네트워크 게이트웨이에 대해 질문과 답변 정리(2)

추가정리)

질문)

게이트웨이는 데이터를 변환한다고 했는데요. 각종 장비에서 들어온 데이터가 표준이 아니여서 표준 인터넷 프로토콜로 보내기 위해 표준 인터넷프로토콜로 변환한다는건가요?

 

 

게이트웨이가 데이터를 변환한다고 하는 것은 바로 각종 장비에서 들어온 데이터(원시 데이터 또는 특정 장비/산업 표준 프로토콜 데이터)를 표준 인터넷 프로토콜(주로 TCP/IP 기반)로 변환하여 보낸다는 의미입니다.

조금 더 자세히 설명해 드릴게요.

왜 변환해야 할까요?

1. 다양한 장비와 프로토콜:
   • 산업 현장(공장, 발전소 등)이나 특정 장치(구형 센서, 특수 의료 기기 등)에서는 매우 다양한 종류의 장비들이 사용됩니다.
   • 이 장비들은 각각 자신들만의 통신 방식과 규칙(이것을 '프로토콜'이라고 합니다)을 가지고 있습니다. 예를 들어, 산업 현장에서는 Modbus, Profibus, CAN, EtherCAT, HART 등 수십 가지의 특정 프로토콜이 사용됩니다. 이들은 일반적인 인터넷(웹 브라우저나 스마트폰 앱이 사용하는)과는 전혀 다른 방식으로 통신합니다.
   • 데이터 형식도 제각각입니다. 어떤 센서는 간단한 숫자 값만 보내고, 어떤 센서는 복잡한 구조의 데이터를 보냅니다.
2. 클라우드/중앙 서버의 요구사항:
   • 클라우드 서버나 중앙 데이터 분석 시스템은 일반적으로 표준화된 인터넷 프로토콜(HTTP, MQTT, CoAP 등)을 사용하여 데이터를 주고받습니다.
   • 또한, 이 시스템들은 수많은 장비에서 올라오는 데이터를 효율적으로 처리하고 분석하기 위해 일관된 데이터 형식과 구조를 필요로 합니다.

게이트웨이의 변환 역할: 통역 및 포장

게이트웨이는 바로 이 간극을 메우는 역할을 합니다.

• 프로토콜 변환 (통역사 역할):
  • 각기 다른 언어(Modbus, Profibus 등 산업용 프로토콜)로 말하는 장비들의 데이터를 받아들입니다.
  • 이 데이터를 인터넷의 공통 언어(TCP/IP, HTTP, MQTT 등)로 '통역'하여 클라우드가 이해할 수 있도록 바꿔줍니다.
  • 이 과정에서 데이터의 주소 지정 방식, 전송 규칙 등이 모두 인터넷 표준에 맞게 재구성됩니다.
• 데이터 형식 변환 및 구조화 (포장 및 정리 역할):
  • 장비에서 넘어오는 원시 데이터는 단순히 숫자나 코드의 나열일 수 있습니다.
  • 게이트웨이는 이 데이터를 클라우드에서 분석하기 쉽도록 JSON, XML과 같은 표준적인 데이터 형식으로 변환하고, 필요한 메타데이터(어떤 센서에서 왔는지, 언제 측정되었는지 등)를 추가하여 '예쁘게 포장'합니다.
  • 예를 들어, "25"라는 숫자만 들어온다면 게이트웨이는 이것을 "{ "sensor_id": "temp_01", "timestamp": "2025-07-11T10:00:00Z", "temperature": 25.0, "unit": "celsius" }" 와 같은 구조화된 데이터로 만들어서 보냅니다.

요약

맞아요, 게이트웨이는 수많은 종류의 장비들이 서로 다른 방식으로 데이터를 생성하고 보내는 것을, 클라우드나 중앙 시스템이 모두 이해할 수 있는 '공통의 언어'와 '표준화된 형식'으로 바꿔주는 핵심적인 '데이터 번역 및 포장 센터'라고 할 수 있습니다. 이 과정이 없으면 엣지 장치들의 데이터는 클라우드에서 활용되기 매우 어렵습니다.

 

 

질문)

네트워크에서 게이트웨이의 역할은 산업용게이트웨이든, 이더넷통신에서 사용하는 게이트웨이든 같은 역할을 하는건가요?

 

네, 네트워크에서 게이트웨이의 근본적인 역할은 산업용 게이트웨이든, 일반 이더넷 통신에서 사용하는 게이트웨이든 동일합니다. 바로 "서로 다른 네트워크 간의 통신을 가능하게 해주는 관문"이라는 점입니다.

하지만 '어떤 종류의 다름'을 연결하고 '어떤 기능이 추가되는지'에 따라 구체적인 구현 방식과 역할의 강조점이 달라집니다.

게이트웨이의 공통적인 핵심 역할:

1. 다른 네트워크 연결: 가장 기본적인 역할은 물리적/논리적으로 다른 두 네트워크(예: 내부망과 외부망, 서로 다른 IP 대역의 네트워크)를 연결하여 데이터가 오갈 수 있도록 하는 것입니다.
2. 프로토콜 변환: 서로 다른 네트워크가 사용하는 통신 프로토콜이 다를 경우, 한쪽의 프로토콜을 다른 쪽이 이해할 수 있는 프로토콜로 변환(통역)하여 데이터 교환을 가능하게 합니다. 이것이 게이트웨이의 가장 중요한 특징 중 하나입니다.
3. 데이터 형식 변환: 필요한 경우, 한 네트워크에서 사용되는 데이터 형식을 다른 네트워크가 처리할 수 있는 형식으로 변환합니다.

각 게이트웨이 유형별 차이점 (역할의 강조점과 추가 기능):

1. 일반적인 이더넷 통신에서 사용하는 게이트웨이 (예: 가정용 인터넷 공유기)
   • 주된 역할의 '다름': 주로 IP 주소 대역의 다름을 연결하고, 사설 IP를 공인 IP로 변환(NAT)하여 인터넷 접속을 가능하게 합니다. 즉, 우리 집이라는 작은 네트워크와 거대한 인터넷이라는 네트워크를 연결하는 관문입니다.
   • 프로토콜 변환: 기본적으로 이더넷(물리적/데이터 링크 계층)과 IP(네트워크 계층)라는 표준 인터넷 프로토콜 내에서 통신합니다. 따라서 '이더넷 프로토콜을 다른 프로토콜로 완전히 변환'하기보다는, 같은 IP 계층 내에서 라우팅 기능을 수행하며, 필요에 따라 상위 계층 프로토콜(HTTP, FTP 등)도 서로 다른 네트워크 간에 전달하는 역할을 합니다.
   • 추가 기능: 일반적으로 Wi-Fi AP, 방화벽, DHCP 서버 등의 기능이 통합되어 제공됩니다.
2. 산업용 게이트웨이
   • 주된 역할의 '다름': 가장 큰 차이는 산업 현장에서 사용되는 특수하고 다양한 레거시(구형) 통신 프로토콜(Modbus, Profibus, CAN 등)과 표준 인터넷 프로토콜(TCP/IP, MQTT, OPC UA 등) 간의 연결 및 변환에 중점을 둡니다.
   • 프로토콜 변환: 이 부분이 핵심입니다. 산업용 게이트웨이는 수십 가지에 달하는 산업용 프로토콜을 '이해'하고, 이 데이터를 표준 인터넷 프로토콜로 '완전히 번역'하여 클라우드나 다른 IT 시스템으로 보냅니다. 단순히 IP 주소 대역을 넘어서 통신 방식 자체를 변환하는 역할이 매우 강조됩니다.
   • 데이터 전처리/필터링: 엣지에서 발생하는 대량의 데이터를 실시간으로 수집하고, 의미 있는 데이터만 필터링하거나 요약하는 등의 엣지 컴퓨팅 역할을 함께 수행합니다.
   • 견고성 및 보안: 산업 현장의 열악한 환경(고온, 진동, 전자기 간섭)을 견딜 수 있는 견고한 디자인과, 중요한 산업 데이터를 보호하기 위한 강력한 보안 기능이 필수적으로 요구됩니다.

결론:

네트워크에서 게이트웨이라는 용어는 항상 "서로 다른 것을 연결하여 통신하게 한다"는 본질적인 역할을 공유합니다.

• 일반 게이트웨이: 주로 IP 주소 범위의 다름을 연결하고, 네트워크 계층 이상의 프로토콜을 전달하는 데 중점을 둡니다. (가정의 인터넷 공유기가 대표적)
• 산업용 게이트웨이: 표준 인터넷 프로토콜과 매우 이질적인 산업 특화 프로토콜들을 연결하고 변환하는 역할이 특히 강조되며, 거친 환경에 대한 내구성과 데이터 전처리 기능이 추가됩니다.

따라서 역할의 '범위와 깊이'에 차이가 있을 뿐, '서로 다른 네트워크 간의 관문'이라는 근본적인 목적은 동일하다고 볼 수 있습니다.