가상 PC 서비스특화형클라우드파일시스템 Ⅰ. 제안기술개요 기술의내용 기술의동향 기술의제품화및시장전망 [ 국내동향 ] [ 기술의제품화 ] 클라우드기반대규모가상 PC 서비스지원을 정보통신망이용촉진및정보보호등에관 클라우드스토리지 SW 위한고성능 / 저비용스토리지 SW 기술로써, 한법률시행에따른망분리추세로가상 Scale-out NAS 어플라이언스 PC 워크로드인지형하이브리드스토리지캐 PC 솔루션기술에대한수요증가 가상화스토리지 SW 시기술, 이미지데이터실시간중복제거및 가상 PC 서비스를위한관련스토리지솔 루션은부재 ( 외산스토리지및공개SW 활고속복제기술등과같이가상 PC 서비스에 [ 시장전망 ] 용 ) 특화된스토리지 SW 기술 ( 국내 ) 클라우드컴퓨팅시장은 15년에 [ 해외동향 ] 가상 PC 서비스에특화된기능을지원 6,775 억원예상 (KRG 2015) EMC/NetApp/Dell 등 SAN 스토리지어플하는고속클라우드파일시스템기술 15.10. 클라우드발전법시행에따른국라이언스를가상 PC 스토리지로활용 가상 PC 워크로드특성을인지하여데내시장확대전망 Nimble/PureStorage 등 All SSD 스토리지 이터입출력성능을가속화하는게이트 어플라이언스개발 / 공급 ( 해외 ) 가상 PC 시장규모가 18년약 웨이캐시기술 VMware/Citirx 스토리지입출력가속을위한캐시기술개발 / 공급 1,152 억불로성장할것으로전망 (IDC 2014) 일반 1아이디어 2연구단계 3개발단계 4개발완료 ( 시제품 ) ➎제품화단계 상용화단계의약바이오 1라이센싱 2개발단계 3제품화단계 핵심키워드 한글클라우드스토리지, 가상 PC, 캐시, 저비용스토리지영문 cloud storage, virtual PC, VDI, cache, cost-efficient storage Ⅱ. 기술개발자정보 기관명한국전자통신연구원부서스토리지시스템연구실성명김영균직급책임연구원전화 / 핸드폰 042-860-6883 이메일 kimyoung@etri.re.kr Ⅲ. 수행과제정보 지원지관명 한국산업기술평가관리원 연구사업명 산업융합원천기술개발사업 ( 정보통신 ) 연구과제명 10,000 사용자이상동시접속가상데스크톱서비스를지원하는클라우드 수행기간 2012.06.01~2015.05.31 스토리지용파일시스템개발 주관기관 한국전자통신연구원 공동연구기관 - Ⅳ. 특허정보 특허현황 상세현황 사업화대상기술관련특허총 14 건 구분상태출원 ( 등록 ) 일자권리번호특허명 대상기술 출원 등록 2012.12.14 2012-01 46702 관련기술 출원 등록 2014.01.23 2014-00 08259 관련기술 출원 등록 2015.04.01 2015-00 45981 관련기술 출원 등록 2014.01.22 2014-00 07799 가상 데스크탑 인프라 시스템 및 그의 데이터 처리 방법 완전 복제된 가상 머신의 디스크 이미지 파일 캐싱 시스템및방법 캐시 서버를 이용하여 가상 데스크탑 서비스를 제공하기위한시스템및그방법 파일수준에서스냅샷방법
구분상태출원 ( 등록 ) 일자특허번호특허명 상세현황 관련기술 출원 등록 2012.11.29 관련기술 출원 등록 2013.04.19 관련기술 출원 등록 2013.04.19 관련기술 출원 등록 2013.05.03 10-2012-0137 307 10-2013-0043 346 관련기술 출원 등록 2013.03.11 10-1467309 관련기술 출원 등록 2014.05.19 14/193,736 관련기술 출원 등록 2014.03.09 14/257,289 관련기술 출원 등록 2015.03.16 관련기술 출원 등록 2015.04.01 관련기술 출원 등록 2015.03.20 스토리지장치의연계블록선인출장치및방법 캐시서버를이용하여가상테스크탑서비스를제공하 기위한시스템및그방법 10-2013-0047 656 네트워크선택장치및그동작방법 10-2013-0049 990 가비지파일의삭제방법및시스템 10-2015-0035 920 10-2015-0045 981 10-2015-0039 022 에러검출테이블생성에의한스토리지관리방법및 이를적용한시스템 System and method providing virtual desktop service using cache server Network selecting apparatus and operating method thereof 분산파일시스템 가상테스크탑서비스시스템및상기시스템에서가상디스크이미지파일을관리하는방법 버디할당자를이용한저장공간할당방법
1. 기술성분석 1. 기술의내용및특징 본기술은가상데스크탑인프라시스템및그의데이터처리방법에관한것으 로, 전용가상머신을지원하는가상데스크탑인프라시스템에서스토리지공간 을효율적으로사용하기위한방법에관한기술임 본기술은 VDI(Virtual Desktop Infrastructure) 시스템의서버에서데이터를처리하는방법으로서, 다음의단계들을포함하고있음 - 클라이언트단말로부터상기서버로의접속요청에따라서상기클라이언트단말이사용하던환경을최종상태로구성하여업로드하는단계, 그리고 - 상기클라이언트단말이상기서버에접속해서작업을하는도중발생하는업데이트내용을중복제거처리하여저장소에저장하는단계 2. 기술의수준 모방용이성 ( 기술의난이도 ) 클라우드스토리지용파일시스템기술은시스템SW 분야의인프라핵심기술로써, 최소 10년이상의파일시스템및스토리지관련기술축적이되지않으면기술모방이어려운기술분야 - 99.99% 이상스토리지서비스가용성이답보되어야제품판매가가능 가상 PC 서비스용스토리지활용을위한하이브리드캐시기술은 VMware, Citrix 2개회사외에는확보하지못한기술 회피비용 ( 회피설계비용 ) 대상기술개발을위해서는클라우드파일시스템기술과가상화환경에서데이터입출력가속을위한캐시기술이개발이필요 - 클라우드파일시스템기술개발비용 개발환경구축비용 : 5억원 (100개스토리지노드 ) 시제품개발 : 최고급전문가 (6명)/3년 상용제품개발 : 고급기술자 (10명)/2년, QA(2명 ) 이상소요 - 가상화지원캐시기술개발비용 시제품개발 : 최고급전문가 (3명)/2년 상용제품개발 : 고급기술자 (5명)/2년, QA(2명 ) 이상소요
대체기술존재여부 15.9. 기준, 대상기술보다경제성및효율성이우수한관련기술은존재하지않음 기존 VMware/Citrix의대체기술이존재하나비용효율성및경제성측면에서경쟁우위를확보 경쟁자에게미치는영향 해외스토리지제품의시장점유율하락 ( 대상기술이가격경쟁력확보 ) 기술수명 ICT 생태계에서클라우드및모바일환경의컴퓨팅플랫폼이존속하는기간동안에는제안기술인스토리지의수요는지속적으로증가 ( 기술수명은최소 10년이상 ) 클라우드스토리지기술의수명은저장매체의수명 ( 최대 5년 ) 과폭발적으로증가하는데이터양에의해서기술활용은확대
3. 기술의필요성 혁신성 클라우드기반가상 PC 서비스활성화의가장큰장애로개인데스크탑체험과비슷한수준의서비스를제공하기위해필요한스토리지시스템구축에많은비용이투자 - 기업 IT 전문가대상의설문조사결과응답자의 54% 가성능과비용을가장큰과제로꼽았고, 응답자의 40% 는스토리지구축비용을가장큰장애물로인식 ( 출처 : Nimble Storage) - 개인 PC 환경구축과비교가상 PC로전환할때전체구축비용은 70% 수준으로절감되지만스토리지구축비용은약 20배수준으로증가 ( 아래그림참조 ) 개인용스토리지 (HDD): 10 만원 /TB, 기업용스토리지 (SAN): 200 만원 /TB < 그림 > 1 인당연간 HW 구축비용비교 ( 출처 : Microsoft) ( 기존스토리지기술의한계극복 ) 클라우드기반가상 PC 서비스를정상적으로처리하기위해서는스토리지가약 1,200,000 IOPS(Input/Output Per Second) 입출력성능을지원해야하며, 이는기존 Mid/High-end급스토리지제품성능의최소 4배이상의수준임 < 그림 > 입출력폭증 / 평상시 VDI 워크로드비교 ( 출처 : NetApp)
- 클라우드사용자 10,000명기준으로, 가상데스크탑의평상시입출력부하요구량은약 300,000 IOPS 수준임에비해출퇴근시점의입출력부하요구량은약 1,200,000 IOPS 수준으로약 4배이상의큰성능차이가존재 가상데스크탑 1명사용자의평상시스토리지시스템의성능요구량은 12~32 IOPS ( 출처 : VMware) - 부팅, 로그인, 윈도우즈패치, 바이러스스캔등과같은특정시간과특정상황에서발생하는입출력폭증처리에대비하여이를기준으로스토리지시스템을구축해야하는문제에대한기술적극복 - 가상데스크탑이미지크기를줄이는중복제거와이미지클론기술의한계로사용시간누적에따라구축초기의정상적인스토리지성능이감소하는문제점해결 이미지클론기술은사용자별로가상이미지를배포하는대신하나의골든이미지를다수의사용자가공유하여스토리지를절감하고, 캐시적중률을개선하는기술 이미지클론기술적용후수개월경과후윈도업데이트, 오피스업데이트등이클론이미지에누적될경우클론이미지크기가급격하게증가하여클론기술미적용시대비장점이사라짐 ( 사용자증가에따른스토리지단절해결 ) 기존고성능스토리지시스템의확장성은 1,000~2,500명이한계이며, 클라우드기반대규모사용자서비스를위해서는여러세트의스토리지로다중구축이필요하고이에따라관리복잡도증가문제를해결 - 다중스토리지구축으로인한스토리지간단절로인하여스토리지간여유공간통합, 가상데스크탑이미지마이그레이션등이불가함에따라관리부담이증가하게됨클라우드기반대규모가상 PC 서비스를저가의 HW 기반클라우드파일시스템을통해지원할수있도록기존스토리지기술의입출력성능장벽, 확장성장벽, 비용장벽을극복하는혁신기술임 - 평상시가상데스크탑부하수준으로클라우드스토리지를구축하고, 특정시간대의입출력폭증을가상 PC 워크로드특성을고려한소량의고속캐시를이용하여처리 가상 PC 이미지간의중복성과입출력패턴을고려하여일시적폭증상황을효율적으로대비하는가상 PC 이미지관리및캐시기술 - 가상데스크탑사용시간누적에따른점진적성능저하최소화로데스크탑 PC 사용과동등한수준의사용자응답성제공
윈도우 / 오피스등의정기적패치누적으로델타이미지의과도한증가로인한캐시효율성저하극복 - 수백명의사용자부터 10,000명사용자를지원할수있는높은확장성을제공 사용자수증가에따라스토리지구조, 네트워크구조변경없이선형적으로확장가능한구조 - SATA HDD, Flash SSD, Intel CPU, 10G 이더넷등상용스토리지장비를활용하여클라우드기반가상 PC 서비스를기존제품대비절반비용으로지원하는클라우드파일시스템기술 SAN, FC 등기존고가스토리지기술을배제 파급성 대상기술로적용할수있는제품의수 - public/private 클라우드스토리지 SW - 엔터프라이즈스토리지어플라이언스 (HW + SW) - 빅데이터스토리지어플라이언스 - 방송 / 게임등콘텐츠아카이빙시스템 (SW) - 클라우드백업시스템 - 280여개의종합병원및 40여개의대학병원및기타병원가상 PC 솔루션 - 국내대학교, 초 중 고의교육및실습실가상화솔루션 고객에게미칠수있는예상영향 시장진입의성공가능성 ( 시장점유율등 ) - 15.9 기준, 가상 PC 솔루션의스토리지시스템으로국내레퍼런스를기확보 대학교 (3곳), 서울시다산콜센타등 - 클라우드컴퓨팅발전법시행 ( 15.10) 에따른정부의클라우드저변확대정책시행으로국내고객증가전망 연구개발지원 미래창조과학부는 SW발전전략에의거, 전략적으로클라우드컴퓨팅관련신기술개발에매년약 100억원수준의 R&D 사업을투자 클라우드컴퓨팅발전법시행에따라다양한시범사업 ( 예, 2015년산업단지클라우드등 ) 을추진
4. 기술의차별성 차별성 해외주요스토리지시스템비교 / 우수성 - 가상화지원주요외산스토리지시스템대비스토리지확장성및경제성우수 ( 스토리지구축비용 1/2 수준 ) 가상 PC 용스토리지캐시기술의차별성
2. 특허성분석 1. 국내외특허동향 클라우드파일시스템기술과관련된특허에대해일본의 HITACHI LTD, 미국의 INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION이특허장벽을형성하고있으며, 우리라나의경우해외선두기업의투자및연구개발정도에비해연구개발이미흡한것으로조사되었음 따라서, 최근선도기업의출원율이증가함에따라이에대한방어적인차워에서의연구개발은물론이고공격적인연구개발이필요한것으로판단됨 특히, 가상스토리지기술, 스케일아웃분산파일시스템및 VDI 블록데이터입출력고속처리를위한하이브리드캐시기술의경우, 특허등록가능성이비교적높은분야로분석되어, 이러한분야에대한보다집중적인연구개발및정책적인지원이필요한것으로판단됨 위국내외특허동향내용은지식경제부산업융합원천기술개발사업특허기술동향조사보고서 10,000 개이상동시가상데스크톱서비스를지원하는클라우드스토리지용파일시스템핵심기술개발과제 를참고하여작성한것임 2. 선행특허분석 특허번호 KR 2014-0077769 KR 2012-0146464 KR 1044343 KR 2012-0065072 특허명 적응형자원할당및관리방법 클러스터시스템의호스트에대한원격전력관리시스템 출원인한국전자통신연구원한국전자통신연구원 클라우드디스크공유시스템 주식회사 쓰리에스플래너 클라우드스토리지및그의관리방법 한국전자통신연구원
기술요약 자원및작업관리장치가자원연관성정보에기초한자원할당요청을받고, 자원및작업관리장치가상기할당요청에상응하는자원에서작업을수행하고, 작업수행에따른자원사용프로파일링데이터를생성하고, 자원연관성정보와프로파일링데이터에기초하여자원사용효율성분석하고, 작업재수행필요시에자원사용효율성분석에기초하여작업에대한자원할당요청을변경하여전체시스템의자원활용효율성을증대함 다중코어서버를포함하는클러스터시스템에서전력관리를결정하는관리서버와관리되는다수의호스트사이에동적인연결이가능한전력관리프록시서버들을둠으로써프록시서버의부하상태가과부하가되지않게하여실시간모니터링이가능하도록하고각호스트에대하여전력관리설정제어를할수있게하는클러스터시스템의호스트에대한원격전력관리시스템을제시함 클라우드디스크공유시스템에관한기술로서, 각회원에대하여하나의인증정보및 2개이상의다중비밀번호를등록하게하고, 각각의비밀번호를통하여로그인된사용자의단말에는각각차등적으로디스크공간에대한접근권한이부여되도록함으로써, 서버의디스크공간상에서공유되는정보가원하지않는제3 자에게노출될위험을감소시킨새로운클라우드디스크공유시스템을제시함 복수의파일을관리하는클라우드스토리지는, 복수의파일과관련한복수의메타데이터를관리하는복수의메타데이터서버와, 복수의파일의데이터를관리하는복수의데이터서버와, 복수의메타데이터서버및복수의데이터서버를관리하는클러스터관리서버를포함함 관련도 분석 조사결과 A A A A * 관련도 : X - 관련높음, Y - 관련있음, A - 관련은없으나참고할자료 * X, Y - 주요참증에해당, A - 참고참증에해당본기술은현재등록된특허는 1건이며, 나머지 13건은특허출원된상태로심사를대기하는상태임. 하지만, 앞에서열거한바와같이, 클라우드기반대규모가상 PC 서비스지원을위한고성능 / 저비용스토리지 SW 기술로서, PC 워크로드인지형하이브리드스토리지캐시기술, 이미지데이터실시간중복제거및고속복제기술등과같이가상 PC 서비스에특화된스토리지 SW 기술과관련하여, 14건의특허포트폴리오를갖추고있으며, 이와관련하여선행특허조사한결과, 관련된기술분야의특허들이일부검색되고있으나, 본발명과같이시스템은검색되지않았으므로, 강력한특허포트폴리오를구축하고있는것으로평가됨
3. 사업성및시장성분석 1. 사업화제품화 사업화실현가능성 - 대상기술이되는스토리지솔루션의핵심엔진기술은 09년부터국내대기업 (4 개 ) 에서이미활용 / 운영되어검증된기술이기때문에제품화실현가능성은매우큼 - 기존외산스토리지솔루션대비기술경쟁력을갖추었기때문에우수한마케팅전략수립에따른사업화실현가능성이높음 - 국내클라우드시장뿐만아니라빅데이터, 방송 / 영상콘텐츠, 공공분야시장등다양한분야의국내시장에서사업화추진가능 2. 사업화방법및성공요인 사업화를위해서, 스토리지엔진개발고도화, 스토리지관리 UI 시스템 SW 신규개발, 스토리지어플라이언스제품신규개발등을이루는것이선결과제임 - 사업화준비를위해서위선결과제는 2년이내개발가능 대상기술이되는스토리지솔루션의핵심엔진기술은이미활용운영되어검증된기술이므로사업화성공가능성높음 외산대비가격경쟁력등가격및기술적인측면에서경쟁우위요소많음 사업성공을위해규제및지원에대한검토필요함 제도적제약요인 - 국내주요공공기관스토리지수요 RFP에 CC 인증을일부요구함 대상제품에대한 CC 인증획득필요장려요인 - 15.10. 클라우드컴퓨팅발전및이용자보호에관한법률에따라클라우드이용을촉진하는요인존재 3. 국내외시장전망 1) 국내외시장규모및동향
시장규모 한국 IDC, 2015년국내클라우드스토리지솔루션시장규모 - 국내클라우드환경에도입되는스토리지하드웨어, 소프트웨어, 서비스를모두포함하는스토리지솔루션수요는 2018년까지연평균 10.6% 로성장하여 2,821 억원규모에이를것으로예상 - public 클라우드서비스사업자가도입하는스토리지솔루션시장은 2018년까지연평균 8.2% 씩성장하여 899억원규모를형성할것으로예상 - 엔터프라이즈클라우드환경에도입되는스토리지솔루션시장은 1,922억원으로연평균 11.8% 의성장세를나타낼것으로전망 대상제품이달성할수있는최대매출액 = 100억원 - 18년국내 public 클라우드스토리지솔루션시장의약 3% 27억원 / 년 - 18년국내엔터프라이즈클라우드스토리지시장의 3% 57억원 / 년 - 국내기타스토리지솔루션시장 16억원 / 년 산업특성 클라우드컴퓨팅산업은접속한만큼비용을지불하게함으로서쓸모없는비용이지불되지않도록하는경제적효과와유연한서비스제공, 신속한구현, 부가적인작업보다는중요작업에더많은시간을투자할수있도록하는효율성증가, 공동이용에따른서버의감소와에너지절약에따른에너지효율성의실현등의장점을보유 - 데이터경제시대란용어 ( 빅데이터 ) 가이미익숙해져있으며, 데이터경제시대의시발점은데이터축적 ( 저장 ) 에서부터시작됨 - 데이터를저장하기위한스토리지는 ICT 산업전반에걸쳐부가가치를생산하기위한가장기초적인부분임 산업성장성
하드웨어, 소프트웨어, 서비스를포함한클라우드스토리지솔루션수요가늘어관련시장이올해 1,956억원규모에이를것이며, 연평균 10.6% 성장세를이어가 2018년에는 2,821억원으로확대를예상 (IDC 2015) 2015년은금융과공공부분의망분리가의무화되는해인만큼활발한 VDI 구축으로 VDI용스토리지수요증가예상 (IDC, Gartner) 세계시장규모 십억불 년 년 년 가상데스크탑시장규모가 18 년약 1,152 억불로성장할것으로전망하였고, 이 를기반으로국내시장규모는 18 년 6,965 억원으로전망 (IDC, 2014) 경기변동의특성 ICT 산업타분야에비해경기변동에따른민감성은다소낮음 ( 스토리지장치의물리적인생명주기 (5년) 때문에경기변동에영향을받더라도신규스토리지에대한투자는지속적으로이루어짐 ) 2) 시장의구조, 경쟁강도및진입장벽 시장구조 클라우드스토리지시장은크게 public 클라우드스토리지와엔터프라이즈 (private) 클라우드스토리지시장으로양분됨 - public 클라우드스토리지시장은글로벌기업 ( 아마존, 구글, 마이크로소프트등 ) 과국내대기업 (LG, KT, SKT 등 ) 중심으로시장이형성
대상제품은상기국내대기업클라우드스토리지시장일부를점유할수있 는기회와가능성은높음 - 엔터프라이즈 (private) 클라우드스토리지시장은전통적으로스토리지전문글 로벌기업 (EMC, NetApp, HP, Dell, HDS 등 ) 들중심으로상호경쟁적으로운영 되고있음 대상제품은글로벌외산솔루션대비기능및성능측면에서동등이상의우 위를점하고있을뿐만아니라가격경쟁력에서비교우위 클라우드스토리지기술관련오픈소스 SW(openstack swift, redhat ceph 등 ) 도 국내시장에서경쟁자로출현가능성이있으나, 스토리지시스템의고유특성 ( 안 정성및가용성, 기술지원등 ) 을고려할때대상제품이경쟁열위가될것임 시장수요 클라우드환경에적용된스토리지시스템은그제품의특성상용량의 scale-out 구조를갖고있기에, 도입된스토리지시스템에대한용량확장은타제품이아닌동종의시스템으로지속투자가이루어져야함 - 국내 public 클라우드사업자의일례로볼때, 대규모클라우드서비스사업자는약 20PB/ 년수준의스토리지수요가발생 - 중소규모클라우드사업자도약 1~2PB/ 년정도꾸준하게스토리지수요는존재함 스토리지는인프라투자비용이기에대부분의국내고객은가능한스토리지도입및운영비용을최소화시킬수있는가격경쟁력이있는스토리지솔루션을선호 기업간경쟁강도 국내시장의경우, 클라우드스토리지솔루션관련외산솔루션기업들의경쟁이심화되어있으며, 국내스토리지솔루션은경쟁열외의상황 - EMC, NetApp, HDS가대상제품의국내시장주요경쟁제품들임 - 국내시장의경우, 가격경쟁력측면에서일부오픈소스스토리지솔루션 (OpenStack Swift, Redhat Gluster) 들에관심을갖고대기업중심으로투자가이루어지고있으나시장에서역할은미흡 제품경쟁성 대상제품의기술경쟁력은스토리지시스템의용량 / 성능확장성측면이있으며, 경제성측면에서는스토리지구축비용의가격경쟁력이우위포인트가있음
4. 사업화성공가이드 1) 사업화후보기업요건 국내주요공공기관스토리지수요시장에관심있는기업 클라우드스토리지솔루션을현재판매하고있는기업 2) 사업화투자비용 사업화비용 - 기술도입비용 : 2.5억원 ( 중소기업기준 ) - 사업화추가개발투자비용 : 4억원 / 년 ( 최대 2년 ) 3) 법적검토사항 기술이전및실시권계약범위 / 라이센싱및공동연구범위협의 수익성배분협의등 4) 희망파트너쉽 1 기술이전 ( ) 2 라이센싱 ( ) 3 공동연구 ( ) 4 기술출자 ( ) 5 기타 ( )