미 하지만 좀 더 근원적인 것은 IT에 의한 비즈니스끼리의 통합

(31)

을 의미함. 이처럼 비즈니스의 통합을 위해 중간 매개체로 인 터넷이라는 테크놀로지를 사용하려는 발상이 바로 웹 서비스 임. 웹 서비스가 지닌 가장 큰 특징은 Service 개념에 충실하 다는 것임. 웹 서비스는 SOA(Service Oriented Architecture) 라고 통칭되는 개념 아키텍처에 충실한 대표 선수로 볼 수 있 음. 웹 서비스 이전에도 비즈니스 로직을 컴포넌트화 하여 이 것을 서비스로 보고자 하는 DCOM, EJB, CORBA와 같은 개 념도 있었지만 이들은 웹 서비스를 이용한 SOA와 명확한 차 이가 있음. DCOM, EJB, CORBA 같은 개념들은 오히려 컴포 넌트 중심적인 방법론에 가깝다고 할 수 있음. 왜냐하면 이들 은 자신이 가지는 프레임워크 내부에서 비즈니스 로직을 어떻 게 잘 모듈화 해서 최대의 효율성을 가지게 하는가에 주안점 을 두고 있기 때문임. 하지만 웹 서비스를 이용한 SOA는 이 들과 근본적인 차이점을 가지고 있음. 시스템을 누구나 이용 가능한 서비스로 간주하고 연동과 통합을 전제로 아키텍처를 만든다는 것임. 즉, 시스템을 개발하면서 처음부터 불특정 다 수의 외부 시스템 혹은 고객과의 연동을 고려하여야 함. 여기 서 불특정 다수라는 것이 큰 의미를 가지는데, 이는 어떠한 플랫폼에 있는 사용자가 요청을 하더라도 문제없이 처리할 수 있도록 하여야 함. SOA가 주목을 받고 있는 또 다른 이유는 최근 컴퓨팅의 큰 변화인 유틸리티 컴퓨팅 서비스와 온 디맨 드 컴퓨팅 서비스 환경으로 가기 위한 중요한 징검다리가 되 기 때문임. 유틸리티 컴퓨팅은 솔루션이나 시스템을 소비자가 예전처럼 구매하지 않고 기존에 구축된 내용을 이용한 만큼만 비용을 내게 한다는 개념임. 따라서 손쉽게 사용할 컴퓨팅 자 원을 선택하고 교체하려면 이들이 SOA기반 하에 구축이 되어

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야 함. 서비스 지향 아키텍처(SOA)는 소프트웨어 분야의 최신 경향 중 하나임. 여기에서 기억해야 할 점은 그리드 컴퓨팅이 나 웹 서비스 표준 기술이 향후 SOA기반으로 발전하면서 더 욱 통합 추세가 촉진되게 될 것이며, IT의 기반 아키텍처로 자리 잡게 될 것임.

나. 그리드 분류

○ 그리드는 보는 관점에 따라서 여러 가지로 분류할 수 있음. 활 용형태에 따라 여러 가지 개념으로 구분할 수 있고, 그리드를 이용하는 수준 또는 그리드가 적용된 범위 또는 구축범위에 따 라 여러 가지 다른 종류로 구분할 수도 있음.

1) 자원관점에 따른 분류

○ 그리드를 구성하는 자원 요소는 속성상 크게 Hard, Soft, Intelligent로 나눌 수 있음(<표 3-2> 참조).

- Hard 유형의 자원은 물리적 장비를 나타내는 것으로 연산을 담당하는 CPU와 저장을 담당하는 Storage, 특정 장비를 나타내 는 Instrument로 분류할 수 있음. Soft 유형의 자원은 이름 그 대로 특정 분야에서 사용하는 소프트웨어(domain-specific software)와 여기서 사용하는 데이터(data), 두 가지로 분류가 가능함. Intelligent 유형의 자원은 존재하는 정보로부터 도출되 는 지식을 의미하는 것으로 시스템을 사용하는 전문가(Expert) 와 이에 관련된 지식(Knowledge, Inference)로 나눔.

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<표 3-2> 자원의 분류

Hard CPU

Storage Instrument

Soft Domain-specific Software Data

Intelligent Experts

Knowledge(Inference)

○ 자원을 기준으로 그리드를 분류할 수 있음(<그림 3-1> 참조).

- Computational Grids는 단일 워크스테이션에서는 수행하기 힘 든 복잡한 계산을 수행하기 위하여 분산된 컴퓨터를 연결하여 한 대의 고성능 컴퓨터처럼 사용할 수 있게 하는 그리드임.

Computational Grids는 Hardware의 CPU와 Software의 Domain-specific Software 요소를 주로 사용함.

- Data Grids는 결과 파일이나 관련 파일들과 같은 대용량의 정 보를 저장하기 위하여 장비, 데이터베이스 및 고성능 컴퓨터를 사용자 중심으로 연결하는 그리드임. 이를 위하여 자원의 할당 과 검색이 자동으로 이루어지며, 단순한 형태의 데이터 쿼리를 수행함.

- 자원요소에서는 Hardware의 Storage와 Software의 Data가 중 점적인 요소로 작용함. TeleScience Grids는 이름 그대로 연구 를 위하여 원거리에 있는 과학 장비를 사용하기 위한 그리드 임. 복잡한 계산을 위한 장비는 가격이나 운영 면에서 많은 연 구실이 갖추고 있기 힘들기 때문에 특정 장소에 위치한 장비를

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원격에서 이용할 수 있는 환경이 필요함. 이는 Hardware의 Instrument가 가장 부각됨.

- Collaboration Grids는 사용자들 간의 협업을 위해 구성된 그리 드로 Intelligent의 Experts, 즉 전문가들의 상호 의사소통과 정 보 공유 및 통합을 담당하게 됨.

- Knowledge Grids는 정보 그리드에서 한 단계 발전한 형태로서, 수집된 정보를 조합하여 가치 있는 지식을 창출하는 역할을 하 는 그리드임. Knowledge Grids는 Intelligent의 Knowledge를 중심으로 Software의 특정 소프트웨어와 이에 대한 data들이 주요 요소가 됨.

<그림 3-1> 자원관점에 따른 그리드의 분류

(35)

2) 응용분야관점에 따른 분류

○ 앞서 분류된 그리드들은 <그림 3-2>와 같이 다시 응용분야 혹은 서비스 관점에서 다시 분류될 수 있음. 이것은 Computational Grids나 Data Grids와 같은 그리드들이 어떠한 목적으로 어느 분야에 어떻게 쓰이는 가에 초점을 맞춘 분류임.

- 현재의 가장 활성화된 IT기반 응용분야로는 크게 e-Science, e-Government, e-Business, e-Engineering, e-Health를 들 수 있음.

- e-Science는 그리드 인프라 기반에서 시행되는 과학분야의 한 형태로서 Bio Grid, Astro Grid 등과 같이 각 분야에 맞도록 그리드 인프라가 설계되고 있음. 과학의 발전에 따라 관련된 정보 또한 많아지게 되고 점차 복잡한 문제를 다루게 되면서 많은 컴퓨팅 파워를 필요로 하게됨. 이러한 연산과 결과 저장 을 위하여 Computational Grids와 Data Grids는 e-Science에서 중심적 역할을 하게 됨. 또한 다루는 문제가 복잡해짐에 따라 더 크고 세밀한 과학 기기들을 필요로 하게 되는데 이러한 과 학기기를 모두가 가지고 있는 것은 불가능하므로 TeleScience Grids가 필요하게 됨. 또한 과학자들 간의 정보 공유와 교류는 매우 중요한 위치를 차지함. 따라서 이를 목적으로 Collaboration Grids와 Knowledge Grids도 필수적인 그리드로 부각되고 있음.

- e-Government는 정부의 공공분야에서 사용되는 그리드임. 정부 차원의 작업을 위해 수많은 양의 데이터가 필요하고 이들을 다 루기 위해 그에 맞는 컴퓨팅 파워가 필요함.

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- e-Business는 그리드를 활용한 산업화로서 다양한 기업체들이 참여하고 있으며 그리드는 다른 산업의 기반 산업으로서 기업 체들의 정보관리와 통합 등을 도와 생산성 향상에 도움을 주게 될 것으로 기대함. 비즈니스에서도 중요한 것은 정보이므로 Knowledge Grids를 필요로 함.

- e-Engineering은 e-Design이나 e-Manufacturing과 같은 생산에 직접적으로 관련된 분야임. 생산 분야에서는 표준화와 각 부문 간의 협업이 중요하므로 e-Engineering을 통한 그리드 인프라 는 관련 산업에 혁신을 가져다 줄 수 있을 것임.

- e-Health는 병원 등의 의료 기관에 적용된 그리드로써 질병연구 와 관련한 문제들을 해결하고 더 나은 생명 연구환경을 제공함.

<그림 3-2> 응용분야관점에 따른 분류

(37)

3) 구축범위에 따른 분류

○ 그리드의 구축 형태를 범위에 따라 구분하면 각각 인트라 그리 드, 엑스트라 그리드, 인터 그리드로 구분할 수 있음(<표 3-3>

참조).

- 그리드가 구축되는 처음 단계부터 대규모 그리드가 구축되기는 힘듦. 특히 기업에서는 점진적으로 그리드를 적용하는 과정을 거치게 될 것임. 그러므로 기업이 인터넷을 목적과 적용 범위에 따라 인트라넷, 엑스트라넷, 인터넷으로 분류하는 것처럼, 그리 드도 구분할 수 있음.

<표 3-3> 구축 범위에 따른 그리드 분류

구 분 조직범위 파트너 관계 클러스터

인트라 그리드

(Intra Grid) 단일 조직내 파트너 없음 단일 클러스터 엑스트라 그리드

(Extra Grid) 다중 조직간 파트너와 통합

관계 다중 클러스터

인터 그리드

(Inter Grid) 다수의 조직들 다수의 파트너와

관계 다수의 클러스터

- 인트라 그리드는 가장 단순한 구성형태로써 주로 단일조직 내 에서 구축되며 복잡도도 가장 낮음. 여러 개의 인트라 그리드가 하나로 뭉치거나 외부의 파트너를 포함하여 통합된 구성 형태 를 엑스트라 그리드라고 하며, 최종적으로 인터넷 상에서 모든 조직들간에 애플리케이션, 자원 및 서비스들이 동적으로 결합되 어 공유되는 형태를 인터 그리드라고 함.

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- 국가 차원의 그리드 프로젝트는 처음부터 국가 인터넷 기반 위 에서 바로 인터 그리드를 구축하는 것을 시도할 수도 있음. 반 면 기업에서는 인트라 그리드부터 구축하면서 그리드의 적용 범위를 확장하는 것이 일반적임(<그림 3-3> 참조).

<그림 3-3> 구축 범위에 따른 그리드 분류

자료 : 한국정보산업연합회, 그리드 컴퓨팅과 비즈니스 적용 전략, RKII Report, 2005. 3. p.4.

다. 그리드의 특징

○ 그리드의 주요 특징으로는 초고속 네트워크에 기반 한 차세대 인터넷 서비스이면서, 분산 컴퓨팅을 위한 개방형 표준을 지향 하면서 텍스트 중심의 공유에서 벗어나 글로벌 리소스의 공유 를 가능케 하며 웹 서비스와 결합되어 애플리케이션의 공유까 지 가능케하는 IT 기반 인프라인 점을 들 수 있음.

(39)

○ 차세대 인터넷 서비스

- 그리드는 대량의 정보와 고성능 컴퓨팅 자원을 효율적으로 이 용하기 위하여 차세대 인터넷을 기반으로 구축되고 있으며, 새 로운 응용연구의 수행에 큰 변화를 가져올 것으로 기대됨.

- 또한, 나노기술과 생명과학으로 대변되는 21세기 기술 패권의 시대에는 천문학적인 정보 트래픽이 네트워크를 통하여 전달될 것이고, 이를 실현하는 유력한 수단으로는 그리드 컴퓨팅이 사 용될 것임. 이런 점에서 그리드 컴퓨팅은 인터넷 기반의 인프라 구조를 혁신할 수 있는 차세대 기술로 인식되고 있음(<표 3-4>

참조).

<표 3-4> WWW과 그리드의 비교

기 능 인터넷 그리드

개발자 Tim Berners-Lee 외 다수 Ian Foster 외 다수 개발연도(상용화) 1989년 (1994년) 1998년 (2004년 예정)

상용화 효과 인터넷 이용 확산 eBusiness 태동

인터넷 이용 심화 eBusiness 정착 전송 구조 Server to Client 중심 Peer to Peer 중심

브라우저 모자익,넷스케이프,

익스플로러 등

TENT(독일), CACTUS(미국), JACO3(프랑스) 등에서 개발중 미들웨어 Application에서 제공 Globus, Legion, Condor 등 정보(수단) 정적 정보 제공 (DNS) 동적 정보 제공 (LDAP) 자원할당 (경로) 단일 자원 할당 (단일

경로)

다중 자원 할당 (동일한 논리 공간)

보안 (수단) 비단일 인증 가능 (HTTPS) 단일 인증(SSO) 가능 (PKI)

아키텍처 단일 계층 다중 계층

서비스 유형 연결 (ISP 중심) 가상 조직 (사용자 중심)

서비스 구성 정적 동적

자료 : 한국정보산업연합회, 그리드 컴퓨팅과 비즈니스 적용 전략, RKII Report, 2005. 3. p.14.

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- 국내에서도 이러한 그리드의 중요성을 인식하여 2001년 하반기 에 "그리드 포럼 코리아"가 결성되고 산하에 다양한 워킹그룹들 이 만들어져서 그리드에 대한 연구와 구축 작업을 활발히 진행 하고 있음.

○ 분산 컴퓨팅을 위한 개방형 표준(Open Standards)

- IT 기술 관점에서 보면 그리드 컴퓨팅은 인터넷 인프라 상에서 이기종 플랫폼 환경의 가용한 모든 자원들을 공유할 수 있게 해 주는 분산 컴퓨팅을 위한 개방형 표준 기술임.

- IT 분야에서 개방이라는 의미는 일반적으로 세부 사양이 공개 된 설계 명세서(specification) 혹은 프로토타입(prototype)을 말 함. 또한 표준이라는 말에는 표준 기구와 같은 단체가 주도하는 법적인 표준과 시장 주도에 의한 사실상의 표준이 있음. 두 가 지 모두 표준이라는 점에서는 공통점을 가지고 있으나 IT 기술 및 산업의 지속적 발전에 원동력을 제공할 수 있는 잠재력을 가지는 것은 개방형 기반의 사실상의 표준이라고 할 수 있음.

- 여기서 개방형 표준은 단순히 하나의 설계 명세서를 넘어서는 그 이상의 의미를 가지고 있으며, 표준이라는 단순한 의미 저 편에 있는 기본 원리들과 실제 시장에서 가지는 수용성 (acceptability)을 가질 때 비로써 개방형 표준이라고 말할 수 있 음. 예를 들어, 인터넷을 위한 표준으로는 세계 표준화 단체에 서 정한 OSI 라는 표준이 있었지만, 시장에서 널리 사용되는 TCP/IP 인터넷 표준이 오늘날 개방형 표준으로 자리 잡은 것

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이 대표적인 사례라 할 수 있음.

- 역사적으로 볼 때 1960년 중반부터 컴퓨터들 간에 온라인상에 서 통신을 구현하려는 노력들이 결실을 맺기 시작하여 TCP/IP 라는 통신 프로토콜을 만들어 내었으며, 그 후 이를 기반으로 SMTP나 ftp처럼 메일이나 파일을 주고받을 수 있는 각종 애플 리케이션이 개발되었음. 90년대에 접어들면서 HTTP와 HTML 표준을 근간으로 하여 WWW 혹은 웹 브라우저라 불리우는 애 플리케이션이 개발되면서 대중적인 인터넷 시대가 열리게 되었 고 보다 많은 지식 정보들을 인터넷을 통해 액세스할 수 있게 되었음.

- 이때까지는 TCP/IP 라는 하나의 개방형 표준이 애플리케이션 측면에서 부가 가치 사슬을 계속 확대해 나간 것임. 이렇게 발 전할 수 있었던 근간에는 네트워크의 발전 속도가 크나큰 기여 를 하였음. “네트워크의 유용성 또는 실효성은 접근하는 사용자 수의 제곱에 비례한다”는 멧칼프의 법칙8)을 굳이 언급하지 않 더라도 IT 기술에 의해 개척된 인터넷 세상은 이제 당연한 또 하나의 사회로 자리를 잡게 되었음.

- 한편 이제까지 TCP/IP 프로토콜이나 혹은 이에 기반 한 응용 애플리케이션이 모두 데이터의 공유에 치우쳤으나 이제는 조직 체와 외부의 조직체에 데이터 개념을 넘어서 서비스의 요청(요

8) 가치는 더 많은 사람이 사용할수록 커지며 이에 따라 더 많은 사용자를 끌 어들여 유용성이 증가하면서 더 많은 사용자들이 더 빠른 속도록 받아들이 게 됨.

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구) 및 응답이라는 유기적 형식으로 이들 관계를 엮게까지 되 었음. 특히 애플리케이션을 네트워크를 통해 공유하고 통합하는 형태가 필요함. 이러한 문제를 해결하기 위해서 웹 서비스(Web Services) 기술이 제안되었고 나름대로 시장에서 협의를 통해 개방형 표준으로써의 표준안이 거의 정립 단계에 와 있음. 또한 서비스의 개념을 단순히 정보의 요청-응답에서 벗어나서, IT 자 원의 공유에까지 확대하기에 이르자 단순히 웹 서비스 개념으 로 해결할 수 없는 문제가 하나둘씩 생겨나기 시작하였고, 이제 는 물리적인 자원의 호환성의 문제로 넘어가게 되었으며 이를 위한 해결 방안의 하나로 그리드 컴퓨팅(Grid Computing)이 제 안되고 있음(<그림 3-4> 참조).

<그림 3-4> 개방형 표준의 발전 역사와 각 요소들

자료 : 한국정보산업연합회, 그리드 컴퓨팅과 비즈니스 적용 전략, RKII Report, 2005. 3. p.16.

- 이상에서 살펴본 것처럼 인터넷을 중심으로 여러 가지 개방형 표준 들의 발전 추세를 보면서 공통된 점을 발견할 수 있음. 그것은 개 방형 표준들 간의 상호 바탕 위에서 데이터 공유라는 단순한 가치

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창조에서 점차 서비스 공유의 단계를 거쳐 이제는 물리적 자원 및 환경까지도 공유하려는 단계에 까지 와 있음을 알 수 있음. 이렇 게 된 배경에는 개방형 표준들을 근간으로 하여 각각의 개방형 표 준이 가진 가치들이 다른 오픈 스탠더드와 재결합되면서 더 큰 부 가 가치 사슬을 창출하였기 때문임.

○ 텍스트의 공유에서 글로벌 리소스의 공유로

- 기존의 웹 기술은 하이퍼텍스트 정보를 HTTP인터넷 프로토콜 을 이용해서 쉽게 공유할 수 있게 한 것임. 그러나 인터넷의 속 도가 빨라지고, 인터넷의 이용이 폭발적으로 증가하다 보니, 이 제는 텍스트 정보뿐만 아니라 컴퓨팅 파워, 데이터 저장 장치, 첨단 실험 장비 등의 여러 자원들, 나아가 인력 자원들까지도 공유하고가 필요하게 되었음. 이를 기술적으로 뒷받침해주는 기 반으로서 그리드 컴퓨팅 기술이 성숙하게 되면서 인터넷에 연 결된 모든 리소스들을 공유할 수 있게 되었음. 이와 같이 단순 한 서버와 스토리지 및 데이터의 공유를 넘어서 글로벌 리소스 들의 공유를 위한 그리드 형태를 액세스 그리드의 한 형태로 볼 수도 있으며, 한 걸음 더 나아가 아래에서 설명할 애플리케 이션의 공유까지 가능하게 되었음.

○ 웹 서비스와 통합해서 발전하는 추세

- 그리드와 웹 서비스는 전혀 다른 분야에서 출발한 분산 컴퓨팅 기술이지만, 매우 유사한 오퍼레이션 구조를 갖고 있음. 뿐만 아니라 보안 인증 처리에 있어서도 웹 서비스가 단일 인증

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(Single Sign-on) 기능을 이용하는 것처럼, 그리드에서도 분산된 로컬 사이트의 자원을 이용하기 위한 인증을 일일이 받는 것이 아니라 단일 인증 기능을 이용하여 해결하려고 함. 다시 말해, 웹 서비스를 통해 한 데이터의 변화가 여러 애플리케이션에 자 동으로 반영됨으로써 e-비즈니스가 간편해지고, 그리드를 통해 다양한 IT 인프라스트럭처의 복잡함에서 사용자들이 벗어나게 된다는 점에서 두 기술이 갖고 있는 세계관은 매우 유사함.

- 웹 서비스가 애플리케이션 차원의 인터페이스를 제공하여 추상 화를 이루었다면, 그리드는 하드웨어 자원의 공유와 공동 활용 을 위한 인터페이스를 제공함. 원래 출발점에서 크게 관련이 없 던 웹 서비스와 그리드가 서로 만나 OGSA라는 아키텍처로 통 합을 이루는 과정이 <그림 3-5>에 도식적으로 나타나 있음.

<그림 3-5> 웹 서비스와 그리드의 결합 : OGSA

자료 : 한국정보산업연합회, 그리드 컴퓨팅과 비즈니스 적용 전략, RKII Report, 2005. 3. p.18.

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2. 동향 및 전망

○ 그리드 컴퓨팅은 시장진입 준비기에 있는 산업으로 아직까지는 산업적인 측면보다는 산업화를 위한 연구가 주류를 이루고 있음.

가. 국내외 동향

○ 현재 국내외에서 구축되고 있는 그리딩 컴퓨팅 관련 국가 프로 젝트 홈페이지를 <표 3-5>에 정리하였음.

<표 3-5> 국가 프로젝트 홈페이지

자료 : 김완석, 김정국, 그리드 기술동향, IITA IT정보단, 2004.

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○ 그리드 컴퓨팅에 대한 연구는 주로 미국과 유럽이 주축이 되고 있는데 그 중에서도 활발한 활동을 보이고 있는 곳은 컴퓨팅 포털(www.computingportals.org), 글로벌그리드포럼(www.

gridforum. org) 유러피안 그리드 포럼(www.egrid. org) 등임.

- 그리드 구축계획은 지난 1998년 처음 등장하여 현재 미국 유럽 일본 등의 선진국은 2004년 상용화를 목표로 개발에 박차를 가하고 있다 미국에서는 슈퍼컴퓨터센터 및 정부출 연 연구소를 중심으로 1998년부터 인간게놈지도 작성 사업, 항공기 통합 설계 작업, 지진 예측분석 사업 등 다양한 그 리드 프로젝트가 추진되고 있음.

1) 미국

○ 미국의 경우에는 세계 최고의 과학기술 경쟁력을 유지하기 위해 수퍼컴퓨터센터 및 정부출연 연구소를 중심으로 1998 년부터 다양한 그리드 프로젝트를 추진중임. 미국은 특히 인간게놈지도 작성사업, 항공기 통합설계 등 Grid 프로젝트 와 산업체 첨단기술개발을 연계한 미래 도전과제를 발굴 추 진하고 있음.

- 글로버스 : 미국 아르곤 (Argonne) 국립 연구소, 남가주대, 시카고대 등이 수행하고 있는 글로버스(Globus)는 가장 대 표적인 그리드 프로젝트임. 글로버스는 인터넷상에서 큰 업 무를 작게 나누어 처리할 경우에 필요한 사용자 서비스 미 들웨어 작업을 스케줄링하거나 자원을 선정하는 등의 응용 미들웨어 보안 및 자원 할당 등을 수행하는 인프라들을 중

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심으로 구성되어 있음. 그리고 계산 그리드 , 데이터 그리드, 액세스 그리드의 지원을 목적으로 하고 있음.

- 글로벌 그리드 포럼 : 미국을 중심으로 분산 컴퓨팅과 관련 된 일을 하는 사람들과 연구를 수행하는 사람들이 모여서 결성한 포럼으로 그리드 기술의 개발과 그리드 기술의 촉진 을 위해 힘쓰고 있다 현재 가장 크고 영향력 있는 포럼임.

- NASA IPG : NASA의 멀티컴포넌트 시뮬레이션을 위한 프 로젝트로 그리드 공통 서비스를 제공 및 미국내 항공기 개 발과 관련된 사이트가 글로버스 기반으로 그리드 컴퓨팅 환 경으로 구축될 예정으로 현재 ARC, CM, laRC가 IPG/NREN QoS Testbed로 구축되어 있음.

- SDSC의 NPACI Grids/Metasystem : 샌디애고 슈퍼컴퓨터 센터 중심으로 동맹기관이 참여하는 프로젝트로 데이터 처 리 중심 컴퓨팅, 상호작용, 프로그래밍툴 환경 분야에서 개 발 중이며 SDSC, 텍사스, 미시건, UVA가 중심이 되어 네 개 시스템을 중심으로 글로버스 기반의 메타컴퓨팅 시스템 을 구축하고 있음.

- ASCI .그리드 프로젝트 : SNL, LANL, LLNL 중심으로 ASCI 프로젝트를 성공적으로 수행하기 위해 최근에 구축된 프로젝트로 세 개 연구실에서 이음새 없이 분산된 슈퍼컴 퓨팅 자원을 이용할 수 있도록 메타컴퓨팅 시스템을 구축하 는 것으로 2010년까지 개발할 예정임.

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- DisCom2 : 원거리에 있는 고성능 컴퓨팅 자원을 효과적으 로 연동하기 위한 기술을 개발하기 위한 과제임. 이 과제의 목표는 몇 가지로 요약해 볼 수 있는데 첫 번째는 자원들을 효율적으로 사용할 수 있게 하는 인프라스트럭처를 개발하 는 것임. 두 번째 목표는 공학 분야의 계산 모델링과 시뮬 레이션을 지원하는 것이다. 이들 목표를 위해 여러 개의 작은 과제들로 나눠 수행하고 있음.

- N*Grid : 계산 그리드와 데이터 그리드를 위한 미들웨어 개 발과 BT, NT, ST 분야의 그리드 애플리케이션을 개발하는 과제로써 과학기술정보연구원이 주축이 되어 2002 년부터 진행하고 있음.

- 테라그리드 (TeraGrid) 프로젝트 : NSF (National Science Foundation)의 지원을 받아 NCSA, SDSC, Argonne, Caltech 등 미국의 대형 슈퍼컴퓨팅 센터간의 자원들을 그 리드로 묶어 세계에서 가장 크고 빠르고 분산된 계산 인프 라를 서비스하기 위해 시작된 프로젝트임. 첫 번째 애플리 케이션으로서 초기 은하의 생성을 추적하는 연구와 지하수 오염을 제거하기 위한 연구가 진행되고 있음.

- DTF : DTF는 전미과학재단의 자금 지원 하에 NSCA(슈퍼 컴퓨팅 응용센터), SDSC(샌디에이고 슈퍼컴퓨팅 센터), 아르 곤 국립연구소, 칼텍 등이 공동 진행하는 프로젝트로서 최 고속 슈퍼컴퓨터 뿐 아니라 고해상도 비주얼 라이제이션 환 경 그리드 컴퓨팅을 위한 툴킷, ‘테라그리드(TeraGrid)’라는 정보 인프라에 통합된 데이터 스토리지 설비들도 포함하고

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있음.

- IBM의 BlueGrid : 2005년까지 전세계 198개 국가의 정부 연 구소 학계를 그리드로 연결하여 온디멘드 e-Biz를 실현한다 는 전략임. 또한 IBM은 2001년 11월 노스 캐롤라이나주의 라이프 사이언스에 게놈 유전공학 연구용 그리드 컴퓨팅 시 스템을 구축한다고 발표하였음.

- Sun : 2001년 11월 13일 Sun 그리드 Engine Enterprise Edition 5.3의 베타 버전을 발표하였음. 이는 기업 내의 모 든 것들을 연결하는 컴퓨터 소프트웨어임.

- Compaq : 월드와이드 그리드 컴퓨팅 솔루션 프로그램을 개 발하는데, 소프트웨어 및 하드웨어를 공급하여 고객들이 그 리드 컴퓨팅 시스템을 사용하도록 하는 것임.

2) 유럽

○ 유럽은 회원국의 연구능력을 결집시켜, 조기 e-유럽을 구현 하기 위해 이미 199년부터 유럽 각국의 연구기관을 연결하 는 연구시험망, TEN(Trans European Network) - 155 기반 의 “유럽데이터 Grid" "유로 Grid" 등을 활발하게 추진중임.

- 유럽 그리드 포럼(European Grid Forum) : 유럽을 중심으 로 구성된 EGRID라고 불리는 이 모임은 WAN 환경에서 사용 가능한 분산 컴퓨팅 자원 문제를 해결하기 위해 만들 어졌음. 이 공동체는 유럽의 연구기관과 대학 및 .분산컴퓨 팅과 관련된 회사들을 포함하는 열린 모임임.

수치

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참조

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