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이화학연구소, 슈퍼컴퓨터 ‘후가쿠’의 기간 네트워크 쇄신
가용성 향상과 운용 코스트 절감을 양립 1부

이화학연구소(理化学硏究所)가 슈퍼컴퓨터 ‘후가쿠(富岳)’의 기간 네트워크를 쇄신했다. 외부 접속 대역을 기존의 100Gbps(비트/초)에서 1.2Tbps로 증강하고, 중복성(Redundancy)도 확보. 운용의 내제화와 조달 기기의 범용품으로의 변경 등을 통해 운용 코스트도 낮췄다.

이화학연구소가 슈퍼컴퓨터 후가쿠와 다른 연구기관 등을 연결하는 기간 네트워크를 쇄신했다. 3개의 광섬유 회선을 사용해 국립정보학연구소(NII)의 ‘SINET(학술정보네트워크)’과 1.2Tbps로 연결. 대규모 시뮬레이션 등에서 발생하는 대용량 데이터도 지장 없이 송수신 할 수 있다고 한다. 고속 회선으로 연결함으로써 연구 기관은 물론, AI(인공지능) 개발 등 산업 분야에서의 후가쿠 이용을 촉진시켜 나가고 있다.

현행의 네트워크로 전환하기 이전에는 ‘피크 시간대에는 통신에 시간이 걸린다’ 등 여러 가지 과제들이 있었다. 이화학연구소는 일련의 과제들을 극복하기 위해 네트워크를 쇄신. 대역 증강과 함께 중복 구성을 채택해 내장애성도 높였다.

-- 이전 네트워크에 3가지 과제 --
이화학연구소의 계산과학연구센터(R-CCS)에서 가동되고 있는 후가쿠는 이화학연구소뿐만 아니라, 외부의 연구기관이나 기업도 연구 등에 이용하고 있다. 이러한 외부로부터의 이용을 뒷받침하고 있는 것이 후가쿠의 기간 네트워크이다.

이 기간 네트워크는 SINET을 통해 학술 기관 등과 인터넷으로 연결된다. 현행 네트워크는 2022년에 본격 가동되었으며, 이와 동시에 네트워크 구성과 운용 체제가 재검토되었다.

"시기와 용량에 따라 데이터 전송 등에 수 일이 걸리기도 했다." R-CCS 운용기술부문 첨단운용기술유닛의 노무라(野村) 전문기술원은 2022년 이전의 후가쿠용 기간 네트워크에 대해 이렇게 설명한다.

기존의 네트워크는 100Gbps의 전용선 1개로 SINET의 고베(神戶) 데이터센터와 연결되어 있었다. 당시, SINET이 원칙적으로 100Gbps로 전국 거점을 연결하고 있어 후가쿠의 네트워크도 그 속도에 맞췄던 것이다.

그러나 취급하는 데이터량이 나날이 증가해 피크 시에는 노무라 전문기술원이 설명하는 것과 같은 상황이 발생했다.

네트워크 구성에도 과제가 있었다. SINET과 접속하는 회선이 전용선 1개뿐이었기 때문에 단일 장애점이 되고 있었던 것이다. SINET과 접속하는 회선 등에 장애가 발생하거나, 유지보수 작업을 실시하면 네트워크를 멈출 수밖에 없었다.

네트워크의 설정 변경이나 트러블 대응 등에 시간이 걸려 연구자 등의 의뢰에 즉각 대응할 수 없다는 과제도 있었다. 네트워크 관리 업무를 기본적으로 외주화했던 것이 원인이다.

-- 대역폭을 증강, 중복 구성으로 --
R-CCS는 이러한 과제들을 해결하기 위해 크게 3가지 시책을 내놓았다. (1)고속회선의 도입 (2)중복 구성 채택 (3)네트워크 운용의 내제화이다.
 

첫 번째인 고속 회선의 도입에서는 3개의 회선으로 SINET와 연결하기로 했다. 우선, SINET의 고베 데이터센터와의 연결은 400Gbps의 전용선으로 전환했다. 또한, 고베에서 R-CCS오사카 거점을 경유해 SINET의 오사카 데이터센터에 새롭게 연결했다.

R-CCS의 고베-오사카 간은 미사용 광섬유 회선인 다크파이버(Dark Fibre)를 빌려 WDM(파장분할다중화) 기술을 이용해 총 800Gbps로 연결. 오사카 거점과 SINET의 오사카 데이터센터 간은 400Gbps의 전용선 2개로 묶었다. 이것으로 총 1.2Tbps의 대역으로 했다.

이 과정에서 가장 어려웠던 점은 기기 선정이다. 쇄신을 검토했을 당시, 400Gbps로 통신할 수 있는 스위치나 방화벽 등은 거의 없었다. R-CCS의 노무라 전문기술원은 “기기를 찾는 것에서부터 시작했다”라고 말한다.

고베와 오사카 2 거점에서SINET에 연결하는 것은 2번째 시책인 중복 구성 채택에도 해당된다. 하나의 거점 회선이 장애나 유지보수로 멈춰도, 후가쿠의 환경을 외부에 계속 제공할 수 있기 때문이다. 네트워크의 설정 변경에 수반되는 트러블로 인해 후가쿠를 이용하지 못하게 되는 리스크가 줄어 “운용 측면의 허들도 낮아졌다”(노무라 전문기술원).

3개의 회선을 활용하려면, 통신 트래픽을 각각의 회선에 배분할 필요가 있다. 배분에는 동적 경로제어 프로토콜인 ‘BGP(Boarder Gateway Protocol)’를 사용. 고베와 오사카에 트래픽을 배분하면서 일정한 네트워크 성능을 항상 유지하고 있다.

-- 끝 –

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