국가 데이터 교환 체계 개발 및 구축 전략

국가 데이터 교환 체계 개발 및 구축 전략

2022. 06. 20.　　

제 43 ^호

https://doi.org/10.22810/2022KIB043

인터넷으로 대표되는 현재의 네트워크는 전 세계 주요 거점에 분산되어 있는 인터넷 교환 노드(IXP)를 중심으로 운영되고 있다. 최근 클라우드 데이터센터를 기반으로 한 구글, 아마존, 마이크로소프트 등의 글로벌 컨텐츠 사업자의 인터넷 트래픽 점유율의 증가와 데이터집약형 과학으로 대표되는 거대과학분야 빅데이터 기반의 글로벌 협력 프로젝트의 출연 등으로 인터넷 생태계 또한 기존의 인터넷 접속에서 데이터 위주로 변화하고 있다. 이러한 현상으로 다양한 네트워크 간 대용량 데이터 전송에 있어 기존의 IXP로는 불가능하여 대용량 데이터 교환에 최적화된 데이터 교환 노드의 개발과 구축이 유럽, 미국을 중심으로 크게 이슈화 되고 있다.

이에 데이터 교환 노드 핵심 기술 이슈 및 국내외 관련 동향을 살펴보고, 중립성, 투명성, 개방성이 필수적으로 요구되는 데이터 교환 노드에 대한 기술 개발 및 구축 방안에 대해 제언하고자 한다. 이를 통해 국가 데이터 교환 노드를 조기에 개발 및 구축함으로써 국가 전체의 데이터 활용률을 크게 높임은 물론, 데이터를 기반으로 한 디지털 전환의 가속화를 가능하게 할 것이다.

조부승 · 박성진

1.

· 데이터 교환 노드의 출현 배경

· 데이터 교환 노드의 개념

· 국내 현황 및 이슈

2.

· 논블로킹(Non-blocking) 기반 초고성능 스위칭 패브릭 기술

· 소프트웨어 정의 교환 기술

· 신뢰 기반의 데이터 교환 노드 사용자 인증 및 접근 제어 기술

3.

4.

· 정부 차원의 국가 데이터 교환 체계 마련

· 국가 데이터 교환 노드 핵심 기술 확보 및 구축 전략

데이터 교환 노드 개요

1.

<그림 1> 클라우드 기반 컨텐츠 사업자의 전체 인터넷 트래픽 점유율

출처) Sandvine, The Global Internet Phenomena Report, January 2022

데이터 교환 노드의 출현 배경

- 지금까지 원활한 인터넷 접속을 위하여 전 세계 주요 거점을 중심으로 분산되어 있는 인터넷 교환 노드(Internet Exchange Point, 이하 IXP)가 서로 다른 인터넷 서비스 사업자(Internet Service Provider, 이하 ISP)의 네트워크들을 서로 연동함으로써 인터넷의 핵심적인 역할을 수행함

- 최근 컨텐츠 사업자, 클라우드 사업자들이 구축 및 운영하는 데이터센터가 인터넷 트래픽의 대다수를 차지하면서 데이터 중심의 인터넷 생태계가 재편성되고 있음

- 2022년 기준, 상위 6개의 클라우드 기반의 세계적 디지털 컨텐츠 기업인 Google (Alphabet), Facebook (Meta), Netflix, Apple, Amazon, Microsoft가 전 세계 인터넷 트래픽의 절반 이상인 56.96%를 점유하고 있음

- 이러한 현상은 코로나 판데믹 이후 근무·교육·연구 환경이 집으로 이동(Work-from-home)하는 현상으로 인해 IXP의 성장세는 정체되었으나 데이터센터로의 데이터 유통량은 급증하는 등 인터넷 트래픽 패턴이 변화되고 있음

※ 유럽 지역에서 봉쇄(lockdown) 조치가 내려진 전후의 IXP를 경유하는 인터넷 트래픽을 분석한 결과, 봉쇄 직후 15~20% 정도 증가한 트래픽이 3개월 이후 봉쇄 이전 수준으로 하락하는 결과를 보임

※ 반면에 COVID-19 이후 스트리밍(UDP/443), VPN(UDP/4500), 화상회의(UDP/3480, UDP/8801) 등의 데이터센터를 통한 데이터 유통량이 급증함

- Supercomputing Asia 2021(SCAsia2021) 행사에서 암스테르담 대학의 Cees De Laat 교수는 기조강연에서 인터넷의 신뢰성에 대한 추락과 함께 IXP에서 데이터센터로의 주도권의 변화를 언급하며, 데이터센터 위주의 트래픽 유통을 위한 데이터 교환 노드의 중요성을 강조함

- 이와 더불어 데이터 중심 과학(Data-Intensive Science) 시대에 천문우주, 고에너지 물리, 기상기후, 바이오게놈 등 첨단 거대과학(Big Science) 분야에서는 대형 관측 및 실험 장비에서 발생한 대용량의 연구데이터를 전 세계의 연구자가 공동 활용하여 새로운 과학적 발견 성과를 이루고 있음

※ 2013년 힉스입자 발견, 2017년 중력파 검출, 2019년 블랙홀 이미지 재현 등

<그림 2> COVID-19에 따른 유럽 인터넷 트래픽의 변화

출처) Anja Feldmann et al., “The Lockdown Effect: Implications of the COVID-19 Pandemic on Internet Traffic”, ACM INTERNET MEASUREMENT CONFERENCE 2020

<그림 3> IXP에서 데이터센터로의 인터넷 주도권의 변화

출처) Cees de Laat, “ICT to Support the Transformation of Science in the Roaring Twenties”, SCAsia2021

- 특히, 최근 슈퍼컴퓨팅을 포함한 대규모 컴퓨팅 환경에서의 AI 처리를 위해 다양한 네트워크에서 존재하는 대용량 빅데이터의 초고속 전송이 요구되고 있음

- 즉, 인터넷의 주도권이 데이터로 옮겨가고 기존 인터넷 접속에서 대용량 빅데이터 교환을 위한 네트워크로 인터넷이 진화하고 있는 상황에서 원활한 데이터 전송을 위한 새로운 데이터 교환 체계가 요구됨

데이터 교환 노드의 개념

- 기존의 인터넷 교환 노드는 전 국민의 인터넷 접속을 원활하게 하기 위해 민간 영역의 상용 ISP 간 효율적인 연동을 위한 교환 노드인 반면, 데이터 교환 노드는 다수의 데이터 네트워크 간 대용량 빅데이터의 초고속 그리고 안전한 전송을 위해 다양한 형태의 데이터 네트워크를 상호 연동하는 교환 노드임

- 데이터 교환 노드는 현재의 인터넷 교환 노드에서는 불가능한 다양한 분야에서 발생하는 빅데이터를 데이터 제공자와 데이터 소비자 간 초고속으로 전달함과 동시에 데이터 제공자 및 데이터 소비자가 서로 신뢰할 수 있는 신뢰 기반의 데이터 교환 플랫폼이 요구됨

- 기존의 인터넷 교환 노드는 거대 상용 ISP만 참여하는 폐쇄적인 형태지만, 데이터 교환 노드는 데이터 제공자와 데이터 소비자 누구나 접근할 수 있는 개방성(open)과 중립성(neutral)이 보장됨. 이에 전 세계적으로 정부 혹은 기존의 연구망을 운영하는 기관에서 추진하고 있음

- 인터넷 교환 노드는 기술적으로 AS(Autonomous System)가 다른 두 네트워크를 BGP(Boarder Gateway Protocol)로 대표되는 인터넷 프로토콜로 연동하는 반면, 데이터 교환 노드는 기존의 인터넷 프로토콜은 물론, 광계층의 Lightpath, OpenFlow를 기반으로 한 SDN(Software-Defined Network) 등 다양한 프로토콜을 지원할 수 있어야 함

- 서로 다른 네트워크 간 초고속 그리고 초저지연 네트워킹을 가능하게 하는 데이터 교환 노드에는 상용망과 연구망이 모두 참여함으로써 민·관의 다양한 주체가 데이터 등록 및 거래를 가능하게 하는 데이터 거래소가 구현될 수 있음

국내 현황 및 이슈

● (국내 인터넷 교환 노드 현황)

- 국내 인터넷의 활성화와 함 께 인터넷 사용자의 급증에 따라 효율적인 인터넷 서비스 제공을 위하여, 1995년부터 국내 인터넷서비스사업자(ISP) 간의 상호접속을 목적으로 국내 인터넷 교환 노드(IX) 구축이 본격화되어, 현재 KTIX(KT), DIX(LG U+), SKBIX(SKB), KNIX가 존재하여 서로 수십 혹은 수백 기가급으로 연동됨

- 국내 IX는 인터넷 콘텐츠와 이용자 간의 접속을 위해 ISP간 매쉬(Mesh) 형태의 연동에 드는 과다한 회선 비용 지출을 방지하는 효과가 있지만, IX 간 트래픽 양에 따른 정산 그리고 상용 ISP에서의 운영으로 인해 국내 IX 간 연동 대역폭의 확대는 어려운 상황임

- 또한 전 국민이 사용하는 현재 인터넷은 인터넷 초창기 정보검색 서비스는 물론 최근 유튜브 등의 비디오 스트리밍 서비스로 인해 국내 IX 간 회선 용량을 증속하더라도 트래픽은 지속적으로 급증하여 국내 IX에 상시 혼잡이 발생하고 있는 상황으로, 대용량 데이터의 고속 전송은 불가능한 상황임

● (국내 클라우드 네트워크 현황 및 이슈)

- KT, 네이버 클라우드 플랫폼(NCP) 등의 국내 클라우드 사업자는 물론 아마존(AWS), 마이크로소프트(MS Azure), 구글(GCP), 오라클 등의 글로벌 클라우드 사업자는 국내에서의 클라우드 서비스를 위해 국내 ISP 네트워크와 연동된 데이터센터를 기반으로 하고 있음

- 즉, 데이터센터 기반의 클라우드 서비스 시 국내 ISP와 연동된 국내 IX의 트래픽 혼잡으로 인한 영향을 받아 데이터센터에 데이터를 업로드 혹은 다운로드 시 고속의 데이터 전송이 어려움

- 이를 극복하고자 개별 클라우드 사업자는 AWS Direct Connect, MS Azure ExpressRouter(MS Azure ER), GCP Cloud Interconnect(GCP CI), NCP Cloud Connect(NCP CC) 등 독자적인 고속 접속 서비스를 제공하고 있지만, 이러한 서비스를 이용하기 위해서는 해당 데이터센터까지의 전용회선을 개별적으로 구축해야 함으로 많은 비용이 소요됨

- 국내에서는 증가하는 데이터·클라우드 수요에 맞추어 전국 각지에 대규모 데이터센터를 구축 중이나, 데이터센터 내 대규모 데이터를 데이터 수요자/공급자 간 서로 교환할 수 있는 효율적인 네트워크 체계 구축이 시급함

※ 네이버(세종), 카카오(안산) 등 ’21~’24년까지 28개 IDC 구축 예정(한국데이터센터연합회)

<그림 4> 국내 IX 구성

출처) NIA, 한국인터넷백서, 2020

1) Science DMZ: 대용량의 과학데이터 전송에 최적화된 확장성 있는 네트워크 설계 패턴으로 일반적인 형태의 비즈니스 트래픽과 과학데이터 등의 대용량 트래픽의 특성에 맞는 네트워크 및 보안 환경을 구축하는 네트워크 구조

● (상용망과 연구망 간 네트워크 이슈)

- 국내 인터넷을 포함한 상용망과 연구망 간의 네트워크 연동은 그림과 같이 인터넷 교환 노드를 통해 연동하고 있으며, 연구망 이용자가 민간·공공 클라우드 데이터센터와의 데이터 교환 시 인터넷 교환 노드의 혼잡으로 인해 전송 성능이 저하될 수 있음

- 연구망은 연구망 백본의 광대역화는 물론 이용기관의 캠퍼스망과의 혼잡 회피를 위한 Science DMZ¹⁾ 등의

기술을 통해 고속화하고는 있지만, 근본적으로 연구망 백본 구조가 Star 혹은 Ring 토폴로지를 기반으로 하고 있어, 트래픽 혼잡 구간이 발생할 가능성이 높음. 인터넷 교환 노드, 특히 글로벌 인터넷 교환 노드와의 연동에 막대한 연동 비용이 소요되어, 국내 IX와는 10기가급 그리고 국제 IX와는 수기가급으로 연동하고 있어, 트래픽 병목으로 인한 성능 저하 문제를 안고 있음

- 최근 대용량 데이터를 저장하고 공유하는 데이터 댐 네트워크의 출현과 더불어 AI 처리를 위한 대용량 빅데이터의 유통이 필수적인 초고성능컴퓨팅 공동활용 네트워크의 구축으로 다양한 네트워크간의 국내 연동 체계가 필요함 - 결과적으로 민간의 상용망과 연동된 다양한 데이터센터에 존재하는 대용량 빅데이터 혹은 연구망에 연동된 대용량

연구데이터가 효율적으로 활용되기 위한 새로운 네트워크 연동 체계가 필요하며, 이를 통해 국내 민·관 데이터의 활용률을 높일 수 있음

<그림 5> 국내 연구망(파란색 표시)과 상용망(녹색 표시) 간 연동

2) P4(Programming Protocol-independent Packet Processors): 오픈소스 기반의 스위치, 라우터, NIC 등의 네트워크의 데이터 평면을 프로그래밍 가능하게 하는 언어 3) BGP hijacking은 인터넷 프로토콜 자체에 대한 공격으로 인터넷 서비스 자체를 마비시킬 수 있음

논블로킹(Non-blocking) 기반 초고성능 스위칭 패브릭 기술

- 데이터 교환 노드는 ‘네트워크의 네트워크’로서 데이터 교환 시 데이터 손실을 없애고 지연을 최소화하기 위하여 패킷충돌방지(congestion-free)가 가능한 논블로킹 기반의 초고성능 광·프레임·패킷 스위칭 패브릭 구축 기술이 요구됨

- 다양한 네트워크의 교환을 위해서는 기존 인터넷의 BGP 기반의 인터넷 프로토콜은 물론 네트워크 계층별 다양한 프로토콜에 대한 지원이 필요함

※ 네트워크 1계층의 광기반 Lightpath 스위칭, 2계층의 이더넷을 포함한 프레임 기반의 스위칭, 3계층의 BGP 인터넷 프로토콜 기반의 패킷 스위칭 지원

- 특히, 초고성능컴퓨팅 및 클라우드 기반 데이터센터에서 요구하는 초저지연·초고성능 네트워킹을 위한 RoCE(RDMA over Converged Ethernet) 등의 데이터센터 고성능 인터커넥터 기반 스위칭 기술이 필요함

- 또한 고성능의 스위칭을 위한 P4²⁾ 기술을 기반으로 한 네트워크-컴퓨팅 패브릭 (Network-Compute Fabric)

기술을 활용하여 마이크로서비스 단위의 오프로딩 및 전송 프로토콜 가속화 기술을 통한 고성능 스위칭 패브릭 기술 개발이 요구됨

소프트웨어 정의 교환 기술

- SDX(Software-Defined eXchange, 이하 SDX)는 기존 네트워크 구조의 한계점으로 지적되는 도메인 간 라우팅 광고 수렴 시간 지연, 도메인 간 정책 갈등, DDoS 공격, BGP hijacking³⁾ 등의 인터넷 프로토콜의 보안 취약점을 극복할 수 있는 대안 중의 하나로 연구개발이 진행되고 있는 소프트웨어 기반의 교환 및 제어 기술임

데이터 교환 체계 개발 및 구축 핵심 기술 요소

2.

<그림 6> BGP hijack 이슈

신뢰 기반의 데이터 교환 노드 사용자 인증 및 접근 제어 기술

- 데이터 교환 시 데이터 제공자와 소비자 간 데이터를 안전하게 교환하기 위하여 사용자 인증 및 접근 제어 기술을 포함한 통합 사용자 접근 제어 플랫폼 기술이 요구됨

- 기존 IXP의 정적인 네트워크 구조를 탈피한 SDX 기반의 네트워크 구조 및 기술로써 iSDX, ENDEAVOUR, Umbrella, COIN, SDIX 등의 다양한 SDX 모델들이 제안되고 있음

- 또한 SDX에 연동하는 다양한 SDN 도메인 간 연동을 위한 SDN 제어기(SDX 통합 제어시스템) 기반의 연합 프레임워크가 필요함은 물론, 종단 간 혹은 에지 간 가상의 전용 네트워크 자원이 동적으로 할당 가능한 네트워크 슬라이싱 기술에 대한 연구 및 개발이 필요함. 이를 통해 무선망과 유선망에 이르는 SDX Substrate 간 슬라이싱 기술이 요구됨

<그림 7> 기존 IXP 구조 vs SDX 구조

출처) Abdullahi, A., Manickam, S. & Karuppayah, S. A Review of Scalability Issues in Software-Defined Exchange Point (SDX) Approaches:

State-of-the-Art. Ieee Access 9, 74499–74509, 2021

<그림 8> 다수의 SDX 간 연동 구조

출처) 조부승 외, 『과학기술 연구데이터 국가 데이터 교환 체계 개발 및 구축』 사전기획연구 보고서, 2021

분류 요구 사항 목적

편의성 이용자 그룹 관리 그룹단위 접근제어 및 자원 활용

연계기관별 개인화 연계기관별 서비스 자가 관리

보안성 개인/그룹/기관단위 접근제어 데이터 접근보안 강화

MFA SW 모듈화 보안정책 적용 유연성 확보

호환성

AARC 국제 표준 시스템 구조 채택 참여자 간 기술호환성 확보

REFEDS SAML 표준규격 지원 참여자 간 기술호환성 확보

OIDC-SAML 간 규약변환 이종 인증규약 간 호환성 확보

<표 1> 신원인증 브로커 기술 요구사항 및 목적

- 데이터 교환 노드 참여자 신원인증 정보를 추가 혹은 변경하거나 그룹인증 기술을 활용한 접근제어를 통해 데이터 교환 노드 참여자에게 전달하는 기술이 요구됨

※ 이종 신원인증 규약 간 호환성 제공을 위한 신원인증 브로커 플랫폼 기술

- 클라우드 사업자 등 데이터 교환의 사용자 확장성을 고려한 국제 표준을 준수하는 인증 및 접근 제어 기술 적용 및 개발이 필요함

- 데이터 교환 시 데이터 보호 강화 방안으로서 방화벽 등의 경계선 방어와 사용자 접근 환경에 따른 T&I(Trust &

Identity) 기술의 개발이 필요함

● (유럽-독일, 프랑스 주도) 유럽은 ’19년부터 유럽 미래 혁신·성장을 위한 디지털 인프라의 필요성을 인식하고 개방성과 안정성이 보장된 인프라 구축 및 신뢰 기반의 데이터 교환 플랫폼 구축을 목표로 GAIA-X라는 프로젝트를 추진함

데이터 교환 노드 관련 해외 동향

3.

<그림 9> GAIA-X 구조

출처) GAIA-X Architecture Document, 2021.12 Release

출처) 조부승 외, 『과학기술 연구데이터 국가 데이터 교환 체계 개발 및 구축』 사전기획연구 보고서, 2021

- GAIA-X는 유럽 내 디지털 자주권 (Digital Sovereignty)을 확보하고 데이터 보호, 투명성, 보안, 데이터 권리 등과 관련된 유럽 정책을 준수하는 데이터 교환 생태계를 구축하고자 하는 협의체임

- 독일연방경제기술부(BMWK)는 DE-CIX(Deutscher Commercial Internet Exchange)라는 독일의 대표적인 통신 사업자에게 GAIA-X 프로젝트를 위한 네트워크 인프라 구축을 위임하고 약 875만 유로를 투자함(Tellus project)

- GAIA-X의 등대 프로젝트(lighthouse project)는 투명성, 개방성, 신뢰 기반의 데이터 교환 플랫폼을 다양한 산업 분야에 구축함으로써 유럽 전역의 산업 분야에 디지털 전환을 이루고자 하는데 목적을 두고 있음

- 등대 프로젝트(lighthouse project)가 추진 중인 산업 분야는 자동차, 클라우드, 모빌리티, 농업, 제조업 등 으로 Catena-X Automotive Network, Structura-X, Mobility Data Space(MDS), AGDATAHUM, Smart Connected Supplier Network(SCSN), European Production Gigabit(EuProGigant)가 있음

- GXFS(GAIA-X Federation Services)는 인프라 생태계와 데이터 생태계를 연결함으로써 사용자 인증, 정책, 데이터 교환 프로세스 등을 데이터 제공자 및 소비자에게 제공하기 위한 GAIA-X의 협업 서비스임. 현재 오픈소스 기반으로 개발을 진행 중이며 2022년 중반에 개발을 완료하고 서비스를 제공하는 것이 목표임. 개발 중인 세부 컴포넌트들로는 신뢰 기반 인증 관리, 데이터 거래, 데이터 교환 로그, 모니터링 자동화, 포털 서비스, 오케스트레이션 등이 포함됨

● (유럽-네덜란드) 네덜란드는 신뢰 기반의 데이터 교환이 가능한 디지털 인프라를 구축하기 위해 중립적, 비영리 목적의 AMdEX(Amsterdam Data Exchange) 프로젝트를 추진함

<그림 10> AMdEX(Amsterdam Data Exchange) 체계

출처) https://amdex.eu/

- 네덜란드는 유럽 최대의 개방형 네트워크 교환 인프라인 AMS-IX와 NetherLight를 통해 데이터 교환 목적의 초광대역 인프라를 구축함. 또한 해당 인프라를 기반으로 실제 데이터를 제공자와 사용자 간 유통 및 거래할 수 있는 개방형 데이터 교환 서비스를 개발 중임

- AMdEX는 네덜란드 산·학·연에서 공동으로 주도하에 EU 유럽지역발전기금과 네덜란드 Noord-Holland 주정부에서 지원. 특히, 정부, 국가연구망, 인터넷교환 사업자, 대학, 플랫폼 개발사(창업) 등으로 구성된 5개의 창립 멤버들은 자체적으로 150만 유로를, 유럽 지역 개발 기금(European Regional Development Fund (ERDF))으로 120만 유로를 보조금으로 유치하여 프로젝트를 추진함

※ 암스테르담경제위원회, SURF(네덜란드연구교육재단), AMS-IX(암스테르담 인터넷 교환 노드), dexes(Data exchange as a service), 암스테르담대학 등 공동 참여

- AMdEX는 데이터 소유자(Data Owner), 데이터 허브(Data Hub), 데이터 제품(Data Product) 간 개방형 데이터 시장을 제공함으로써 주체 간 공정한 실시간 거래가 가능한 서비스를 제공하고자 함

- AMdEX는 오픈 사이언스 환경에서의 연구자와 관련 산업간 항공기 유지보수 데이터, 하천 등의 도시 인프라의 센서 데이터, 교통 환경 등의 스마트 모빌리티 데이터 등의 연구데이터를 교환할 수 있는 RDX(Research Data eXchange)를 추진함

- AMdEX의 네트워크 인프라는 미래 소프트웨어 정의 네트워크(Software-Defined Future Internet Infrastructure), 초광대역 네트워크, 온디맨드 서비스 네트워크 기술 등의 차세대 네트워크 기술들을 접목함

<그림 11> AMdEX의 네트워크 구조

● (미국) 미국연구재단(NSF)은 ’15년부터 글로벌 연구 데이터의 초고속 전송을 위해 차세대 SDN 기술 기반의 소프트웨어 정의 네트워킹 교환(SDX) 프로젝트들을 추진함

- SDX는 인터넷 프로토콜 기반의 기존 네트워크와 프로그래밍이 가능한 SDN 기반 차세대 네트워크를 연동하기 위한 교환 노드의 연구개발을 추진하는 프로젝트임. NSF는 SDX와 관련하여 AtlanticWave-SDX, StarLight SDX, Pacific Wave Expansion 등의 프로젝트들을 추진하고 있음

<그림 12> Internet2의 I2CC 및 I2PX 연계 구조

- 미국의 최대 국가연구망인 Internet2는 미국 내 대용량 연구데이터 교환 및 스트리밍을 위해 다수의 네트워크가 직접 L3(인터넷 프로토콜) 기반 연동을 가능하게 하는 I2PX(Internet2 Peering Exchange)를 제공하고 있음 - Internet2는 마이크로소프트 Azure, 구글 Cloud Platform, 아마존 AWS 등의 다수의 클라우드 사업자와 직접

연동 가능한 I2CC(Internet2 Cloud Connect)를 제공하고 있음

- 미국은 바이오분야의 데이터를 연구자 및 연구기관 간 저장, 공유, 처리하기 위한 오픈 소스 기반 플랫폼으로서 Network Data Exchange(NDEx) 프로젝트를 추진하고 있음

● (중국) 중국은 ’21년 10월, 데이터 제공자와 소비자 간 데이터를 거래할 수 있는 Shanghai’s Data Exchange를 개소하여 국가 주도의 데이터 교환 플랫폼 구축을 추진하고 있음

- 중국은 4차 산업혁명 시대의 데이터 가치를 극대화하기 위하여 ’21년 11월 26일 상하이 데이터 거래소 개소를 통해 국가 경쟁력을 향상하고자 함

- 중국은 중국 인터넷 네트워크 정보 센터, 차이나 유니콤, Fudan 대학, 중국정보통신기술원(CAICT)과 공동으로 데이터 교환을 위한 네트워크 인프라의 구축과 함께 데이터 교환 및 거래를 위한 데이터 교환 플랫폼을 구축함

정부 차원의 국가 데이터 교환 체계 마련

- 현시점에서 기존 인터넷 교환 노드로는 불가능한 대규모 데이터에 대한 이동·교환·공유를 위한 새로운 개념의 초고성능 국가 데이터 교환 체계가 요구됨

※ 유럽, 북미, 중국 등에서는 정부 주도 하에 데이터 기반의 사회 현안 해결 및 데이터 가치 극대화를 위해 공공·민간의 대규모 데이터 공유·활용을 촉진하고자 국가 데이터 교환 노드 구축과 이를 기반으로 한 민·관의 데이터 거래소 운영이 본격적으로 시작되고 있으며, 이에 대한 정부차원의 대응 전략이 필요함

※ 초연결·초지능·초격차 디지털 핵심 기술 중 대용량 데이터 공유를 가능하게 하는 초연결 데이터 인프라로서 초고속 국가 데이터 교환 인프라 확보가 필요함

- 데이터산업법(’21.10 제정)에서 요구하는 데이터의 생산, 거래, 활용을 위한 데이터의 전송, 즉, 빅데이터 전송이 가능한 국가 데이터 네트워크로서 국가 데이터 교환 노드 구축이 요구됨

항목 데이터 교환 노드(Data Exchange) 인터넷 교환 노드(Internet Exchange)

주목적 데이터 교환 인터넷 접속

이용자 데이터 공급처(제공자), 데이터 수요처(이용자) 전 세계 인터넷 사용자

주체 정부 주도 민간 주도

참여의 개방성 개방형 폐쇄형

연동방법 신뢰 기반 연동 비신뢰 기반 연동

*BGP 해킹 등으로 인한 인터넷 위협

국내 부재 KT, SKB, LG-U+, KINX

국제

유럽, 미국, 중국 본격 추진 시작 (정부주도)

*GAIA-X Data Exchange/유럽, AMdEX/네덜란드, Shanghai's Data Exchange/중국, NDEx & AtlanticWave-SDX/미국 등

유럽, 북남미, 아시아 등 글로벌 생태계(민간주도) AMS-IX/네덜란드, DE-CIX/독일, LINX/영국, Equinix/미국, HK-IX/중국,

IX.br/브라질 등

접속 네트워크 특성

이기종(접속다양성)/초고속/초저지연 지원

*Internet WAN(인터넷 프로토콜),Internet LAN, Interconnect (HPC/Cloud/DataCenter), Software-Defined Network, Lightpath 등

단일 인터넷 프로토콜(BGP peering) 지원

*Internet WAN

적용기술 SDX, P4, NG-SDN 등ﾠ

차세대 네트워크 기술 TCP/IP 기반 전통적 Internet 기술

정부정책 부합

디지털 전환 & 디지털 경제, 데이터/디지털 인프라 구축

*데이터 활용률 세계 선도국

국가정보화, 초고속인터넷 구축

*세계 최고 인터넷 보급율('01)

관련법 초고성능컴퓨팅법('11), 데이터산업법('21) 정보화촉진기본법('95), 전자정부법('01)

<표 2> 데이터 교환 노드와 인터넷 교환 노드 비교

국가 데이터 교환 체계 개발 및 구축 전략 제언

4.

국가 데이터 교환 노드 핵심 기술 확보 및 구축 전략

- KISTI는 ’88년부터 진행한 과학기술연구망사업을 통하여, 기초 과학 및 응용 연구 전용의 광대역 네트워크 운영 경험과 확보된 초고속 데이터 전송 기술, SDN 기반의 소프트웨어 기반의 네트워크 운영 기술, T&I(Trust & Identity) 기반 신뢰 네트워킹 기술 등을 활용하여 데이터 교환 노드의 핵심 기술에 대한 개발이 가능함

- 국가 데이터 교환 노드는 민·관 이기종의 다양한 데이터 네트워크 연동할 수 있어야 하며, 이를 위해서는 망의 중립성, 투명성, 개방성 확보가 필수적으로 요구됨

- 과학기술연구망과 글로벌과학기술협업연구망, 초고성능컴퓨팅 네트워크는 물론, 바이오데이터허브를 포함한 데이터 댐 네트워크, 민간의 클라우드 네트워크, 인터넷 교환 노드 등이 모두 국가 데이터 교환 노드에 직접 연동됨 으로써 국내 연구데이터의 활용을 극대화 할 수있음

- 4차 산업혁명 시대에 인공지능·데이터 융합을 견인하는 국가초고성능컴퓨팅의 혁신적인 공동 활용을 위하여 지역적으로 분산되어 있는 초고성능컴퓨터 간의 데이터 교환 체계로써의 국가 데이터 교환 노드 구축이 필요함 - 국가 데이터 교환 노드는 네트워크의 네트워크로써 다양한 네트워크가 집결되는 거대 통신사의 데이터센터 내에

위치함으로써 데이터 교환 노드와 연동하는 네트워크 간 연동비용(전용회선 임차비용 등)을 절감할 수 있음 - SKT 아시아태평양 IP 허브 전략, KT의 글로벌 게이트웨이 전략 등 통신사의 글로벌 전략과 연계함으로써 국가

데이터 교환 노드가 아시아태평양 지역의 대표 데이터 교환 노드로 성장 가능함

<그림 13> 국가 데이터 교환 노드 연계도

• 4차산업혁명위원회, 데이터플랫폼 활성화 방안, 2021.06.11.

• 과학기술정보통신부, 2023년도 국가연구개발 투자방향 및 기준, 2022.03.08.

• 과학기술정보통신부, 4차 산업혁명 대도약(퀀텀점프)을 위한 국가초고성능컴퓨팅 혁신전략, 2021.05.28.

• 과학기술정보통신부, 인공지능(AI) 국가전략, 2019.12.17.

• 조부승 외, 『과학기술 연구데이터 국가 데이터 교환 체계 개발 및 구축』사전기획연구 보고서 , 한국과학기술정보연구원, 2021.12.

• 한국지능정보사회진흥원, 한국인터넷백서, 2020.

• AMdEX homepage, https://amdex.eu/

• Anja Feldmann et al., “The Lockdown Effect: Implications of the COVID-19 Pandemic on Internet Traffic”, ACM INTERNET MEASUREMENT CONFERENCE, 2020.

• Arpit Gupta, Laurent Vanbever, Muhammad Shahbaz, Sean P. Donovan, Brandon Schlinker Nick Feamster, Jennifer Rexford, Scott Shenker, Russ Clark, Ethan Katz-Bassett, “SDX: A Software Defined Internet Exchange” SIGCOMM’14, August 17-22, 2014.

• AtlanticWave-SDX homepage, https://www.atlanticwave-sdx.net/

• Cees de Laat, “ICT to Support the Transformation of Science in the Roaring Twenties”, SCAsia 2021.

• GAIA-X Architecture Document, 2021.12 Release.

• GAIA-X homepage, https://www.gaia-x.eu/

• Intenet2 homepage, https://internet2.edu/

• Marc Bruyere, Remy Lapeyrade, Eder L. Fernandes, Andrew W. Moore, “Umbrella: a deployable SDN- enabled IXP Switching Fabric” SOSR’18, March 28, 2018.

• Sandvine, “The Global Internet Phenomena Report”, January 2022.

참고문헌

KISTI ISSUE BRIEF는 국가 과학기술 정보 분야 대표기관인 KISTI가 최근의 과학기술 정보 관련 현안·이슈를 저 자 조 부 승

KISTI 과학기술디지털융합본부 과학기술연구망센터 책임연구원 T. 042-869-0584

E. [email protected] 박 성 진

KISTI 과학기술디지털융합본부 과학기술연구망센터 박사후연구원 T. 042-869-1997

E. [email protected]

발 행 일 발 행 인 편 집 위 원 발 행 처

I S S N

2022. 06. 20.

김재수

조민수, 최희석, 이준, 정한민, 함재균, 이준영, 이상환, 정도범

34141 대전광역시 유성구 대학로 245 한국과학기술정보연구원 정책연구실 https://www.kisti.re.kr

2635-5728 제43호