* Editorial Note. 갑자기 SDV Letters에서 웬 SDN(Software-Defined Network) 를 다루냐 의아할 수 있습니다. 이미 성공적으로 네트워크 산업에 자리 잡은 SDN 에서의 경험과 교훈을 SDV 개발에 어떻게 적용할 수 있는 지에 초점을 맞춤과 동시에 기술 분야 간의 협력과 발전을 통해 얻을 수 있는 기대 효과에 대해 논합니다.

목차. 

1. 개요: Software-Defined X 기술의 등장

2. Evolution of SDN

3. SDN Principles and Lessons Learned

4. Applying SDN Lessons to SDV Development

5. Case Studies: Success Stories in SDV Development

6. Future Perspectives: Synergies between SDN and SDV (가설)

7. Conclusion

(부록1) 네트워크 산업 동향

(부록2) 최신 SDV 주요 뉴스(Selected)

 지난 수십 년 동안 기술의 급속한 발전으로 인해 다양한 시스템에 대한 사고 방식과 설계 방식에 패러다임 변화가 일어났습니다. 이러한 변화 중 가장 중요한 것 중 하나는 Software-Defined 기술의 등장입니다. SDN 및 SDV과 같은 Software-Defined 기술은 소프트웨어 기반 제어, 관리 및 Abstract Layers를 도입함으로써 네트워크 또는 차량을 구축하고 관리하는 접근 방식을 변화시켰습니다. 이러한 변화로 인해 전례 없는 수준의 유연성, 확장성 및 혁신이 가능해졌습니다.

 SDN은 Control Plane(제어부)과 Data Plane(전송부)을 분리하고 네트워크 장치의 관리를 중앙화함으로써 네트워킹 산업을 혁신 시켰습니다 (그림1 참고). 이로 인해 기업과 사용자의 급변하는 요구에 빠르게 적응할 수 있는 더욱 민첩하고 효율적이며 확장 가능한 네트워크 인프라가 구축되었습니다. SDN은 또한 새로운 비즈니스 모델이 등장하게 하고 다양한 업체 및 서비스 제공자 간의 협력을 촉진시켰습니다. 그 결과, SDN은 현대 네트워크 인프라의 핵심 구성 요소가 되어 전 세계 데이터 센터, 서비스 제공자 네트워크 및 기업 네트워크를 지원하고 있습니다.

 미래 모빌리티(M), 전기 파워트레인(E), 커넥티비티(C) 및 자율주행(A)의 등장으로 자동차 산업은 대대적인 변화가 코 앞에 와 있습니다. SDV는 네트워킹 산업에 SDN이 가져온 유연성, 확장성 및 혁신과 같은 원칙을 자동차 산업에 도입함으로써 이러한 변화에 중요한 역할을 할 수 있습니다. Software-Defined 기술을 활용하여 OEM은 새로운 기능, 기능 및 서비스를 쉽게 통합할 수 있는 보다 진보 된, Adaptive 한 차량을 개발할 수 있습니다. 이를 통해 자동차 산업은 소비자와 규제 요구 사항의 변화에 대응하면서 혁신과 성장에 대한 새로운 기회를 창출할 수 있습니다.

 이번 Issue에서는 SDN의 발전 과정을 살펴보고, 그 성공에 기여한 핵심 교훈과 원칙들을 도출하고, 이러한 통찰력을 SDV 개발에 어떻게 적용할 수 있는지에 대해 논의합니다. 이러한 분석을 통해 네트워킹 및 자동차 산업에서 Software-Defined 기술의 변혁적인 힘에 대한 더 깊은 이해와 혁신을 촉진하고자 합니다.

 SDN의 기원은 2000년대 초반으로 거슬러 올라갑니다. 그 당시, 네트워크 연구자들은 네트워크 관리의 복잡성과 비효율성에 대한 문제를 해결하고자 했습니다. 네트워크의 Control / Data Plane을 분리함으로써(그림1 참고), 연구자들은 네트워크 관리와 구성을 단순화하고, 네트워크 기능과 서비스를 빠르게 개발하고 (재)배포할 수 있는 능력을 향상시키려고 했습니다. 이 초기 개념은 많은 연구 프로젝트와 실험을 통해 발전되었습니다. OpenFlow 프로토콜의 등장과 Open Networking Foundation(ONF)의 설립은 SDN 발전의 주요 이정표로 기억됩니다.

 현재 SDN 기술의 성공적인 상용화에도 불구하고, 초기에는 몇 가지 도전 과제들이 있었습니다. 이러한 도전 과제들 중 일부는 기존 네트워크 인프라와의 호환성, 네트워크 최적화, 서플라이 체인, 보안 및 데이터 프라이버시, 규제(ex. 금융망의 경우 가상화 된 망 분리를 인정하지 않았음) 및 표준화 문제였습니다. 하지만, 이러한 문제들을 극복하기 위해 산업계와 연구자들은 협력하여 기술 개발 및 표준화 노력을 지속했습니다. 이러한 노력의 결과로, SDN은 점차 네트워킹 산업의 주요 기술로 자리 잡게 되었습니다.

 SDN 기술의 발전 과정에서, 몇몇 주요 기업들이 중요한 역할을 차지했습니다. Cisco, Juniper Networks, 브로케이드, HP 등의 네트워크 장비 제조업체들은 SDN 솔루션을 개발하고 시장에 출시하였습니다. 또한, 미래를 선도할 스타트업 기업들도 있었습니다. 예를 들어, Big Switch Networks는 OpenFlow 기반의 스위치를 개발하였으며, Nicira(’12 VMware에 인수)는 네트워크 가상화 솔루션을 제공하였습니다. 이러한 기업들의 기여와 혁신을 통해 SDN 기술은 산업 내에서 빠르게 성장하였고, 다양한 시장에 적용되게 되었습니다.

 또한, 오픈소스 커뮤니티들도 SDN 발전에 큰 기여를 하였습니다. 예를 들어 OpenDaylight, ONOS (Open Network Operating System) 프로젝트 등의 오픈 소스 SDN 플랫폼은 산업 표준을 채택하고 개방형 아키텍처를 통해 다양한 기업들이 협력하고 혁신을 촉진할 수 있게 하였습니다.

 SDN에서 중앙 집중식 제어를 통한 의사결정 원칙은 SDV 제어에 큰 영향을 미칩니다. SDV는 차량 내부의 다양한 구성 요소와 시스템 간의 상호작용을 쉽게 관리하기 위해 중앙 집중식 제어를 활용할 수 있습니다. 이를 통해 차량의 성능과 안전성을 개선하고, 실시간 정보에 기반한 최적화된 결정을 내릴 수 있습니다.

 SDN에서 얻은 오픈 표준 및 상호 운용성에 대한 교훈은 SDV 개발에 중요한 역할을 합니다. 오픈 표준을 적용함으로써 다양한 제조사와 솔루션 간의 호환성을 보장하고, 차량 기능 및 서비스의 개발과 배포를 촉진할 수 있습니다. 이를 통해 자동차 산업 전반의 혁신과 경쟁력을 증진하며, 기업들이 독점적인 솔루션에 종속되지 않게 됩니다.

 SDN의 협력적인 생태계 조성에 대한 교훈은 SDV 생태계에서 중요한 역할을 합니다. 다양한 기업, 연구기관, 정부 기관이 협력하여 공통의 목표와 이익을 추구하는 생태계를 구축함으로써, 산업 전반의 혁신과 성장을 촉진할 수 있습니다. 이러한 협력을 통해 새로운 기술 및 서비스의 개발과 배포를 가속화하며, 산업 표준을 정립하고, 법규 및 정책에 대한 대응을 개선할 수 있습니다. 협력적인 생태계를 통해 기업들은 시너지를 창출하고, 차세대 자동차 기술의 발전을 촉진하는 데 기여할 수 있습니다.

 결론적으로, SDN에서 얻은 교훈은 SDV의 R&D에도 참고가 될 수 있습니다. 중앙 집중식 제어를 활용한 의사결정, 오픈 표준을 통한 상호 운용성 보장, 협력적인 생태계 조성, 그리고 모듈화와 추상화을 포함한 이러한 원칙들은 차량 네트워크와 서비스의 혁신을 이끄는 데 중요한 역할을 하며, 차세대 자동차 산업의 발전을 촉진할 것입니다.

 SDV 분야의 선도적인 추진 전략을 가진 기업들은 SDN에서 얻은 교훈과 흡사한 기술의 혁신을 지향 합니다. 이들 기업은 모듈화와 추상화를 적용하여 차량 구성 요소와 기능을 독립적으로 설계하고 관리하며, 중앙 집중식 제어를 활용하여 차량의 성능과 안전성을 개선하고 있습니다. 또한, 오픈 표준과 협력적인 생태계를 구축함으로써 상호 운용성을 보장하고 산업의 성장을 촉진하고 있습니다.

 SDV 개발에서 혁신적인 응용 프로그램이 떠오르고 있습니다. 예를 들어, 자율 주행 기술, 차량 간 통신, 전기 자동차 충전 인프라, 스마트 주차 및 교통 관리 등의 기능을 통합한 통합 차량 네트워크가 개발되고 있습니다. 이러한 혁신적인 응용 프로그램과 사용 사례는 차량의 성능과 효율성을 크게 향상시키며, 도로 안전과 환경 지속 가능성을 개선하는 데 기여하고 있습니다.

 SDV 도입에는 여러 Challenges가 존재하며, 이를 극복하는 것이 성공적인 개발과 배포의 열쇠입니다. Challenges에는 기술적인 한계, 규제 및 법적 이슈, 보안 및 프라이버시 문제, 소비자 인식 및 수용 등이 포함됩니다. 선도적인 기업들은 이러한 도전 과제를 극복하기 위해 적극적인 연구 및 개발, 정부와의 협력, 교육 및 홍보 활동 등을 통해 노력하고 있습니다. 이를 통해 SDV 기술의 사회적 수용과 상용화를 가속화할 수 있습니다.

 SDN과 SDV의 시너지를 이해하는 데 있어 5G와 엣지 컴퓨팅의 역할은 중요합니다. 5G는 초고속, 초저지연의 데이터 전송 능력을 제공하여 차량 간 통신과 차량-인프라 간 통신을 혁신적으로 개선할 것으로 예상되며, 이를 통해 자율주행, 차량 공유 등 다양한 차량 서비스의 안전성과 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 엣지 컴퓨팅은 차량에 가까운 위치에서 데이터 처리를 수행함으로써 지연 시간을 대폭 줄이고, 대역폭 사용을 최적화하며, 보안을 강화하는 데 기여할 것입니다.

 SDN과 SDV의 시너지는 IoT와 스마트 시티와의 통합을 통해 더욱 강화될 것입니다. 차량 네트워크는 다양한 센서와 기기를 통해 수집된 데이터를 공유하고 분석함으로써 도시 교통 관리, 에너지 효율, 환경 모니터링 등 스마트 시티 서비스와 연계할 수 있습니다. 이를 통해 도시의 지속 가능성과 주민들의 삶의 질을 향상시킬 것으로 기대됩니다.

 SDN과 SDV의 시너지는 새로운 비즈니스 모델 및 수익원의 창출 가능성을 제공합니다. 예를 들어, OEM과 통신 사업자는 데이터 처리 및 공유 서비스를 제공하여 이용자에게 더 나은 차량 경험을 제공하면서 동시에 추가적인 수익을 창출할 수 있습니다. 또한, 차량용 애플리케이션 및 플랫폼 개발, 차량 공유 및 자율주행 택시 서비스, 교통 관리 및 안전 솔루션 등 다양한 차량 관련 서비스를 통해 새로운 시장 기회를 탐색할 수 있습니다. 이러한 시장 기회는 산업 생태계의 협력과 경쟁을 촉진하며, 지속적인 혁신과 기술 발전을 추진할 것입니다.

※ Editorial Note. 5G-Advanced V2X 응용 사례에서도 3GPP에는 eMBB(High data rate), mMTC(Wider coverage, Low-power, Low-cost communication), URLLC(Low Latency, High reliability)의 성능을 포괄적으로 요구합니다. 향후 V2X 구현 관점에서도 어플리케이션에 맞게 소프트웨어로 특화 된 시스템을 구성할 수 있는 Software-Defined 기술이 개발 될 것 입니다 (Keyword: SDR, ORAN).

 Software-Defined 기술은 네트워킹 및 데이터 센터 인프라의 변혁을 촉진하며, 이를 통해 기업 및 서비스 제공자들이 더 빠르게 적응하고 시장 요구에 부응할 수 있게 되었습니다. SDN과 SDV는 이러한 기술의 중요한 사례로, 비즈니스 모델, 서비스 배포 및 혁신 가능성을 개선하는 데 큰 영향을 미칠 것 입니다.

 SDN의 발전 과정에서 얻은 교훈은 SDV 개발에 중요한 인사이트를 제공할 수 있습니다. Control/Data Plane의 분리, 중앙 집중식 네트워크 관리, 개방형 표준 및 상호 운용성, 그리고 확장성 및 유연성 등의 원칙은 SDV 개발에 있어서도 중요한 요소로 작용합니다. 이러한 원칙들을 적극적으로 적용하면, SDV 개발자들은 산업 생태계에 긍정적인 변화를 가져올 수 있습니다.

SDN이 기존 네트워크 장비 서플라이체인에 끼친 영향

1) CISCO와 같은 거대 Legacy 업체에 집중 된 패권과 자본이 분산된 효과

  ☞ SDN 이전 장비의 BlackBox와 같은 폐쇄성 대비 SDN에서의 기술의 개방, R&D의 공동의 노력, 기술 격차의 감소 영향,

  ☞  개방형 인터페이스로 Control/Data Plane 장비에 대한 중소 업체의 진입 장벽이 낮아짐, 하지만, 여전히 CISCO, Juniper Networks 등은 SDN 장비 생태계에서도 강자 입니다.

  ☞ 실제 사례로 중소 업체인 DriveNet 등도 whitebox를 제공하고 있으며, Control Plane을 두는 것이 아닌, 처음부터 경로를 지정하는 SR (Segment Routing) 등으로도 진화 중임. 실제 기기는 점점 단순화되고, SW를 제작하는 업체의 중요도가 오히려 올라가고 있습니다. 

2) 향후 네트워킹 기술의 방향성

  ☞ 현대의 상용 셀루러 망은 무선 (Radio Access Network), 전송 (Transport), 코어의 세 구간으로 나누어짐
  ☞ SDN (Transport 구간)을 필두로 코어 구간과 무선 구간도 HW의 단순화 (전용 서버가 아닌 범용 서버 사용), 가상화 (클라우드화), 개방화가 이루어지고 있습니다. 이를 위해서는 HW와 SW의 분리가 필수적입니다. 무선 구간의 진화 방향은 Open RAN, 코어의 진화 방향은 클라우드화 (전용 서버가 아닌 프라이빗 클라우드/퍼블릭 클라우드 (AWS, GCP, Azure)에 Container 형태로 올라가서 경량화되고 민첩성이 향상됨). 따라서, 네트워크의 진화 방향에 비추어 보아 HW와 SW의 분리는 성공을 위한 방향이 아닌, 실패하지 않기 위한 필수불가결한 방향성 입니다.

3) SDN 상용화의 가장 큰(컷 던) ‘현실적인’ 허들

    - 현재 SDN 기술력의 향상이 주가 되어 성능 차이 체감이 없고, 구매자 또한 성능에 대한 의구심이 옅어짐

  ☞ 기존 Legacy 네트워크 장비 업체의 텃세

    - 오픈소스 이용과 SDN 구조가 되면 경쟁 업체 수의 증가와 독점 형태의 시장 구조 변화는 필연적임

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