오버레이 네트워크

오버레이 네트워크(overlay network)는 물리 네트워크 위에 성립되는 가상의 컴퓨터 네트워크이다. 오버레이 네트워크의 노드는 가상 또는 논리 링크로 연결될 수 있으며, 각 링크는 네트워크 안에서 많은 논리적 링크를 통하지만 물리적 링크를 고려하지는 않는다.

대표적인 예로는 P2P(peer-to-peer) 네트워크와 같은 분산 시스템은 노드가 인터넷 상에서 실행되기 때문에 오버레이 네트워크에 해당한다.

개요

오버레이(overlay)는 "덮어 씌우다"라는 뜻이며, 도스 프로그래밍에서, 640KiB 메모리 제한 때문에 큰 프로그램을 한번에 로드할 수 없을 때 프로그램을 몇 개의 모듈로 나우어 컴파일하고 필요할 때마다 필요한 모듈을 메모리로 불러들이는 기법이다. 기존 네트워크를 바탕으로 그 위에 구성된 또 다른 네트워크, 기존의 네트워크 위에 별도의 노드들(nodes)과 논리적 링크들(logical links)을 구성하여 이루어진 가상 네크워크이다. 오버레이 네트워크에서 이웃 노드들은 물리적인 이웃 노드가 아니라 논리적인 이웃 노드인다. 기존의 네트워크를 최대한 활용하여 보다 효율적인 네트워크 서비스를 제공할 수 있다.

물리 네트워크 위에 성립되는 가상의 컴퓨터 네트워크이다. 이 오버레이 네트워크 안의 노드는 가상, 논리 링크로 연결 될 수 있으며, 각 링크는 네트워크 안에서 많은 물리적 렝크를 통하지만 물리적 링크를 고려하지는 않는다. 이를테면, 네트워크는 오버레이 네트워크라고 할 수 있다. 이는 물리적으로 전달망을 고려하지 않고 peer와 peer 간의 연결만을 고려하기 때문이다. 전화 접속 인터넷은 전화망 위의 오버레이다.

특징

P2P 기술에 Overlay Network 개념을 접목시킨, P2P Overlay Network 기술도 설명될 수 있다.

P2P 기술은 기존의 Client/Server 개념과 달리 PC 들이 연결되어 자원을 공유하고 모든 참여자가 서버인 동시에 클라이언트의 역할을 수행하는 특징을 갖는다. 물리적 네트워크 상에 존재하는 피어들이 P2P 서비스에 등록하면, 등록된 피어들 간의 가상 네트워크, 즉, P2P 오버레이 네트워크가 만들어진다. P2P 오버레이 네트워크 상에서 피어들은 서버의 도움 없이 다른 피어들과 직접 정보를 공유하고 교환할 수 있다. 이러한 P2P 컨셉은 단순히 컴퓨터와 컴퓨터가 연결됨을 의미할 뿐만이 아니라 인간과 인간이 직접 1:1로 연결됨을 의미한다. 이와 같은 사회문화적 특성으로 인하여, 현재 P2P 기술은 개인을 중시하고 개방화를 지향하는 21세기 인터넷 사이버 공간에서 새로운 문화 창조의 주도적인 역할을 하고 있다.

종류

비구조화 오버레이

비구조화 오버레이는 각 노드가 이접 노드를 선택할 때 제약이 없도록 설계를 한 오버레이 네트워크이다.

비구조화 오버레이는 노드 탐색시 메시지를 인접노드에 차레로 전파해 확산시키는 방법을 사용하며 우리가 아는 비트코인과 이더리움 같은 것을 생각해보면 동일한 방법으로 한다고 볼 수 있다. 거래 내역을 전파할 때 인접한 노드에게 계속해서 전파가 되는 것을 볼 수 있는데 이것이 일종의 비구조화 오버레이라고 볼 수 있다. 메시지에 요청 데이터의 메타 정보를 포함시켜 그 메타 정보에 맞는 데이터를 가진 노드를 탐색하는 등의 유연한 탐색이 가능하다는게 장점이지만, 이는 확장성의 문제 즉, 노드가 많아지면 네트워크에 메시지가 많아져 힘든 것들도 있고 목적 노드까지의 전파를 장담할 수 없다. 또한 유연한 탐색을 하기 위해 블록체인은 비구조화 오버레이를 사용한다.

슈퍼노드

비구조화 오버레이는 확장성과 불확실한 전달이 단점으로 나오고 있다. 이를 극복하기 위해 슈퍼 노드라는 개념이 있다. 일부 노드는 일반 노드보다 상위의 노드로 구분이 된다. 슈퍼 노드는 다수의 일반 노드를 밑에 두고 메시지를 슈퍼 노드끼리 전달을 하면 밑으로 전파를 하게 된다.

구조화 오버레이

구조화 오버레이는 반대로 각 노드 별로 연결을 할 때 상대가 미리 결정되어있고 네트워크 토포로지도 엄격하게 설계되어 있는 오버레이 네트워크이다.

메시지의 도착이나 확장성이 확실하게 높다는 것이며, 효율적으로 메시지를 보낼 수 있다. 이 때문에 노드가 증가를 하던가 전송횟수에 관계없이 메시지가 반드시 전달이 되도록 설계되어 있다. 구조화 오버레이는 링크형이나 트리형의 구조를 가지게 된다.

참고자료

• 〈오버레이 네크워크(Overlay network)〉, 《네이버 지식백과》
• 〈오버레이 네트워크〉, 《위키백과》
• 〈오버레이 네크워크(Overlay network)란 무엇인가?〉,《네이버 포스트》

같이 보기

• P2P
• 노드

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