인텐트 기반 네트워킹 기술 동향
2021-09-04
org.kosen.entty.User@5b416e20
이규명(gmlee)
인텐트 기반 네트워킹 기술 동향
이규명, g.m.lee@ljmu.ac.uk
영국 리버풀존무어스대학, 컴퓨터과학과
Key words
Intent Based Networking, Autonomous Networks, Artificial Intelligence
인텐트 기반 네트워킹, 자율 네트워크, 인공지능
1. 개요
최근 인공지능 기술 발달과 함께 자율 네트워크 (Autonomous Networks, AN) 기술을 구현하기 위하여 사용자의 인텐트(Intent, 의도)를 이해하고 이를 바탕으로 네트워크 상황 변화를 인지 및 예측하여, 동적으로 환경을 구성하여 네트워크의 제어와 관리를 효율적으로 하고자 하는 연구가 많이 진행되고 있다. 따라서 인텐트 기반 네트워킹 (Intent Based Networking, IBN) 기술에 대한 이해를 바탕으로 주요 표준화 현황 및 최근 연구 개발 동향을 살펴본다. 또한 이를 구현하기 위한 오픈 소스 동향도 함께 살펴본다.
2. 인텐트 기반 네트워킹 개념 및 특징
인텐트 기반 네트워킹은 기존 네트워크를 구성하고 네트워크 문제에 대응하는 수동적인 프로세스를 대체하기 위해서 높은 수준의 지능을 적용하여 인텐트에 기반한 의도한 상태의 네트워크를 손쉽게 구성하는 네트워킹을 의미한다.
시스코(Cisco)에 의하면 네트워크 기반 인텐트로 다음과 같은 사례를 들 수 있다. 인텐트로 “내가 오전 10시에 화상회의가 있다.”고 설정하면, 이를 바탕으로 네트워크는 다음을 실행하게 된다. “원격 피어(Peer)에 대한 고화질(HD) 비디오 세션을 생성하고, 이 특정 세션에 필요한 종단간 서비스 품질 매개변수 생성, 대역폭 예약, 오디오 설정 및 성능 검증을 하면서 연결을 안전하게 유지하는 역할을 수행한다. 또한 세션이 끝나면 HD 비디오 세션 연결을 끊고 종단간 서비스 품질(Quality of Service, QoS) 세션을 제거하고 대역폭 예약을 제거한다.” 유사하게 사용자가 특정 어플리케이션을 실행하고자 하거나 특정 수준의 보안을 요청하는 등을 인텐트로 정의하고, 이에 맞춤형으로 네트워크 구성 및 동적 운영 관리가 가능하도록 하는 것을 목표로 한다[1].
인텐트 기반 네트워킹의 장점으로 우선 네트워크에 사람의 개입을 최소화하고 인텐트를 해석하여 사용자의 요구에 신속 대응을 할 수 있다는 점이다. 이를 통하여 점점 완전 자율 네트워크 형태로 진화 발전시키는데 있어 요소기술이 될 수 있다. 또한 네트워크를 유지 및 관리하는데 시간과 노력을 감소시켜 운영 관리 비용을 줄일 수 있다. 뿐만 아니라 전통적인 네트워크 엔지니어링 측면에서 자동 위협 탐지 및 대응 등을 통해 네트워크의 리스크를 크게 줄이면서 네트워크의 효율을 증대 시키는데 기여할 수 있다.
가트너(Gartner)는 IBN을 위한 다음 4가지 요건을 제시하고 있다[2].
그림 1. 가트너(Gartner)가 제시한 인텐트 기반 네트워킹 개념[2]
그림 1에 제시한 것처럼 인텐트 기반 네트워킹 시스템을 위해서는 우선 상위 비즈니스 로직 및 정책으로부터 입력을 받아서 이를 해석하는 인텐트 엔진 및 알고리즘이 필요하며, 네트워크 상태 데이터 스토어 및 환경구성, 자동화 및 오케스트레이션을 위한 엔진이 필요하게 된다.
하부 네트워크에 위치하는 스위치, 라우터 및 컨트롤러 등과 같은 네트워크 인프라 컴포넌트로부터 정보를 주고받기 위한 인터페이스가 필요하며, 여기에서 얻어지는 정보를 바탕으로 실시간으로 인텐트를 검정하고, 네트워크 상태 및 환경구성 정보를 업데이트하게 된다.
3. 인텐트 기반 네트워킹 표준화 기술
3.1. IETF (Internet Engineering Task Force)
IETF 네트워크 관리 연구그룹(Network Management Research Group, NMRG)에서 2017년부터 인텐트 기반 네트워킹에 대한 문제 정의 및 기술에 대한 이해를 바탕으로 선행 기술표준 측면에서 여러 건의 Internet-Draft 개발을 진행 중에 있다[3].
인텐트에 대한 개념 정의를 바탕으로 이를 적용할 서비스 모델 및 정책에 대한 이해를 바탕으로 사용자 유형, 네트워크 범주 등에 따른 인텐트 분류(Taxonomy) 작업이 마무리 단계에 있으며, 이를 바탕으로 인텐트 기반 네트워킹 요구사항을 바탕으로 구조 설계 및 서비스 시나리오 및 개념 검증 작업을 진행하고, 관련 유스케이스를 발굴하고 있다.
전달망에 네트워크 슬라이싱 기술에 IBN 기술을 도입하기 위한 IETF 네트워크 슬라이스 인텐트 및 여러 도메인 간 인텐트 기반 네트워킹을 적용하기 위한 상호연결 인텐트(Interconnection Intents) 등에 대한 기술 논의가 진행되고 있다. 지금까지 언급된 표준 중 인텐트 기반 네트워킹 개념 및 분류 문서 등은 최종 마무리 단계 (RFC Last Call 단계)에 있다.
다음은 IETF에서 진행되고 있는 주요 표준 문서 목록을 보여준다.
3.2. 3GPP (The 3rd Generation Partnership Project)
5G 네트워크 기술 표준화를 진행하고 있는 3GPP에서는 2018년부터 모바일 네트워크를 위한 망 관리 측면에서 인텐트 기반 네트워킹을 적용하여 인텐트 기반 관리 및 오케스트레이션 기술에 중점을 두고 있다. 이를 위해 인텐트 주도 관리(Intent driven management) 개념, 시나리오 및 인텐트를 표현하기 위한 표준 기술을 개발 중에 있다[4].
특히 무선망관리 측면에서 인텐트 기반 네트워킹 기술을 접목하는데 관심이 많다. 다음은 현재 3GPP에서 개발 중인 인텐트 기반 관리 서비스에 대한 문서 목록을 보여준다.
3.3. ETSI (European Telecommunications Standards Institute)
ETSI ENI(Experiential Networked Intelligence) 그룹에서는 자율 네트워킹을 위한 솔루션으로 제로 터치 네트워크 및 서비스 관리 (Zero-touch network and Service Management, ZSM)에 대한 기술을 논의 중에 있으며 이를 실현하기 위한 요소기술로 인텐트 기반 네트워킹을 고려 중이다[5].[6].
다음은 현재 ETSI에서 개발 중인 주요 문서 목록을 보여준다.
3.4. ITU-T (ITU Telecommunication Standardization Sector)
ITU-T 미래 네트워크 2020 기술을 위한 포커스 그룹(FG NET-2030)에서 네트워크 구조 프레임워크 문서를 개발하였으며, 인텐트 기반 네트워킹을 요소기술 중 하나로 선정하고, 핵심 개념 및 기능 구조 등을 명세하고 있다.
2020년부터 네트워크 진화 측면에서 인텐트 기반 네트워킹 시나리오 및 요구사항 표준 개발을 시작하였고, 네트워크 슬라이싱 지원을 위한 인텐트 기반 네트워킹 관리 및 오케스트레이션 기술에 대한 표준 개발을 2021년에 시작하였다. FN2030 구조 프레임워크 기반 인텐트 기반 네트워킹 권고안 개발에 관심이 많다.
다음은 현재 ITU-T에서 개발 중인 주요 문서 목록을 보여준다.
4. 기술 개발 동향
4.1. 인공지능 적용 인텐트 기반 네트워킹 기술
시스코, 주니퍼 등 글로벌 밴더는 시간이 오래 걸리고 수동적으로 네트워크를 관리하던 기존 방식을 근본적으로 변화시키기 위해 비즈니스의 의도를 읽고 이를 네트워크 정책으로 변경하여 인프라에서 활성화해 주고, 네트워크가 의도한 대로 작동하는지에 대한 지속적 검증이 가능한 인텐트 기반 네트워킹 기술을 개발 중이다.
그림 3에 제시한 시스코의 사례처럼 최근에는 인텐트 기반 네트워킹에 인공지능 기술을 접목한 자율 네트워킹 기술 개발을 통해 스스로 의도(인텐트)를 읽고, 상황인지를 통해 이해하며, 직관력 및 예측 기술을 가지고 정보 분석이 가능하여 스스로 학습을 지속, 적응 및 자동화에 초점을 맞춘 미래형 네트워크로 진화 중이다.
그림 2. 인공지능 적용 인텐트 기반 네트워킹 (시스코)
4.2. NetApp 적용 네트워크 플랫폼 기술
버티컬 서비스 지원을 위한 네트워크 기술의 필요성에 따라 다양한 사물인터넷 (Internet of Things, IoT) 응용 서비스에 맞춤형 네트워크 자원 관리 및 운영이 가능한 통합 네트워킹 기능 플랫폼을 구축, 사용자 주도 네트워크 기능 제공을 위한 NetApp 기술을 개발 중이다.
NetApp은 사용자 요구에 부합하는 하부 네트워크 기능에 형성된 서비스 체인을 위한 네트워크 기능 가상화, 소프트웨어 이미지, 환경구성 스크립트 등을 포함한 패키지를 의미한다.
EU VITAL 5G, 5G-INDUCE, 5MediaHub 프로젝트 등에서 NetApp 기반 통합 네트워킹 기능 플랫폼 기술에 중점을 두고 있으며, 5G-INDUCE 프로젝트는 IBN 기술을 접목한 NetApp 적용 5G 네트워크 플랫폼 개발 중이다.
그림 3. IBN 기술 적용 NetApp 기반 5G 네트워크 플랫폼 (EU 5G-INDUCE)[8]
4.3. 전주기 네트워크 관리 기술
유럽 5G-PPP(5G Infrastructure Public Private Partnership)는 시스템 개발과 운영 사이에 소통, 협업, 통합 및 자동화를 강조하는 에자일 소프트웨어 개발과 지속적 통합을 강조한 DevOps 개념을 전주기 네트워크 관리에 적용하기 위해 노력 중이다.
EU NGPaaS 프로젝트에서 개발한 Dev-for-Operations 모델(그림 4)은 DevOps 개념을 확장하여 네트워크 에지에서 버티컬 서비스와 네트워크 운영을 전주기 맞춤형으로 설계한 플랫폼 기술을 개발하였으며, 보안 및 프라이버시 기술을 적용한 고신뢰 소프트웨어 환경 제공을 DevSecOps도 소개되었다. 이와 유사하게 인텐트 기반 관리 라이프 사이클(그림 5)을 바탕으로 전주기로 인텐트를 관리하기 위한 솔루션 개발이 진행 중이다.
그림 4. DevOps와 Dev-for-Operation 워크플로우 (EU NGPaaS)[9]
그림 5. 인텐트 기반 관리 라이프 사이클
4.4. IBN 관련 오픈소스
ONF – 인텐트 API 정의
ONF(Open Networking Foundation)에서 정의한 인텐트 NBI(North Bound Interface)를 사용자와 네트워크 사업자 간의 인터페이스로 규정하고 인텐트 기반 네트워킹을 위한 인텐트 API (Application Programming Interface)를 새롭게 정의하고 관련 서비스 모델 및 기능 표준 개발 중이다. ONF에서 정의한 인텐트 NBI를 이용하여 인텐트 기반 네트워킹을 적용하는데 관심이 많다[10].
그림 6. ONF 정의 인텐트 NBI[10]
ONOS - 인텐트 프레임워크 제공
ONOS(Open Network Operating System)는 차세대 SDN/NFV 솔루션 구축을 위한 선도적 인 오픈 소스 SDN 컨트롤이다. ONOS는 단순화된 프로그래밍 인터페이스로 새로운 동적 네트워크 서비스를 생성 및 배포할 수 있는 유연성을 제공하면서 화이트 박스 상인 실리콘 하드웨어의 경제성을 활용하는 캐리어 급 솔루션을 구축하려는 사업자의 요구를 충족하도록 설계되었다. ONOS는 네트워크의 구성 및 실시간 제어를 모두 지원하므로 네트워크 패브릭 내에서 라우팅 및 스위칭 제어 프로토콜을 실행할 필요가 없다. 지능(인텔리전스)을 ONOS 클라우드 컨트롤러로 이동함으로써 혁신이 가능 해지고 최종 사용자는 데이터 플레인 시스템을 변경할 필요없이 새로운 네트워크 애플리케이션을 쉽게 만들 수 있다[11].
ONOS 플랫폼에는 다음이 포함된다.
그림 7은 EU ACINO 프로젝트에서 제시한 ACINO 오케스트레이터 구조 및 ONOS 인텐트 프레임워크 메커니즘을 보여준다[12].
그림 7. ACINO 오케스트레이터 기본 구조 및 인텐트 프레임워크 메커니즘
5. 결론
지금까지 시간이 오래 걸리고 수동적으로 네트워크를 관리하던 기존 방식을 근본적으로 변화시키기 위해 비즈니스의 의도(인텐트)를 정확하게 읽고 이를 네트워크 정책으로 변경하여 하부 네트워크 인프라에서 관련 설정을 통해 활성화해 주고, 네트워크가 의도한 대로 작동하는지에 대한 지속적 검증이 가능한 인텐트 기반 네트워킹 기술에 대한 관심이 많이 높아지고 있다.
이런 변화에는 최근 인공지능 기술의 확산과도 관련이 있다. 본 보고서에 설명했듯이 인공지능 기술에 인텐트 개념을 접목하면 지금까지 오랫동안 연구개발 해 왔던 완전 자율 네트워킹 기술로의 전환이 가능하게 된다. 따라서, 인텐트로부터 해석된 정보를 바탕으로 사람의 개입없이 스스로 네트워크 데이터 및 상황분석을 통한 유용한 지식을 획득하고, 향상된 성능 및 보안을 위하여 좀 더 지능화된 의사결정이 가능한 형태의 네트워크 고도화가 현실화될 수 있는 단계에 온 것이다.
현재 여러 기구에 진행 중인 표준안 개발이 완료되면 이를 바탕으로 인텐트 기반 네트워킹 기술이 실제 네트워크 적용되어 다양한 형태의 사용자 중심 편리한 서비스가 제공될 수 있기를 기대해 본다.
References
1. Cisco, Intent-Based Networking, https://www.ciscopress.com/articles/article.asp?p=2995353
2. Joe Skorupa, Andrew Lerner, Sanjit Ganguli, “Innovation Insight: Intent-Based Networking System,” Gartner, February 2017.
3. IETF, Network Management Research Group, https://datatracker.ietf.org/rg/nmrg/
4. 3GPP, Service and System Aspects, https://www.3gpp.org/specifications-groups/25-sa
5. ETSI, Experiential Networked Intelligence (ENI), https://www.etsi.org/technologies/experiential-networked-intelligence
6. ETSI, Zero-touch network and Service Management (ZSM), https://www.etsi.org/technologies/zero-touch-network-service-management
7. ITU-T, FG NET-2030, https://www.itu.int/en/ITU-T/focusgroups/net2030/Pages/default.aspx
8. EU 5G-INDUCE project, https://www.5g-induce.eu/
9. EU NGPaaS project, http://ngpaas.eu/
10. ONF, Open Networking Foundation, https://opennetworking.org/
11. ONOS, Open Network Operating System, https://opennetworking.org/onos/
12. EU ACINO project, https://github.com/ACINO-H2020
이규명, g.m.lee@ljmu.ac.uk
영국 리버풀존무어스대학, 컴퓨터과학과
Key words
Intent Based Networking, Autonomous Networks, Artificial Intelligence
인텐트 기반 네트워킹, 자율 네트워크, 인공지능
1. 개요
최근 인공지능 기술 발달과 함께 자율 네트워크 (Autonomous Networks, AN) 기술을 구현하기 위하여 사용자의 인텐트(Intent, 의도)를 이해하고 이를 바탕으로 네트워크 상황 변화를 인지 및 예측하여, 동적으로 환경을 구성하여 네트워크의 제어와 관리를 효율적으로 하고자 하는 연구가 많이 진행되고 있다. 따라서 인텐트 기반 네트워킹 (Intent Based Networking, IBN) 기술에 대한 이해를 바탕으로 주요 표준화 현황 및 최근 연구 개발 동향을 살펴본다. 또한 이를 구현하기 위한 오픈 소스 동향도 함께 살펴본다.
2. 인텐트 기반 네트워킹 개념 및 특징
인텐트 기반 네트워킹은 기존 네트워크를 구성하고 네트워크 문제에 대응하는 수동적인 프로세스를 대체하기 위해서 높은 수준의 지능을 적용하여 인텐트에 기반한 의도한 상태의 네트워크를 손쉽게 구성하는 네트워킹을 의미한다.
시스코(Cisco)에 의하면 네트워크 기반 인텐트로 다음과 같은 사례를 들 수 있다. 인텐트로 “내가 오전 10시에 화상회의가 있다.”고 설정하면, 이를 바탕으로 네트워크는 다음을 실행하게 된다. “원격 피어(Peer)에 대한 고화질(HD) 비디오 세션을 생성하고, 이 특정 세션에 필요한 종단간 서비스 품질 매개변수 생성, 대역폭 예약, 오디오 설정 및 성능 검증을 하면서 연결을 안전하게 유지하는 역할을 수행한다. 또한 세션이 끝나면 HD 비디오 세션 연결을 끊고 종단간 서비스 품질(Quality of Service, QoS) 세션을 제거하고 대역폭 예약을 제거한다.” 유사하게 사용자가 특정 어플리케이션을 실행하고자 하거나 특정 수준의 보안을 요청하는 등을 인텐트로 정의하고, 이에 맞춤형으로 네트워크 구성 및 동적 운영 관리가 가능하도록 하는 것을 목표로 한다[1].
인텐트 기반 네트워킹의 장점으로 우선 네트워크에 사람의 개입을 최소화하고 인텐트를 해석하여 사용자의 요구에 신속 대응을 할 수 있다는 점이다. 이를 통하여 점점 완전 자율 네트워크 형태로 진화 발전시키는데 있어 요소기술이 될 수 있다. 또한 네트워크를 유지 및 관리하는데 시간과 노력을 감소시켜 운영 관리 비용을 줄일 수 있다. 뿐만 아니라 전통적인 네트워크 엔지니어링 측면에서 자동 위협 탐지 및 대응 등을 통해 네트워크의 리스크를 크게 줄이면서 네트워크의 효율을 증대 시키는데 기여할 수 있다.
가트너(Gartner)는 IBN을 위한 다음 4가지 요건을 제시하고 있다[2].
- 변환과 검증: 네트워크 관리자의 의도(즉, 인텐트)를 정책(Policy)으로 바꾸고, 실제 실행할 수 있는지 확인할 수 있어야 한다.
- 자동 수행: 네트워크를 특정 상태로 유지하기 위한 모든 기능 제공에 있어 관리자의 개입을 최소화하여 자동으로 네트워크 관련 작업을 수행이 이루어져야 한다.
- 상황 인식: 지속적 모니터링, 관련 데이터 수집, 모니터링 데이터로 네트워크를 특정 상태로 유지할 수 있어야 한다.
- 동적인 최적화: 의도한 대로 네트워크를 유지하는 최적의 방법을 판단, 조정 작업 및 자동 실행이 되어야 한다.
그림 1. 가트너(Gartner)가 제시한 인텐트 기반 네트워킹 개념[2]
그림 1에 제시한 것처럼 인텐트 기반 네트워킹 시스템을 위해서는 우선 상위 비즈니스 로직 및 정책으로부터 입력을 받아서 이를 해석하는 인텐트 엔진 및 알고리즘이 필요하며, 네트워크 상태 데이터 스토어 및 환경구성, 자동화 및 오케스트레이션을 위한 엔진이 필요하게 된다.
하부 네트워크에 위치하는 스위치, 라우터 및 컨트롤러 등과 같은 네트워크 인프라 컴포넌트로부터 정보를 주고받기 위한 인터페이스가 필요하며, 여기에서 얻어지는 정보를 바탕으로 실시간으로 인텐트를 검정하고, 네트워크 상태 및 환경구성 정보를 업데이트하게 된다.
3. 인텐트 기반 네트워킹 표준화 기술
3.1. IETF (Internet Engineering Task Force)
IETF 네트워크 관리 연구그룹(Network Management Research Group, NMRG)에서 2017년부터 인텐트 기반 네트워킹에 대한 문제 정의 및 기술에 대한 이해를 바탕으로 선행 기술표준 측면에서 여러 건의 Internet-Draft 개발을 진행 중에 있다[3].
인텐트에 대한 개념 정의를 바탕으로 이를 적용할 서비스 모델 및 정책에 대한 이해를 바탕으로 사용자 유형, 네트워크 범주 등에 따른 인텐트 분류(Taxonomy) 작업이 마무리 단계에 있으며, 이를 바탕으로 인텐트 기반 네트워킹 요구사항을 바탕으로 구조 설계 및 서비스 시나리오 및 개념 검증 작업을 진행하고, 관련 유스케이스를 발굴하고 있다.
전달망에 네트워크 슬라이싱 기술에 IBN 기술을 도입하기 위한 IETF 네트워크 슬라이스 인텐트 및 여러 도메인 간 인텐트 기반 네트워킹을 적용하기 위한 상호연결 인텐트(Interconnection Intents) 등에 대한 기술 논의가 진행되고 있다. 지금까지 언급된 표준 중 인텐트 기반 네트워킹 개념 및 분류 문서 등은 최종 마무리 단계 (RFC Last Call 단계)에 있다.
다음은 IETF에서 진행되고 있는 주요 표준 문서 목록을 보여준다.
- Intent-Based Networking - Concepts and Definitions <draft-irtf-nmrg-ibn-concepts-definitions-03>: 본 표준은 인텐트 기반 네트워킹의 서비스 모델, 정책 기반 네트워크 관리 및 인텐트 등에 대한 개념을 제시하고, 원칙(principle) 및 주요 기능에 대한 설명을 담고 있다.
- Intent Classification <draft-irtf-nmrg-ibn-intent-classification-02>: 본 표준은 상위 레벨 인텐트 요구사항을 바탕으로 인텐트에 대한 이해를 기반으로 인텐트에 대한 상세 분류를 제시한다.
- Service Assurance for Intent-based Networking Architecture <draft-claise-opsawg-service-assurance-architecture-04>: 본 표준은 하부 네트워크와 상위 서비스와 관계에서 인텐트 기반 네트워크의 서비스 보장에 대한 구조를 기술한다.
- IETF Network Slice Intent <draft-contreras-nmrg-transport-slice-intent-04>: 본 표준은 IETF 에서 정의한 네트워크 슬라이싱 개념에 바탕으로 네트워크 슬라이스 인텐트를 정의한다.
- Interconnection Intents <draft-Contreras-nmrg-interconnection-intents-00>: 본 표준은 여러 도메인으로 구성된 네트워크 간의 연결을 고려한 상호연결 인텐트를 도입하고 관련 유즈케이스를 제시한다.
3.2. 3GPP (The 3rd Generation Partnership Project)
5G 네트워크 기술 표준화를 진행하고 있는 3GPP에서는 2018년부터 모바일 네트워크를 위한 망 관리 측면에서 인텐트 기반 네트워킹을 적용하여 인텐트 기반 관리 및 오케스트레이션 기술에 중점을 두고 있다. 이를 위해 인텐트 주도 관리(Intent driven management) 개념, 시나리오 및 인텐트를 표현하기 위한 표준 기술을 개발 중에 있다[4].
특히 무선망관리 측면에서 인텐트 기반 네트워킹 기술을 접목하는데 관심이 많다. 다음은 현재 3GPP에서 개발 중인 인텐트 기반 관리 서비스에 대한 문서 목록을 보여준다.
- 3GPP TS 28.312: Intent driven management services for mobile networks (개발중)
- 3GPP TR 28.812: Study on scenarios for Intent driven management services for mobile networks (개발중)
3.3. ETSI (European Telecommunications Standards Institute)
ETSI ENI(Experiential Networked Intelligence) 그룹에서는 자율 네트워킹을 위한 솔루션으로 제로 터치 네트워크 및 서비스 관리 (Zero-touch network and Service Management, ZSM)에 대한 기술을 논의 중에 있으며 이를 실현하기 위한 요소기술로 인텐트 기반 네트워킹을 고려 중이다[5].[6].
다음은 현재 ETSI에서 개발 중인 주요 문서 목록을 보여준다.
- ENI GS ENI 005: System Architecture: 본 문서는 지능화된 네트워크 개발을 목표로 이를 지원하기 위한 상세 기능 구조를 제시한다.
- ENI ISG PoCReport: PoC#8 Intent-based user experience optimization: 인텐트 기반 사용자 경험 최적화 관련 개념 검증(Proof of Concept)에 대한 문서이다.
- ETSI GR ZSM 005: Zero-touch network and Service Management (ZSM); Means of Automation: 제로 터치 개념을 적용한 자율 네트워크 서비스 및 관리에 대한 문서이다.
3.4. ITU-T (ITU Telecommunication Standardization Sector)
ITU-T 미래 네트워크 2020 기술을 위한 포커스 그룹(FG NET-2030)에서 네트워크 구조 프레임워크 문서를 개발하였으며, 인텐트 기반 네트워킹을 요소기술 중 하나로 선정하고, 핵심 개념 및 기능 구조 등을 명세하고 있다.
2020년부터 네트워크 진화 측면에서 인텐트 기반 네트워킹 시나리오 및 요구사항 표준 개발을 시작하였고, 네트워크 슬라이싱 지원을 위한 인텐트 기반 네트워킹 관리 및 오케스트레이션 기술에 대한 표준 개발을 2021년에 시작하였다. FN2030 구조 프레임워크 기반 인텐트 기반 네트워킹 권고안 개발에 관심이 많다.
다음은 현재 ITU-T에서 개발 중인 주요 문서 목록을 보여준다.
- FG-FN2030: Network 2030 Architecture Framework
- Q2/13: Y.IBN-reqts, “Scenarios and Requirements of Intent-Based Network for network evolution”(개발중)
- Q21/13: Y.IMT2020-IBNMO, “Intent-based network management and orchestration for network slicing in IMT-2020 networks and beyond”(개발중)
4. 기술 개발 동향
4.1. 인공지능 적용 인텐트 기반 네트워킹 기술
시스코, 주니퍼 등 글로벌 밴더는 시간이 오래 걸리고 수동적으로 네트워크를 관리하던 기존 방식을 근본적으로 변화시키기 위해 비즈니스의 의도를 읽고 이를 네트워크 정책으로 변경하여 인프라에서 활성화해 주고, 네트워크가 의도한 대로 작동하는지에 대한 지속적 검증이 가능한 인텐트 기반 네트워킹 기술을 개발 중이다.
그림 3에 제시한 시스코의 사례처럼 최근에는 인텐트 기반 네트워킹에 인공지능 기술을 접목한 자율 네트워킹 기술 개발을 통해 스스로 의도(인텐트)를 읽고, 상황인지를 통해 이해하며, 직관력 및 예측 기술을 가지고 정보 분석이 가능하여 스스로 학습을 지속, 적응 및 자동화에 초점을 맞춘 미래형 네트워크로 진화 중이다.
그림 2. 인공지능 적용 인텐트 기반 네트워킹 (시스코)
4.2. NetApp 적용 네트워크 플랫폼 기술
버티컬 서비스 지원을 위한 네트워크 기술의 필요성에 따라 다양한 사물인터넷 (Internet of Things, IoT) 응용 서비스에 맞춤형 네트워크 자원 관리 및 운영이 가능한 통합 네트워킹 기능 플랫폼을 구축, 사용자 주도 네트워크 기능 제공을 위한 NetApp 기술을 개발 중이다.
NetApp은 사용자 요구에 부합하는 하부 네트워크 기능에 형성된 서비스 체인을 위한 네트워크 기능 가상화, 소프트웨어 이미지, 환경구성 스크립트 등을 포함한 패키지를 의미한다.
EU VITAL 5G, 5G-INDUCE, 5MediaHub 프로젝트 등에서 NetApp 기반 통합 네트워킹 기능 플랫폼 기술에 중점을 두고 있으며, 5G-INDUCE 프로젝트는 IBN 기술을 접목한 NetApp 적용 5G 네트워크 플랫폼 개발 중이다.
그림 3. IBN 기술 적용 NetApp 기반 5G 네트워크 플랫폼 (EU 5G-INDUCE)[8]
4.3. 전주기 네트워크 관리 기술
유럽 5G-PPP(5G Infrastructure Public Private Partnership)는 시스템 개발과 운영 사이에 소통, 협업, 통합 및 자동화를 강조하는 에자일 소프트웨어 개발과 지속적 통합을 강조한 DevOps 개념을 전주기 네트워크 관리에 적용하기 위해 노력 중이다.
EU NGPaaS 프로젝트에서 개발한 Dev-for-Operations 모델(그림 4)은 DevOps 개념을 확장하여 네트워크 에지에서 버티컬 서비스와 네트워크 운영을 전주기 맞춤형으로 설계한 플랫폼 기술을 개발하였으며, 보안 및 프라이버시 기술을 적용한 고신뢰 소프트웨어 환경 제공을 DevSecOps도 소개되었다. 이와 유사하게 인텐트 기반 관리 라이프 사이클(그림 5)을 바탕으로 전주기로 인텐트를 관리하기 위한 솔루션 개발이 진행 중이다.
그림 4. DevOps와 Dev-for-Operation 워크플로우 (EU NGPaaS)[9]
그림 5. 인텐트 기반 관리 라이프 사이클
4.4. IBN 관련 오픈소스
ONF – 인텐트 API 정의
ONF(Open Networking Foundation)에서 정의한 인텐트 NBI(North Bound Interface)를 사용자와 네트워크 사업자 간의 인터페이스로 규정하고 인텐트 기반 네트워킹을 위한 인텐트 API (Application Programming Interface)를 새롭게 정의하고 관련 서비스 모델 및 기능 표준 개발 중이다. ONF에서 정의한 인텐트 NBI를 이용하여 인텐트 기반 네트워킹을 적용하는데 관심이 많다[10].
그림 6. ONF 정의 인텐트 NBI[10]
ONOS - 인텐트 프레임워크 제공
ONOS(Open Network Operating System)는 차세대 SDN/NFV 솔루션 구축을 위한 선도적 인 오픈 소스 SDN 컨트롤이다. ONOS는 단순화된 프로그래밍 인터페이스로 새로운 동적 네트워크 서비스를 생성 및 배포할 수 있는 유연성을 제공하면서 화이트 박스 상인 실리콘 하드웨어의 경제성을 활용하는 캐리어 급 솔루션을 구축하려는 사업자의 요구를 충족하도록 설계되었다. ONOS는 네트워크의 구성 및 실시간 제어를 모두 지원하므로 네트워크 패브릭 내에서 라우팅 및 스위칭 제어 프로토콜을 실행할 필요가 없다. 지능(인텔리전스)을 ONOS 클라우드 컨트롤러로 이동함으로써 혁신이 가능 해지고 최종 사용자는 데이터 플레인 시스템을 변경할 필요없이 새로운 네트워크 애플리케이션을 쉽게 만들 수 있다[11].
ONOS 플랫폼에는 다음이 포함된다.
- 확장 가능한 모듈식 분산 SDN 컨트롤러 역할을 하는 플랫폼 및 애플리케이션 세트
- 새로운 소프트웨어, 하드웨어 및 서비스의 관리, 구성 및 배포를 단순화
- 엄격한 프로덕션 캐리어 환경을 충족하는 데 필요한 탄력성과 확장 성을 제공하는 스케일 아웃 아키텍처
그림 7은 EU ACINO 프로젝트에서 제시한 ACINO 오케스트레이터 구조 및 ONOS 인텐트 프레임워크 메커니즘을 보여준다[12].
그림 7. ACINO 오케스트레이터 기본 구조 및 인텐트 프레임워크 메커니즘
5. 결론
지금까지 시간이 오래 걸리고 수동적으로 네트워크를 관리하던 기존 방식을 근본적으로 변화시키기 위해 비즈니스의 의도(인텐트)를 정확하게 읽고 이를 네트워크 정책으로 변경하여 하부 네트워크 인프라에서 관련 설정을 통해 활성화해 주고, 네트워크가 의도한 대로 작동하는지에 대한 지속적 검증이 가능한 인텐트 기반 네트워킹 기술에 대한 관심이 많이 높아지고 있다.
이런 변화에는 최근 인공지능 기술의 확산과도 관련이 있다. 본 보고서에 설명했듯이 인공지능 기술에 인텐트 개념을 접목하면 지금까지 오랫동안 연구개발 해 왔던 완전 자율 네트워킹 기술로의 전환이 가능하게 된다. 따라서, 인텐트로부터 해석된 정보를 바탕으로 사람의 개입없이 스스로 네트워크 데이터 및 상황분석을 통한 유용한 지식을 획득하고, 향상된 성능 및 보안을 위하여 좀 더 지능화된 의사결정이 가능한 형태의 네트워크 고도화가 현실화될 수 있는 단계에 온 것이다.
현재 여러 기구에 진행 중인 표준안 개발이 완료되면 이를 바탕으로 인텐트 기반 네트워킹 기술이 실제 네트워크 적용되어 다양한 형태의 사용자 중심 편리한 서비스가 제공될 수 있기를 기대해 본다.
References
1. Cisco, Intent-Based Networking, https://www.ciscopress.com/articles/article.asp?p=2995353
2. Joe Skorupa, Andrew Lerner, Sanjit Ganguli, “Innovation Insight: Intent-Based Networking System,” Gartner, February 2017.
3. IETF, Network Management Research Group, https://datatracker.ietf.org/rg/nmrg/
4. 3GPP, Service and System Aspects, https://www.3gpp.org/specifications-groups/25-sa
5. ETSI, Experiential Networked Intelligence (ENI), https://www.etsi.org/technologies/experiential-networked-intelligence
6. ETSI, Zero-touch network and Service Management (ZSM), https://www.etsi.org/technologies/zero-touch-network-service-management
7. ITU-T, FG NET-2030, https://www.itu.int/en/ITU-T/focusgroups/net2030/Pages/default.aspx
8. EU 5G-INDUCE project, https://www.5g-induce.eu/
9. EU NGPaaS project, http://ngpaas.eu/
10. ONF, Open Networking Foundation, https://opennetworking.org/
11. ONOS, Open Network Operating System, https://opennetworking.org/onos/
12. EU ACINO project, https://github.com/ACINO-H2020