클라우드를 가능케 하는 몇 가지 것들

아! 가상화. 이름만 들어도 머리가 아파오고 왠지 되게 어려울 것 같은 단어입니다. 근데 이거 사실 우리와 아주 친숙합니다. ‘가상 메모리’라고 들어본 적이 있으시죠? 윈도우에서 하드디스크의 일부 용량을 ‘메모리’처럼 쓰는 것을 우린 ‘가상 메모리’라고 합니다. 클라우드에서 가상화 개념 역시 이와 매우 흡사합니다.

자! 여기서 문제 하나! 우리가 알고 있는 클라우드 서비스를 최초로 제공한 곳은 어디일까요? 검색의 지존 구글? 아이폰과 아이패드로 유명한 애플? 아니면 윈도우의 MS? 전부 땡땡땡!입니다. 정답은 바로 아마존입니다. 네, 그렇습니다. 온라인서점으로 유명한 바로 그 아마존 입니다.

아마존과 구글 등의 업체는 어마어마한 용량의 서버를 운영하고 있습니다. 아마존하면 온라인 서점으로만 생각하기 쉽지만, 책부터 주방용품-카메라 용품 등등 다양하고 수많은 물품을 취급하고 있습니다. 이들을 팔기 위해선 목차를 비롯한 정보는 물론이요, 독자평과 같은 서비스도 제공해야 합니다. 게다가 새로 나온 <해리포터> 시리즈를 구입하기 위해 구매자들의 접속이 폭주하는 경우가 왕왕 있습니다.

세계 최대·최고의 온라인서점 아마존

따라서 아마존은 그에 대비해서 엄청난 용량의 서버를 운영할 수 밖에 없습니다. 그런데 여기서 한가지 딜레마가 생깁니다. 바로 그런 접속자 폭주 현상은 ‘가뭄에 콩나듯’ 일어나는 현상이라는 거죠. 일반적인 통계에 의하면 기업과 개인이 쓰는 서버와 컴퓨터는 80% 이상은 ‘그냥 노는 상태’라고 합니다. 개인PC야 전력소모량이 얼마 안되니 상관없지만, 아마존 같은 엄청난 용량의 서버를 운영하는 업체의 입장에선 참으로 눈물 날 일입니다.

왜냐하면 ‘돈’이 와장창 깨지기 때문이죠. 서버를 관리해야 할 사람한테 인건비 나가죠, 서버란 게 수시로 고장나니 고치고 제품 교체하는데 돈들죠, 전기세도 어마어마하죠. 그밖에 어마어마한 여러가지 비용이 발생할 수 밖에 없습니다. 따라서 아마존의 입장에서 ‘놀리는 서버’를 다른 사용자에게 임대하는 일종의 클라우드 서비스에 관심을 두게 된 것은 당연한 수순이라 할 것입니다-구글도 비슷한 이유에서 처음엔 클라우드 서비스에 관심을 갖게 되었다고 하네요.

자! 그런데 여기서 몇 가지 문제가 생깁니다! 분명히 아마존의 서버 중 상당 부분이 놀고 있는 건 사실이지만, '어디서 어디까지 사용자에게 분배해줄 것인가?' 라는 문제가 도출됩니다. 만약 그 경계선이 명확하지 않다면, 각종 정보가 뒤섞여버리는 끔찍한 문제가 발생할 수도 있습니다. 

이걸 해결하기 위한 방법이 바로 ‘가상화’입니다. 가상화 기술은 서버의 용량과 처리능력을 우선순위에 따라 분배해줍니다. 즉 놀고 있는 서버를 돈을 받고 A라는 업체에게 임대해준다고 가정해보죠. 그런데 앞에서 지적했지만, 종종 아마존 시스템이 폭주할 경우가 생깁니다. 이럴 경우엔, 놀고 있는 서버용량을 쓰면서 A업체의 부분을 다른 곳으로 이동시켜 버립니다. 마치 마법같죠?

가상화의 마법은 여기서 끝나지 않습니다! 가상화는 필수적으로 분산화-병렬화가 함께 이루어집니다. 지난번에 말했지만, 오늘날 클라우드 서버들은 컨테이너 박스형으로 제작됩니다. 옛날처럼 아마존-구글-애플 등이 슈퍼컴퓨터를 구입하지 않는 이유는 돈이 없어서가 아니라, 필요 없기 때문입니다.

AMD 쿼드코어 CPU / 사진출처 / 인가젯

지난번에 이야기했지만, 오늘날 클라우드 업체들은 IBM의 80**계열 CPU와 개인유저들이 쓰는 똑같은 하드디스크 등을 사용해서 조립해서 씁니다. 당연한 이야기지만 이런 서버들은 필연적으로 고장이 동반될 수 밖에 없습니다. 그럼 업체들은 고장난 부분을 바로 떼어내서 미련없이 버립니다. 거기 들어있는 정보는 소프트웨어가 고장을 미리 감지 또는 대비해서 다른 서버에 분산해서 보관해버립니다.

‘분산화’는 단순히 정보를 분산저장하는 수준이 아닙니다. 클라우드에 들어가는 CPU와 메모리는 한두개도 수백개도 아닌 수만개를 넘어가는 수준입니다. 따라서 가상화 기술로 이들을 일정 그룹으로 묶은 다음, 분산시켜서 처리하게끔 합니다. 여기서 병렬화가 이루어집니다.

요즘 CPU 선전을 보면 ‘듀얼 코어’니 ‘쿼드 쿼어’니 해서 말들이 많습니다. 이건 기존의 싱글칩 CPU에서 벗어나 속도를 높이기 위해 두 개의 CPU를 쓴 것입니다. 즉 이전에는 한가지 CPU가 하던 일을 이제는 둘이 나눠서 하는 것이죠. 이렇게 되면 당연히 속도가 두 배로 빨라지겠죠? 쿼드 코어는 네 개의 CPU가 하니 네 배로 빨라지는 겁니다.

그런데 클라우드 서버에선 병렬화를 통해 연결된 CPU와 메모리들이 바로 그런 식으로 결합해서 엄청난 시너지 효과를 일으키는 것이죠. 아무리 뛰어난 슈퍼컴퓨터라고 해도 이렇게 병렬화해서 연결된 클라우드 시스템과 비교하면 게임이 되질 않습니다. 왜냐하면 클라우드 서버는 저렴한 비용의 80**계열 CPU를 이론상으론 끝없이 연결시킬 수 있으니까요.

병렬화의 장점은 속도와 처리능력을 높이는 것 외에도, 앞서 지적했지만 고장나거나 문제 있는 부분들은 바로 떼어낼 수 있는 장점이 있습니다. 물론 그 순간 처리능력 등은 조금 떨어질 수 있지만 작업 전체적으로 봤을 때는 아무런 지장이 없습니다. 

여기서 몇 가지 이전에는 볼 수 없는 강점들이 생겨났습니다. 우선 클라우드 시스템에선 ‘메인 프레임’이 존재하지 않습니다. 모든 것이 가상화-분산화-병렬화 처리되기 때문에 어떤 특정 클라우드 시스템을 물리적-소프트웨어적으로 공격해서 못쓰게 해도, 다른 클라우드 서버가 살아있기 때문에 그쪽으로 옮기면 그만인 거죠. 만약을 대비해서 미리 정보를 분산시켜서 저장하는 것도 물론 가능합니다.

클라우드 시스템에선 영화 <매트릭스>처럼 메인 프레임이 존재하지 않습니다.
/ 사진 / 영화 '매트릭스' 리로디드 중에서

즉, 클라우드 시스템은 그 전체가 메인프레임이 되는 거죠. 즉, 클라우드를 파괴하고 싶다면, 전체 시스템을 파괴해야만 가능해지는 겁니다. 어때요? 소를 끼칠 정도죠. 가상화-분산화-병렬화 되다보니 이런 경우도 발생합니다. A업체가 쓰는 부분이 본사인 미국이 아니라 일본-아프리카-유럽의 서버에서 동시에 처리되는 것이죠. 즉 우리가 못 느끼는 사이에 정보가 전 세계를 돌아다니고 있는 셈이죠. 신기하죠? 

이상 가상화-분산화-병렬화에 대해 간단하게 알아봤습니다. 사실 기술적으로 따지고 들어가면 복잡하기 이를 데 없습니다만, 기술자가 아닌 우리의 경우 이 정도의 개념만 알면 충분합니다. 근데  이쯤되면 몇 가지 질문이 떠오를 겁니다.

그렇다면 왜 최근에 와서야 클라우드 시스템이 가능해진 것일까요? 가실 처리속도와 용량 등이 떨어지긴 하지만 80**계열 CPU와 메모리 하드디스크 등은 10년 전부터 존재했는데 말이죠. 우선 가장 중요한 부분은 바로 ‘인터넷 속도’입니다. 불과 10년 전만 해도 잘 알다시피 모뎀을 이용한 통신을 할 수 밖에 없었고, 이를 통해 처리할 수 있는 용량은 불과 192K정도 수준으로 미미했습니다.

두 번째는 소프트웨어 기술입니다. ‘가상화’란 개념과 기술은 간단하고 쉬워 보이지만 사실 엄청난 선택과 처리를 요구합니다. 가령 예를 들었지만 마이클 잭슨의 죽음으로, 그를 애도하는 이들이 그의 앨범을 사기 위해 아마존에 폭주할 때, ‘이를 감지하고 어느 선까지 서버를 이용할 것인가?’는 어려운 문제입니다. 아마존 정도 되면 서버들이 처리하는 업무가 몇 개 수준이 아니기 때문입니다. 거기에는 매우 복잡하고 어려운 일련의 처리과정이 존재합니다. 이런 수준의 소프트웨어는 극히 최근에 와서야 완성되었습니다. 그전까진 ‘개념’은 존재했지만, 이를 실행할 방법이 없었습니다.

마지막으로 컴퓨터 기술의 발전입니다. 10년 전의 CPU, 메모리, 하드디스크의 용량과 처리속도는 오늘날과 비교할 수 없을 정도입니다. 예전에는 286 PC만 해도 ‘오!’라고 대접받는 때가 있었지만, 지금은 박물관에 들어가야 할 정도로 처리능력이 그야말로 ‘하늘과 땅’차이입니다.

영화 <마이너리티 리포트>에서 톰 크루즈가 했던 것보다 더욱 환상적인 세계가 우릴 기다리고 있을지 모릅니다.
 /사진 / 영화 '마이너리티 리포트' 중에서

즉, 저렴하고 강력한 성능의 CPU-메모리-하드디스크가 생겨나고, 이를 연결한 광통신과 인터넷이 발달하고, 마지막으로 소프트웨어로 이들을 처리해서 오늘날 우리가 말하는 ‘클라우드’가 가능하게 된 것입니다. 앞으로 클라우드가 우리를 데려갈 곳은 어딜까요? 클라우드 서비스는 우리가 상상하던 세상을 실현시켜줄 수 있습니다. 이전까지 두뇌용량 문제로 등장하지 못했던 로봇이 등장할 수 있습니다. 이를테면, 로봇이 처하는 여러 가지 상황에 대해 클라우드 시스템이 로봇의 두뇌를 대신 처리하고 광통신만을 통해 다시 명령을 내리는 거죠. 

클라우드는 우리의 삶과 상상력에 커다란 날개를 달아줄지도 모릅니다 /사진 / 왕십리 날개벽화

스마트폰을 통해 클라우드 서비스와 연결해서 실시간으로 외국인과의 대화를 통역하는 것 역시 가능해집니다. 클라우드 시스템은 지금은 단순히 서류 없는 사무실이지만, 몇 년 내로 우리가 여태까지 보지 못했던, 혹은 상상만 했던 세상을 열어줄 가능성이 높습니다. SF영화에서나 보던 상황이 이제 우리 눈앞에 펼쳐지는 것이죠. 이런 시대가 되면 될수록 중요해지는 것은 창의성이고, 그건 우리의 상상력의 다른 말이라고 생각합니다. ‘상상하면 이루어진다’만큼 클라우드 시대에 알맞은 캐치프레이즈는 없을 것 같습니다.


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심보선 | 한화프렌즈 기자단 블로그 ‘세상 모든 것의 리뷰’를 운영하고 있으며,  평상시 문화와 예술 그리고 세상을 움직이는 수많은 기술과 사상에 많은 관심을  기울이고 있습니다. 세상의 겉면이 아니라 근본원리에 많은 관심을 기울이고  통찰력을 기르기 위해 용맹정진하고 있습니다.  [블로그] 세상 모든 것의 리뷰