BIG-IP VE for SmartNICs 솔루션, L4 트래픽 가속 및 통신사업자급 NAT 지원 추가

F5 에코시스템 | 2021년 9월 08일

놀랍게도 F5가 출시한 SmartNIC용 BIG-IP VE 솔루션이 출시된 지 어느덧 1년이 조금 넘었습니다. 다시 말씀드리자면, 이 솔루션은 BIG-IP Virtual Edition과 Intel SmartNIC을 통합하여 비용은 절감하면서 성능과 효율성을 높인 제품입니다. 그동안 인터넷과 애플리케이션 환경은 계속해서 빠르게 발전해 왔으며, 아래의 데이터 포인트는 이 솔루션의 관련성뿐만 아니라 오늘 여기서 발표하는 새로운 사용 사례의 중요성도 종합적으로 시사합니다(곧 자세히 설명해 드릴 테니 계속 읽어 주세요):

“2023년까지 전 세계 인터넷 사용자 수는 총 53억 명에 이를 것이며(2018년 39억 명에서 증가), 사용자 1인당 보유한 고유 기기는 평균 3.6대가 될 것입니다(2018년 2.4대에서 증가).1”

천재가 아니더라도 알 수 있듯이 이처럼 인터넷 사용자 수가 크게 증가하면 애플리케이션과 서비스에 대한 수요도 늘어날 것입니다. 이렇게 확대되는 사용자 기반을 지원하려면 워크로드를 수직·수평으로 확장해야 할 뿐만 아니라, 증가한 트래픽을 처리할 수 있도록 전반적인 네트워크 인프라도 함께 고도화해야 할 가능성이 큽니다. 또한 이제 대다수 사용자가 모바일 기기와 고정형 기기를 더욱 다양하게 사용하고 있으므로, 클라이언트 유형에 관계없이 고품질 경험을 보장하는 것이 그 어느 때보다 중요합니다. 이는 두 번째 데이터 포인트에서도 확인할 수 있습니다:

“비모바일 사용자 중 약 25%는 웹사이트 로딩에 4초 이상 걸리면 이탈하며, 모바일 사용자 중 74%는 모바일 사이트 로딩에 5초 이상 걸리면 이탈합니다.2”

오늘날의 애플리케이션에서 초고속 웹 및 모바일 경험은 이제 기본 요건으로 여겨집니다. 사용자는 그보다 못한 경험을 받아들이지 않기 때문에, 조직은 고객과 매출 손실을 방지하고자 속도와 안정성을 중심으로 애플리케이션 환경을 설계해야 한다는 압박을 점점 더 받고 있습니다. 최고 성능의 서버와 지연 시간이 가장 짧은 라우터 및 케이블을 운영하는 데 그치지 않고, 이제 많은 조직이 사용자 경험을 개선하기 위해 서비스와 콘텐츠를 최종 사용자에게 더 가까운 곳으로 옮기고 있습니다. 이는 마지막 데이터에서도 확인할 수 있습니다:

“2023년까지 신규 엔터프라이즈 인프라의 50% 이상이 엣지에 배포되며, 대부분은 비용이 더 저렴한 가상화 인프라에 워크로드와 네트워크 구성 요소를 배포할 것입니다.3 / 4”

요약하면, 사용자 기대치를 뛰어넘기 위해 IT 팀에는 더 높은 성능과 안정성, 더 짧은 지연 시간을 제공하는 동시에 중앙 집중식 데이터 센터부터 분산된 엣지 위치까지 어디에나 유연하게 배포할 수 있는 네트워킹 솔루션이 필요합니다. 즉, 조직에는 F5의 SmartNIC용 BIG-IP VE와 같은 솔루션이 필요합니다.

CGNAT 및 레이어 4 트래픽 가속을 위한 SmartNIC 오프로딩

SmartNIC용 BIG-IP VE 솔루션을 잘 모르는 분들을 위해 설명하자면, 이 솔루션은 고성능 FPGA(Field Programmable Gate Array)가 탑재된 SmartNIC을 사용하여 특정 연산 집약적 기능을 BIG-IP Virtual Edition에서 오프로드합니다. BIG-IP VE는 일반적으로 범용 워크로드에 더 적합한 성능을 제공하는 상용 기성품(COTS) 서버에 배포되므로, 경우에 따라 DDoS 완화와 같이 리소스가 많이 필요한 작업을 효과적으로 수행하기에 충분한 컴퓨팅 성능을 갖추지 못할 수 있습니다. 하지만 SmartNIC을 사용하면 시스템 성능이 크게 향상될 뿐만 아니라 BIG-IP VE의 컴퓨팅 리소스 사용 부담도 줄어듭니다.

지난해 솔루션 출시와 함께 공개된 기존 DDoS 사용 사례를 확장하여, F5는 이제 이 SmartNIC 통합을 통해 통신사업자급 네트워크 주소 변환(CGNAT)과 계층 4 트래픽 가속(예: 계층 4 부하 분산)을 모두 강화할 수 있게 되었음을 기쁘게 알려드립니다. 아래 그림 1은 이러한 사용 사례를 제공하기 위해 SmartNIC이 BIG-IP VE와 어떻게 통합되는지를 개략적으로 설명합니다.

그림 1 – BIG-IP VE에서 Intel FPGA PAC N3000 SmartNIC으로의 작업 오프로딩 예시

실제로 SmartNIC의 FPGA 내에서 CGNAT 및 L4 트래픽 처리 기능을 수행하도록 솔루션을 테스트한 결과, 전체 트래픽 처리량은 약 30% 증가하고 VE 컴퓨팅 사용률은 약 80%에서 최저 5%까지 감소할 수 있는 것으로 나타났습니다. 이를 통해 솔루션이 더 많은 사용자 트래픽을 처리할 수 있을 뿐만 아니라 시스템 안정성도 향상되며, BIG-IP VE는 추가 컴퓨팅 사이클을 다른 보안 및 트래픽 관리 작업에 할당할 수 있습니다.

이러한 기능을 SmartNIC 내에서 처리할 때 얻을 수 있는 또 다른 이점은 지연 시간이 단축된다는 것입니다. 그림 1에 나와 있듯이, 이제 조건을 충족하는 연결은 사실상 BIG-IP VE를 우회하므로 전체 연결 시간을 약 500μs 단축할 수 있습니다. 이는 작지만 의미 있는 개선으로, 특히 금융 및 의료와 같이 시간에 민감한 시장이나 엣지 콘텐츠 전송 네트워크(CDN)를 통해 라이브 스트리밍을 제공하는 미디어 조직에 유용합니다.

SmartNIC용 BIG-IP VE 솔루션은 신규 또는 기존 고성능 BIG-IP VE에 추가 기능으로 제공되며, 앞으로도 F5는 향후 릴리스에서 지원되는 사용 사례를 지속적으로 확대해 나갈 것입니다. 여기에서 다룬 사용 사례와 솔루션에 관한 자세한 내용은 이 솔루션 개요(링크 추가)를 참조하십시오.

VE에 할당된 가상 코어 수를 기준으로 라이선스가 부여되는, 처리량 제한이 없는 BIG-IP VE 버전입니다. 즉, 처리량이 10Gbps로 제한되는 10Gbps VE를 구매하는 대신, 8개의 가상 코어를 사용할 수 있고 처리량이 F5에 의해 제한되지 않으며 가용 컴퓨팅 성능에 따라 결정되는 8vCPU 고성능 VE를 구매할 수 있습니다. 8~24vCPU 범위에서 4vCPU 단위(8, 12, 16, 20, 24)로 제공됩니다.