컨테이너화 소개: IT와 OT 연결

컨테이너화는 최소한 2008년부터 존재해 온 가상화 기술입니다. 이는 단일 패키지로 실행에 필요한 모든 것을 번들로 묶는 소프트웨어 배포 유형입니다. 여기에는 애플리케이션과 모든 종속성이 포함됩니다. 역사적으로 IT 환경에서 사용되어 왔으나, 최근에는 OT에서도 주목받고 있습니다. 2013년부터 Docker®에 의해 대중화된 현대 컨테이너화는 다양한 환경에서 효율적이고 휴대 가능한 애플리케이션 배포를 가능하게 합니다. 컨테이너화와 사용자 경험에 중점을 둔 산업 표준은 Open Container Initiative(OCI)에 의해 형성되었습니다. 컨테이너화는 장치나 운영 체제에 의해 제한되었던 애플리케이션을 실행할 수 있는 능력을 제공합니다. 이 게시물의 목표는 IT 및 OT 환경 전반에 걸쳐 애플리케이션 배포를 간소화하여 현대 산업 제어 시스템(ICS)의 효율성을 혁신하는 컨테이너화의 힘을 보여주는 것입니다.

컨테이너와 가상 머신 비교

컨테이너와 가장 쉽게 비교할 수 있는 것은 가상 머신(VM)입니다. 두 가지 모두 가상화 유형이기 때문입니다. 주요 차이점은 컨테이너는 실행을 위해 전체 게스트 운영 체제를 필요로 하지 않지만, VM은 필요로 하며 추상 물리 계층까지 모든 것을 가상화한다는 점입니다. VM은 상당한 CPU와 메모리를 요구하여 자원이 제한된 환경에서 확장성을 제한합니다. 컨테이너는 호스트 운영 체제 커널을 공유하여 경량화되고 빠르며, VM의 수분에 비해 수초 내에 시작됩니다. 이러한 효율성은 애플리케이션, 라이브러리 및 구성만 패키징하기 때문에 가능합니다. 예를 들어, 컨테이너화된 애플리케이션은 개발자의 노트북이나 클라우드 서버에서 동일하게 실행되어 개발, 테스트, 그리고 무엇보다도 산업 제어 시스템의 생산 환경 전반에 걸쳐 일관성을 보장합니다.

인프라: 가상화를 위한 기본 리소스를 제공하는 서버, 스토리지, 네트워킹 장비와 같은 물리적 하드웨어입니다.

호스트 OS: 물리적 하드웨어에 직접 설치된 기본 운영 체제로, 리소스를 관리하고 하이퍼바이저를 실행합니다.  

하이퍼바이저: 가상 머신을 생성 및 관리하고 호스트 운영 체제와 게스트 운영 체제 간에 리소스를 할당하는 소프트웨어 계층입니다. 

게스트 OS: 가상 머신 내에서 실행되는 운영 체제로, 호스트 OS와 분리되어 있으며 애플리케이션 실행에 사용됩니다. 가상화된 하드웨어 리소스에 액세스하기 위해 하이퍼바이저에 의존합니다.

산업 제어 시스템의 컨테이너

특히 ICS 분야에서 컨테이너의 주요 이점은 컨테이너가 요구하는 공간의 양입니다. 산업용 사물인터넷(IIOT) 장치는 일반적으로 메모리 용량이 작고 처리 능력이 낮습니다. 컨테이너는 매우 경량이고 유연하여 많은 IIOT 장치에서 사용할 수 있기 때문에 ICS 시스템에 중요할 수 있습니다. ICS에서 컨테이너는 SCADA 시스템 모니터링 또는 IIOT 장치의 센서 데이터 처리와 같은 실시간 분석을 위한 엣지 컴퓨팅을 가능하게 합니다. 또한 컨테이너는 하이브리드 환경 전반에 걸쳐 일관된 배포를 가능하게 하여 OT-IT 융합을 지원합니다.

또한 컨테이너는 확장성을 제공하여 소형 엣지 장치에 경량 서비스를 배포하거나 서버 클러스터에서 더 큰 오케스트레이션된 설정을 지원하여 엣지에서 클라우드까지 분산 아키텍처를 지원합니다. 컨테이너는 종속성을 번들로 제공하여 설치를 간소화하고 다양한 환경에서 종속성 충돌 없이 일관된 실행을 보장하기 때문에 호환성이 향상됩니다. 또한 컨테이너는 게시된 모범 사례에 따라 구축할 수 있어 Windows 시스템에서의 기존 소프트웨어 설치와 달리 관리 권한 없이 런타임 호스트에 배포하기 위한 인증이 필요하므로 보안도 향상됩니다. 컨테이너는 신속한 복구 및 마이그레이션을 가능하게 하여 최소한의 가동 중단 시간으로 컨테이너화된 애플리케이션을 재배포하여 신속한 업그레이드 또는 시스템 복원을 지원합니다. 마지막으로 컨테이너는 현대 IT 개발 트렌드에 부합하여 ICS 시스템이 진화하는 기술적 요구에 적응할 수 있도록 보장하기 때문에 가까운 미래에도 계속 사용될 것입니다.

Rockwell Automation에서 컨테이너를 사용하는 예는 FactoryTalk® 라인에 있습니다. FactoryTalk Analytics GuardianAI는 컨테이너로만 제공됩니다. 최소한의 리소스를 사용하고 코딩 기술이 필요 없는 공장 현장 엣지 장치에서 예측정비 알고리즘을 실행할 수 있는 애플리케이션입니다.

ThinManager® 및 FactoryTalk® Optix™ 

최근 FactoryTalk® 제품군에 또 다른 컨테이너 솔루션이 추가되었습니다. 이제 버전 1.6 및 14.1에서 각각 FactoryTalk Optix 애플리케이션 컨테이너를 ThinManager와 함께 배포할 수 있습니다. FactoryTalk Optix는 HMI 및 데이터 시각화 경험을 향상하고 엣지 컴퓨팅 및 데이터 관리 기능을 강화하는 소프트웨어 플랫폼입니다. ThinManager 장치는 경량 하드웨어와 거의 또는 전혀 운영 체제 요구 사항이 없는 씬 클라이언트를 사용하여 컨테이너를 실행함으로써 산업 제어 시스템을 간소화합니다. 이는 HMI의 인프라 요구 사항을 크게 줄일 수 있음을 의미합니다. ThinManager의 중앙 집중식 관리를 통해 확장 가능하고 일관된 배포가 가능하며, 하드웨어 비용을 최소화하고 업데이트를 간소화하면서 보안을 강화할 수 있습니다. 자세한 내용은 이 동영상이나 향후 전용 게시물에서 확인할 수 있습니다.