엔터프라이즈 아키텍처의 패브릭 네트워킹

엔터프라이즈 네트워킹에서 패브릭이란 무엇인가요?

엔터프라이즈 네트워킹에서 패브릭은 상호 연결된 노드를 사용하여 확장성, 유연성, 안정성이 뛰어난 네트워크 설계를 가능하게 하는 아키텍처를 의미합니다. 기존의 계층적 네트워크 설계와 달리 패브릭 토폴로지는 동적 경로 선택, 간소화된 관리 및 자동화된 구성을 가능하게 합니다. 특히 여러 장치와 서비스 간의 견고성과 원활한 통신이 필요한 데이터 센터, 캠퍼스 네트워크 및 다중 사이트 엔터프라이즈 환경에 적합합니다.

네트워크 패브릭은 기본적으로 스위치와 라우터 그룹을 통합 시스템으로 처리하여 물리적 상호 연결의 복잡성을 추상화합니다. 이러한 추상화를 통해 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN) 원칙을 활용한 중앙 집중식 제어가 가능해져 네트워크 프로비저닝, 정책 시행 및 장애 관리가 더욱 쉬워집니다.

패브릭 네트워킹은 Cisco의 디지털 네트워크 아키텍처(DNA), VMware NSX, Arista의 CloudVision, 표준 기반 CloS 토폴로지와 같은 다양한 독점 및 개방형 표준을 사용하여 구현할 수 있습니다. 이러한 솔루션은 기존의 3계층 네트워크 모델에 비해 높은 대역폭, 낮은 지연 시간, 그리고 동서 트래픽 최적화를 제공합니다.

패브릭 vs. 기존 네트워킹

• 토폴로지: 기존 네트워크는 코어, 분산 및 액세스 계층을 사용합니다. 패브릭은 네트워크를 평평하게 만드는 스파인-리프 또는 메시 디자인을 사용합니다.
• 확장성: 패브릭은 수평 확장이 용이하지만, 기존 모델은 확장을 위해 재설계가 필요한 경우가 많습니다.
• 자동화: 패브릭은 SDN 컨트롤러를 통한 자동화된 구성 및 프로비저닝을 지원합니다. 기존 모델은 수동 업데이트가 필요한 경우가 많습니다.
• 트래픽 흐름: 패브릭 아키텍처는 최신 애플리케이션 패턴에서 흔히 볼 수 있는 동서 트래픽에 최적화되어 있습니다.

기업이 패브릭 기술을 도입하는 이유

디지털 혁신과 클라우드 도입으로 인해 기존 네트워크의 효율성이 저하되었습니다. 기업들은 다음과 같은 이점을 달성하기 위해 점점 더 Fabric 기술에 의존하고 있습니다.

• 새로운 서비스 구축 시 민첩성 향상
• 사이트 또는 클라우드 간 워크로드 이동성 최적화
• 경로 중복성을 통한 내결함성 향상
• SDN을 통한 중앙 집중식 가시성 및 정책 적용

Fabric 아키텍처는 단일 장애 지점을 제거하고 장애 발생 시 트래픽을 자동으로 재라우팅하는 상호 연결된 노드 메시를 생성하여 서비스 연속성을 유지하고 가동 시간을 향상시킵니다.

Fabric 구축 유형

• 데이터센터 패브릭: 확장성이 뛰어나며 일반적으로 스파인-리프 토폴로지를 사용하여 대규모 서버 간 통신을 지원합니다.
• 캠퍼스 패브릭: 기업 환경에 적합하게 설계되었으며, 직관적인 네트워크 세분화 및 건물 간 사용자/기기 정책을 제공합니다.
• 광역 패브릭: SD-WAN 또는 Fabric 지원 라우터를 사용하여 지리적으로 분산된 위치에 Fabric 원칙을 확장합니다.

Fabric 아키텍처는 배포 유형에 관계없이 네트워크 운영의 자동화, 민첩성 및 단순성을 향상시킵니다.

Fabric을 활용한 엔터프라이즈 네트워크 구축 방법

Fabric을 활용한 엔터프라이즈 네트워크 구축에는 하나의 응집된 시스템으로 작동하도록 설계된 하드웨어, 소프트웨어 및 정책 프레임워크를 신중하게 통합하는 과정이 필요합니다. 효율적이고 확장 가능한 Fabric 기반 네트워크를 구축하는 데 있어 기본 구성 요소와 그 역할은 다음과 같습니다.

1. 스파인-리프 토폴로지

대부분의 Fabric 구축 환경에서는 스파인-리프 토폴로지를 채택합니다. 이 아키텍처에서는 다음과 같은 특징이 있습니다.

• 리프 노드는 서버 또는 엔드포인트와 같은 최종 장치에 연결하는 액세스 스위치 역할을 합니다.
• 스파인 노드는 모든 리프 스위치를 연결하는 코어 스위치 역할을 하여 모든 리프가 네트워크 코어에 동등하게 액세스할 수 있도록 합니다.

이러한 설계는 두 엔드포인트가 예측 가능하고 일관된 홉 수를 통해 통신할 수 있도록 하여 지연 시간과 병목 현상을 크게 줄입니다.

2. 오버레이 네트워크

패브릭 아키텍처는 종종 VXLAN(Virtual Extensible LAN)과 같은 오버레이 기술을 사용합니다. 오버레이 네트워크는 가상 네트워크가 물리적 인프라에서 실행될 수 있도록 하여 물리적 토폴로지를 변경하지 않고도 세분화, 멀티테넌시 및 워크로드 이동성을 지원합니다.

예를 들어, VXLAN은 레이어 2 이더넷 프레임을 레이어 3 UDP 패킷으로 캡슐화하여 추상화 계층을 추가합니다. 이를 통해 VLAN이 여러 물리적 위치에 걸쳐 확장될 수 있으며, 최대 1,600만 개의 세그먼트까지 확장 가능한 향상된 확장성을 제공합니다.

3. 컨트롤러 및 오케스트레이터

네트워크 패브릭은 중앙 집중식 컨트롤러를 통해 관리 및 자동화됩니다. 이러한 플랫폼은 구성, 정책 적용, 원격 분석 및 문제 해결을 위한 인터페이스 지점을 제공합니다.

예는 다음과 같습니다.

• Cisco DNA Center: AI 기반 분석, 인텐트 기반 네트워킹 및 정책 관리를 제공합니다.
• VMware NSX Manager: 멀티 클라우드 환경을 위한 안전한 가상화 패브릭 계층을 구축합니다.
• Juniper Apstra: 인텐트 기반 보안 네트워킹을 위한 폐쇄 루프 자동화 플랫폼입니다.

이러한 시스템은 자동화를 지원하여 네트워크 업그레이드, 장치 온보딩, 동적 세분화 및 SLA 관리 프로세스를 간소화합니다.

4. 세분화 및 정책

Fabric은 네트워크 트래픽의 마이크로 및 매크로 세분화를 용이하게 합니다. 그룹 기반 정책(GBP) 또는 소프트웨어 정의 액세스와 같은 기술을 통해 관리자는 다음을 기반으로 정책을 적용할 수 있습니다.

• 사용자 신원
• 기기 유형
• 애플리케이션 사용 현황
• 위치 데이터

이러한 기능은 공격 표면을 줄이고, 규정 준수를 보장하며, 기업 지사 전반의 사이버 보안을 강화합니다.

5. 복원성 및 이중화

패브릭 아키텍처는 ECMP(Equal-Cost Multi-Path) 라우팅을 활용하여 여러 활성 데이터 경로를 허용하고 트래픽 부하를 사용 가능한 네트워크 링크로 분산합니다. 경로에 장애가 발생하면 트래픽이 즉시 재라우팅되어 노드 또는 링크 장애 발생 시에도 시스템을 안전하게 보호합니다.

6. 가시성 및 원격 측정

모던 패브릭 네트워크에는 흐름 분석, 패킷 추적, 머신 러닝 기반 이상 감지를 통한 가시성이 내장되어 있습니다.

이러한 심층적인 가시성을 통해 IT 팀은 사전에 성능을 모니터링하고, 실시간으로 병목 현상을 파악하고, 네트워크 상태 서비스 수준 계약(SLA)을 준수할 수 있습니다.

제어 및 데이터 플레인 수준에서 모니터링을 통합함으로써 관리자는 트래픽 패턴을 해석하고 근본 원인 분석을 더욱 효율적으로 수행할 수 있습니다.

패브릭 네트워킹의 장점 및 미래 동향

패브릭 네트워킹은 기업의 네트워크 구축 및 관리 방식을 혁신하여 상당한 운영 및 보안 이점을 제공했습니다. IT 환경이 더욱 분산되고 역동적으로 변화함에 따라 Fabric의 활용도와 구현 범위는 더욱 확대될 것입니다.

운영상의 이점

• 간소화된 관리: 중앙 집중식 오케스트레이션을 통해 IT 팀은 단일 인터페이스에서 네트워크를 구축, 구성 및 모니터링하여 수동 오류를 줄이고 운영 속도를 높일 수 있습니다.
• 확장성: Fabric 아키텍처는 수평적 확장을 지원하여 아키텍처 재구축 없이 새로운 장치, 위치 또는 서비스 오버레이를 원활하게 추가할 수 있습니다.
• 비용 효율성: 자동화를 통해 복잡성을 줄이고 다운타임을 최소화함으로써 기업은 시간이 지남에 따라 운영 비용을 절감할 수 있습니다.
• 신속한 문제 해결: 실시간 분석 및 자가 복구 기능을 통해 문제를 신속하게 해결하고 중요 서비스의 가동 시간을 향상시킬 수 있습니다.

보안 강화

보안 다음과 같은 기능을 통해 Fabric 아키텍처에 내장됩니다.

• 제로 트러스트 적용: 검증된 신원 및 컨텍스트를 기반으로 네트워크 액세스가 동적으로 부여되며, 기본적으로 승인되지 않은 트래픽을 차단합니다.
• 마이크로 세그먼테이션: 네트워크 내 위협의 측면 이동을 제한하여 잠재적 침해 영향을 줄입니다.
• 암호화된 터널: Fabric 오버레이의 데이터 경로는 종단 간 암호화되는 경우가 많아 공유 인프라를 통해 민감한 비즈니스 트래픽을 보호합니다.

신기술과의 통합

Fabric은 새롭고 진화하는 기술과 호환됩니다. 통합 영역은 다음과 같습니다.

• 클라우드 지원 아키텍처: Fabric은 하이브리드 및 멀티 클라우드 환경을 원활하게 지원하여 워크로드 이동성과 일관된 정책을 용이하게 합니다.
• 엣지 컴퓨팅: Fabric은 에지 장치에 대한 민첩한 연결을 지원하여 네트워크 에지에서 실시간 애플리케이션, IoT 및 AI를 촉진합니다.
• 5G 및 프라이빗 무선: Fabric을 5G와 통합하면 캠퍼스 전체 무선 배포 및 모빌리티 지원이 향상됩니다.

미래 전망

기업 네트워크가 더욱 분산화됨에 따라 Fabric 네트워킹은 새로운 디지털 우선순위를 지원하는 기반이 될 것입니다. 향후 개선 사항은 다음과 같습니다.

• Fabric 컨트롤러 내 AI 기반 의사 결정 기능 강화.
• 네트워크와 보안 패브릭 간의 더욱 강력한 통합.
• 오픈소스 및 벤더 중립적인 Fabric 배포 모델이 점차 확대되고 있습니다.

견고한 아키텍처, 정책 기반 세분화, 고가용성 설계를 기반으로 Fabric은 차세대 엔터프라이즈 네트워킹의 기반을 마련하고 자동화, 지속 가능성, 사이버 보안을 중심으로 한 혁신을 지원할 것입니다.