용어정의

VDI : Virtual Desktop Infrastructure 가상머신 기반의 원격 데스크톱
RDI : Real Desktop Infrastructure  물리머신 기반의 원격 데스크톱 

서론

데스크톱PC 는 사용자가 전산자원에 접근하는 가장 일반적인 경로이다. 우리는 이런 PC를 통해 개인용 /업무용 자료를 작성,수정하고 ERP 같은 회사서버도 접속하며, 인터넷에 접속하고 온라인 금융서비스를 비롯해 동영상시청, 음악 감상, 이메일, 커뮤니티 등 다양한 온라인 활동을 영위한다.

물론 최근에 모바일 혁명으로 인해 많은 부분이 스마트폰으로 이루어지고, 이동중에 사용가능한 랩톱, 테블렛 등 다양한 모바일 기기나 나오고 있으나 아직 대부분의 회사에서 업무는 데스크톱 PC 를 통해 이루어 지고 있다.

이렇게 발전된 IT기술의 혜택을 누림과 동시에 온라인을 통한 위협도 늘고 있다. 각종 바이러스, 랜섬웨어, 해킹, 내부자에 의한 자료유출, DDOS 공격등 매일 새로운 위협이 나타나고 있으며, 최소한의 보안과 자료 안정성 확보는 기업의 사활을 걸 정도로 중요한 부분이 되어가고 있다.

큰 기업이나 프랜차이즈 일수록 이런 PC,랩톱,태블릿,프린터,스캐너,무선와이파이AP, 스위치,라우터 등
다양한 전산자원이 전사/전국에 걸쳐 분산되어 있고 그 수가 어마어마 하게 많다보니 관리상의 문제점이 생길 요소도 많고, 이른바 구멍(?) 이 많아져서 관리자의 업무 압박도 심해진다.

이런 위협을 벗어나기 위한 최소한의 조치로서 내부 업무망과 외부 인터넷 망을 완전히 분리하여 위협에 대응하는 망분리라는 극단적 선택도 공공,금융기관을 비롯대 수많은 대기업에서 도입하고 있다.

물론 백신이나 문서중앙화, 자료이력관리,  소프트웨어 설치 및 업데이트 중앙관제 등 전산자원을 보호하기 위한 보안의 영역은 끝없이 확대되고 있고, 망분리와 함께 동시에 쓰이고 있다.

본론

서론에서 전술한바와같이  수많은 전산자원을 보호하면서 동시에 관리의 편의성과 자원활용의 효율화를  증진하기 위해 다양한 최신 기술이 적용되고 있으며, 대표적인 예가 가상화 기술이다.

이런 가상화에도 서버 가상화, 네트워크 가상화, 데스크톱 가상화 등 전체 전산자원에 대한 SaaS,DaaS,PaaS 등 다양한 가상화 기술이 보급되고 있으며 이렇게 가상화된 자원들을 보다 효율적으로 관리하기 위해 SDR(Software Defined Resource) 라는 큰틀에서  세분화된 SDN,SDDC, SDS 등의 통합 운영 기술도 최근 많이 회자되고 있다.

그중에서도 오늘 다룰 내용은 망분리와 대형기업의 전산자원 관리 효율화 차원에서 도입되는 DaaS(Desktop as a Service)이다. 한마디로 원래 자신의 PC 내부에서 이루어질 모든 업무를 원격의 가상 데스크톱 에 접속해 처리함으로서 로컬에 보유한 PC 사양과 상관없이 원격지의 컴퓨팅 환경에 따라 컴퓨터의 성능이나 용량등이 결정되는 방식이다. 

이런 DaaS 의 또다른 장점은 접속하는 디바이스가 스마트폰이,태블릿,씬클라이언트,랩톱,PC 등 다양한 경우에도 동일한 가상 데스크톱을 원격으로 제공하여 최신 트렌드 중 하나인 모바일 워크플로우 적용에 최적화 되어있다는 점이다.

적용

그럼 이런 DaaS 를 실제 적용은  어떻게 이루어지는가?

과거에는 데스크톱 가상화 라고 불리는 가상머신 기반의 서비스인 VDI(Virtual Desktop Infrastructure)가 유일한 방식이이었다.

위의 그림은 초기에 VDI 가 출현했을때 기존의 윈도우 서버에서 제공하는 RDS 와 비교한 경우다.
RDS(Remote Desktop Service)는 윈도우즈 서버에 여러 계정을 생성하고 각자 다른 사용자가 동시에 접속하는 방식하는 방식이며 아직도 VDI 와 함께 많이 쓰이고 있다. 이경우 하나의 서버 운영체제상에서 다수의 사용자가 서버 자원을 나눠쓰다보니 경우에따라 권한 설정오류로 중요한 파일을 다른 사용자가 삭제하게 되거나 적절한 리소스 할당에 실패하여 한명의 사용자가 리소스를 독점하는 등의 문제가 발생하곤 했다.

이에비해 VDI 는 한대의 서버상에 설치된 하이퍼바이저 위에 다수의 독립된 가상머신을 생성하고 각 사용자에게 할당하는 방식으로, 사용자간 영역 침범이 어렵고, 할당된 리소스 내에서만 사용할 수 있어 이미 서버 가상화 등에서 검증된 방식이었다.

이런 VDI 가상화는 전산자원 통합관리라는 명분으로 전세계적으로 확산되었고 국내에서는 망분리라는 호재를 만나 수많은 기업과 기관에 도입되어 현재까지도 이용되고 있다.

문제점

그렇다면 이런기존의 PC 와 비교해 VDI 는 무엇이 다른가?

기존의 PC 환경의 경우 데스크톱 관리 측면에서 관리의 중앙 집중화는 광범위하게 분산 된 컴퓨팅 환경과 회사 인력이 직면 한 상황에서 매우 어려운 작업으로 PC 하드웨어의 다양성과 데스크탑 환경을 수정하기위한 사용자 요구 사항으로 인해 데스크탑을 표준화하기가 매우 어렵다.

비용측면에서 PC 하드웨어의 상대적으로 저렴한 비용은 PC 지원 및 관리 비용이 높을 때 종종 상쇄될수 있지만, 소프트웨어 설치, 패치 및 업데이트 배포를 포함한 지속적인 PC 관리는 광범위한 PC 구성에 대한 배포를 테스트하고 확인해야하기 때문에 시간이 많이 걸리고 노동 집약적인 작업이다.마찬가지로 표준화하기 어렵고  현장에서 직접 문제를 해결하기 위해 지원 담당자가 필요하므로 지원 비용이 상당히 높아진다. 

데이터 보안측면에서 PC의 데이터가 효과적으로 백업되고 PC가 고장 나거나 파일이 손실 될 때 복원 될 수 있도록하는 것은 중요한 과제이며, 데이터가 잘 백업 되더라도 PC 도난 위험은 필수 데이터의 보안을 위협한다.

리소스 효율측면에서  PC의 분산 특성으로 인해 리소스를 풀링하여 사용률을 높이고 비용을 절감하기가 매우 어렵다 통상적인 PC의 사용률이 10 % 미만이고 원격 사무실에는 중복 데스크톱 인프라가 필요하며 외근 직원에게는 원격 데스크톱 솔루션이 추가로 필요할 수 있다.

이에비해 VDI (Virtual Desktop Infrastructure)는 거의 모든 장치에서 연결하고 파일에 액세스 할 수있는 사용자 지정 가능한 가상 데스크톱이며, 사용자와 시스템 관리자에게 데이터 센터에서 데스크톱 가상 머신을 호스팅하고 중앙에서 관리 할 수있는 능력과 최종 사용자에게 완벽한 PC 데스크톱 환경을 제공 할 수있는 장점이 있다.

VDI는 다음과 같은 여러 가지 장점을 제공한다.

하드웨어 장애시 다운 타임이 거의 없음
새로운 데스크톱의 즉각적인 프로비저닝
새로운 응용 프로그램 배포 비용의 현저한 감소
모든 PC (직원의 가정용 PC 포함)에서 사용자의 엔터프라이즈 데스크탑 환경에 액세스 할 수있는 기능
강력한 데스크탑 이미지 관리 기능
일반적으로 2-3 년정도인 클라이언트용 PC 교체주기를 5-6 년 이상으로 연장
양방향 오디오 / 비디오, 스트리밍 비디오, USB 지원 등 기존 데스크탑과 유사한 성능
필요에 따른 데스크톱 컴퓨팅 성능 조정 가능.

듣기만 해도 환상적인 기술이다. 할 수만 있다면 어느 기업이나 기관에서도 적용하지 않을 이유가 없었다.
그런데 문제점 역시 존재한다.

가장 큰 문제는 도입비용이다.

물론 관리상의 이점으로 많은 부분이 상쇄된다는 위의 설명에도 불구하고 처음 도입을 결정하는 기업이나 기관입장에서 쉽게 도입을 결정하기 어려운 정도의 높은 라이센스, 솔루션 비용이 필요하며, 특히 업계에 유명한 vmware,citrix.microsoft 와 같은 회사들은 대부분 외국업체라서 이돈이 고스란히 외국으로 빠져나간다.

일단 기본적으로 VDI 환경을 구축하고자 마음먹으면 그 규모와 상관없이 최소한 다음과 같은 비용을 각오해야 한다.
이중화를 위한 여러대의 고성능 가상화 서버, 스토리지 서버, 고속 네트워크 장비
가상화 소프트웨어 라이센스, 윈도우 서버의 경우 Server CAL, Client CAL, RDS, vSAN  등의 추가 라이선스, 각 가상 데스크톱 용 윈도우10 라이선스, VDA(Virtual Desktop Access) 라이선스
온갖 라이선스가 덕지덕지 붙어 하드웨어 비용을 상회해 버린다. 

또다른 문제는 비교적 낮은 성능이다.
우리가 일반적으로 업무에 사용하는 최신 PC는 최소한 쿼드코어에 그래픽코어도 내장되어 있고 ssd 256기가바이트에 램 8기가 정도로 구성되어 있다. 업무용으로 사용하기에는 부족함이 없고 유튜브를 시청하는데 버벅이는 성능도 아니다.

그에비해 그래픽 가상화가 적용되지 않은 일반적인 VDI 솔루션들은 그래픽에서 치명적인 약점이 있고, 진짜 CPU 가 아닌 vCORE 를 할당해줘서 보통 PC에 비해 성능은 낮아진다.

최신의 고성능 서버를 상상해보자
24코어 48스레드 듀얼 프로세스에 램 256기가바이트 가 장착된 서버라면
총 48코어 96스레드 를 8 vCORE 씩할당하면 총 12개의 vm 을 생성할 수 있다 하지만 보통은 두배정도 생성한다. 따라서 24대 가 각각 8 vCORE 에 램 8기가를 할당받는다면 기존에 사용하던 일반 PC 에 비해 사양이 낮다고 할수는 없다. 문제는 그래픽코어가 없다라는 것이다.

2019년 10월 있었던 HP 의 세미나 내용을 인용하면,

Windows 7 지원 종료에 따라 신규 VDI 는 Windows 10 으로 구성할 필요가 있으며,Win10시대가 되어 대략 매년 20%정도씩 GPU사용률이 높아지고 있음. 웹브라우저에서 유튜브를 보거나 파워포인트 사용조차도 GPU 파워를 소모함에 따라 일반 MS Office 실행시 Windows idle대비 Workload 증가율은 Windows 7에서 +5%, Windows 10에서 +42%로 Window 7대비 Window 10의 GPU 사용량이 수배가 높고, vGPU 미 적용시 원격접속 업무에 과도한 CPU 부하가 발생하여 vGPU 없는 VDI로는 구성이 어려운 시대가 됨.

즉 가상 그래픽 코어  추가없는 VDI 는 체감성능이 낮아 퇴출되고 있다라는 의미이고 실제로 그런 퇴출 사례는 업계에서 흔히 들어볼수 있다.
실제 사용자들의 성능에 대한 불만으로 결국 VDI 의 수많은 장점에도 불구하고 다른 방안을 찾고 있는 회사들 입장에서 그래픽 코어를 포함하는 신형 VDI 는 매력적일수 있다.

그런데 또 라이센스 문제가 걸린다. 이런 vGPU 도입을 위해서는 다시 전용 그래픽카드 하드웨어와 가상머신당 라이센스가 필요하다.


이제 RDI 에 대해 살펴보자
필자가 소속된 트루네트웍스는 아마도 전세계 최초로 RDI 라는 개념을 주창했다고 생각한다.
2015년 개발한 NUCserver.com 은 인텔의 미니피씨인 NUC 를 서버그레이드의 관리툴과 전원제어 등을 포함한 당시로서는 매우 생소한(?) 개념이었다.
사실 전혀 안필린건 아니지만 대성공이라 할정도로 많이 팔린것도 아니다. 최소한 우리회사의 자체 서비스에 적용하여 비용절감이라는 확실한 효과를 내고 있다.

RDI는 이 NUCserver 를 DaaS 로 활용하기 위한 확장판이다. 이름 그대로 진짜 미니데스크톱을 각 사용자에게 1:1 로 할당하는 개념이다. 따라서 가상화에 따른 수많은 종류의 라이선스는 더이상 필요가 없다.
또한 각 NUC는 적정한 성능의 그래픽 코어도 내장이라 vGPU 따위도 필요없고  저전력 적정성능을 제공함으로서 실제 사용자의 만족도 역시 기존 vGPU 없는 VDI 와 비교하면 좋은것은 당연하다.

이제 실제구성을 통해 비교를 해보자.

추정근거

•Xeon Platinum 프로세서 2개 총 48코어 96스레드

•Nvidia Tesla M60 1개당 16개 가상머신 수용

•서버당 256G RAM 장착

•VM당 3vCore, 8G RAM  할당기준

•서버당 총 32 VM 구성 (windows 10 VM)

•VM당 해상도 1080p 60frame 지원

•VM당 필요 라이선스

•Windows 10 Pro  300USD / VM 또는

Windows Server 2019 data center edition 10,000USD/Server

•Virtual Desktop Access 100USD/VM.Year *32 = 3200

•Hypervisor License 116USD/VM.Year *32 = 3612

•3Year License TCO for 20 server

((300USD*32)+(3200*3)+(116*32*3))*20=627,600USD 또는

(10000USD+(3200*3)+(116*32*3))*20=635,600USD

•3Year H/W TCO for 20 server

(22000USD+(2000*2))*20 =520,000USD

•  3Year TCO for 20 server

627,600 +520,000= 1,147,600USD 또는

635,600 +520,000= 1,155,600USD

이외에도 vGPU, RDS, Server Cal, Client Cal 등 다양한 라이선스

비용이 추가로 필요하며, 공용 스토리지를위한 vSAN 이나

관리 소프트웨어 라이선스가 필요한 경우도 있습니다.

위 그림들과 추정근거는 최신 그래픽 가상화를 포함하는 VDI 구성과 당사의 NUCserver 기반의 RDI 구성을 비교한것이다. 이 업계에 있는 분들이라면 쉽게 알아보실수 있지만 잘 모르는 분을 위해 그냥 쉽게 해석하자면,

사용자당 비용은 당연히 RDI 가 유리하고, 전력사용 측면에선 비교도 안된다. 무엇보다도 복잡한 라이선스 비용이 없어 복잡하지 않다.

여기까지는 기본적인 상황이고,
이중화를 생각해보면 더 차이가 벌어진다.
한대의 서버에 장애가 발생하면 최소 32명의 원격 데스크톱에 문제가 발생한다. 따라서 여유있게 구성을 하자면 실제 640 VM 의 80% 정도만 수용하고 리소스를 남겨두어야 문제 발생시 라이브 마이그레이션을 하든 HA 구성을 하든 시도를 할수 있다.

이에비해 NUC 미니피씨 한대에 문제가 발생한다면 192대중 2대 정도만 남겨두면 언제든 HA 구성을 통해 즉시 복구가 가능하다. 즉 문제 발생시 피해범위는 각 개별 NUC 에 한정된다. 

결론

기존의 vGPU 없는 VDI는 현시대에 맞지않아 NUC 미니 PC 를 이용한 RDI 와 비교대상이 아니다.

NUC 는 각 노드가 실제 PC 임으로 독립적인 프로세싱 파워와 GPU 를 내장하고 있어 높은 라이선스 비용 지출이 불가피한 가상화 기술 없이 원격 사용자에게 기존 PC 와 동일한 사용 성능을 제공하면서도 저전력, 통합관리와 같은 VDI 의 장점을 그대로 살릴 수 있고, 고객의 수요에 따른 선형적 증설에 적합하며, 일부 노드 장애시 기존의 가상화처럼 노드 전체 이중화가 필요치 않고 해당 호스트 NUC만 즉시 교체 가능하여 관리 및 운영 효율이 매우 높다.

특히 대부분의 라이선스 비용이 해외로 흘러나가는 현 상황에서 복잡한 라이선스 없이 도입가능하다는 점은 VDI 와 비교조차 할수 없는 장점이다.