(Lecture 7) Computer Networks for Cloud

강의 요약: EE542 Lecture 7 - Computer Networks for Cloud

 

이번 강의는 클라우드 환경에서의 네트워크 기술과 주요 프로토콜, 그리고 최신 하드웨어 및 소프트웨어 구성 요소에 대해 다루었다. 강의는 네트워크 장비의 구성, 가상화 기술, Software-Defined Networking(SDN), 그리고 **Remote Direct Memory Access(RDMA)**에 초점을 맞췄다.

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주요 내용

 

1. 네트워크 장비와 시장 현황

    • 주요 네트워크 장비:

      • Ethernet Switch, Enterprise Routers, WLAN, Network Security Devices.

      • 2025년까지 White Box 네트워크 장비 시장은 $25.5B에 이를 것으로 예상되며, 이는 22%의 성장률을 기록.

2. White Box 네트워크 장비

    • White Box:

        • 하드웨어와 소프트웨어를 분리하여 개방형 네트워크 장치를 제공.

        • 프로그래밍 가능성과 유연성을 통해 비용 절감 및 공급업체 종속 문제 해결.

    • 주요 구성 요소:

        • Control/Management Software, Network OS, Drivers, Box, Silicon.

    • Open Network Install Environment (ONIE):

        • 하드웨어 독립적인 네트워크 소프트웨어 설치 환경.

 

3. Open Networking Software

    • Switch Light Architecture:

        • Open Network Linux와 Indigo OpenFlow Agent를 결합하여 네트워크 제어.

    • CORD (Central Office Re-architected as a Datacenter):

        • SDN 기반 네트워크로, 가상 라우터(vRouter), 가상 OLT(vOLT) 등과 통합.

        • Docker와 OpenStack을 활용하여 클라우드 기반의 네트워크 구성.

Open Networking History

SmartNICs

 

4. Remote Direct Memory Access (RDMA)

    • RDMA의 특징:

        • 낮은 지연시간(10μs 미만)과 높은 처리량(100Gbps).

        • CPU 부하 감소와 네트워크 스택 우회(zero copy).

    • 주요 기술:

        • InfiniBand: 고성능 컴퓨팅에 적합, 8~54Gbps 지원.

        • RoCE: RDMA over Converged Ethernet, 10~40Gbps 지원.

        • iWarp: 광역 네트워크에 적합한 RDMA 프로토콜.

 

5. RDMA의 장점

    • 고성능: 높은 처리량과 낮은 지연시간.

    • 효율성: 낮은 CPU 및 메모리 버스 사용량.

    • 메시지 경계 유지 및 비동기 작업 가능.

 

6. 네트워크 소프트웨어와 하드웨어의 발전

    • SmartNIC:

        • 네트워크 프로세싱을 전용 하드웨어로 이동하여 성능 최적화.

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요약

 

이 강의는 클라우드 네트워크 환경에서의 최신 기술과 동향을 이해하는 데 중점을 두었다. 특히 White Box 네트워크 장비, RDMA 프로토콜, SmartNIC와 같은 혁신적인 기술이 클라우드 인프라의 성능 최적화에 어떻게 기여하는지 설명하였다.