유비쿼터스 컴퓨팅개론 6강 - 유비쿼터스 네트워크

✅ 1. 유비쿼터스 네트워크

(1) 유비쿼터스 네트워크의 개념

[1] 유비쿼터스 컴퓨팅 산업이 만들어진 원인

• 발전을 통해 컴퓨터 장치의 성능의 향상을 통한 다양한 기능 수행이 가능해짐.
• 컴퓨팅 장치의 소형화 및 가격하락을 통한 대중화로 인해 널리 퍼짐. ( 대표적인 스마트폰 )
• 전세계 어느 곳에서도 연결 가능한 유무선 통신망을 통해 가능해짐.

[2] 유비쿼터스 네트워크 기술이란?

• 컴퓨터뿐만 아니라 다양한 종류의 단말이 네트워크에 상시 접속이 되는 형태를 의미함.
• 누구든지 시간과 장소의 제약 없이 네트워크를 활용하여 다양한 서비스를 제공받는 환경 또는 가능하게 하는 기술을 의미.
• 언제, 어디서나, 어떠한 통신 단말기든, 어느 통신망을 통해서든 원하는 서비스를 받을 수 있는 개념
• 5Any(Anytime, Anywhere, Anynetwork, Anydevice, Anyservice) 동작을 요구하는 프로그램 서비스를 지원하 네트워크

 

(2) 유비쿼터스 네트워킹을 위한 구조적 모델

End-user ( 최종 사용자 기능 )

• 관점은 사람과 센서가 될 수 있으며, 사용자 측면의 기능을 나타낸다
• 정보 수집, 처리, 저장 등 통신 외의 다양한 기능도 포함됨
• 물리적인 사물과 관련된 데이터를 찾아서 처리하기 위해 사물에 부려된 유일한 식별자가 필요함.
• 쉽게말해, 센서나 사람을 통해 데이터를 수집하여 가져가는 단계라고 보면 됨.

NGN Service & Transport Startum ( 차세대 네트워크 전송층 )

• 사물이 갖는 각기 다른 규격의 직접 통신이나 데이터 교환 방법에 대해 전송층에서 주고받을 수 있는 기능을 제공해줌.
• 핵심은 메시지 교환을 의미한다. 유비쿼터스 애플리케이션에 데이터를 일관된 형식으로 변환을 해주는 것을 의미함.
• 실행 가능성 및 확장성을 제공할 뿐만 아니라 보안 기능도 제공을 해주어야 함.

Ubiquitous Networking Applications ( 유비쿼터스 네트워킹 응용 프로그램 )

• End-user로 부터 수집한 데이터를 가공하여 의미 있는 정보를 생성
• End-user -> 차세대 네트워크 전송층 -> 유비쿼터스 네트워킹 응용 프로그램으로 전달이 됨.
• IdM(Idenification Management): 네트워킹 응용 프로그램안에서 사물 마다의 식별자들을 관리를 함

 

(3) NGN ( 차세대 네트워크 )

• NGN은 구축된 모든 망을 단계적으로 차세대 망으로 교체하여 통합된 망으로의 발전을 의미함.
• 기존의 전화망, 데이터망, 방송망 등이 각각 독립적으로 운영되던 구조에서 벗어나 하나의 통합망위에서 제공하자는 의미

[1] 광대역 통합망(BcN) ( 대한민국 차세대 네트워크 )

• 다양한 유무선 서비스를 통합하고 초고속 인터넷 기반으로 음성,데이터,영상 서비스를 통합 제공하는 차세대 통신 인프라임.
• 언제 어디서나, 어떤 단말로든 어떤 네트워크든 품질 보장과 함께 제공하는 통신망임.
• BcN은 한국형 NGN을 실현하기 위한 프로젝트임.
• 망 구축 비용과 운용 비용을 절감하기 위한 최선의 방법인듯
• 융합화, 패킷화가 주요 특징임.

[2] 사물 대 사물 통신

• NGN 차세대 네트워크 우리나라는 BcN임.
• 유비쿼터스 환경에서 주목받고 있는 사물대 사물 통신을 지우너하기 위한 네트워크 환경을 의미한다.
• 사용자의 단말기 및 웨어러블 기기, RFID/센서, 다양한 목적의 디바이스,콘텐츠 등 모든 형태가 사물이 됨.
• 우리 주변의 여러 사물들이 네트워크에 연결되고, 종단 간 연결 설정을 통해 독립적으로 통신함.

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✅ 2. 사물 인터넷

(1) 사물 인터넷(IoT: Internet of Things)

• 각종 사물에 컴퓨터(프로세서와 통신 모듈)를 내장하여 인터넷에 연결할 수 있는 기술
• 사물 인터넷은 센서나 통신 장치가 부착된 사물들이 인터넷 연결되어 자료나 정보를 통신할 수 있는 기술 또는 환경을 의미함.
• 사물(센서), 네트워크, 데이터, 서비스의 융합을 의미함
• 모든 종류의 사물들이 서로 연결되어 통신이 가능함을 의미함.
• 사물에 설치된 센서를 이용하여 데이터의 수집, 네트워크를 통해 수집한 데이터들의 전송, 수집된 데이터를 가공하는 기술

 

(2) 사물 인터넷에서 사물의 의미

• IoT에서 사물은 단순히 네트워크에 연결될 수 있는 다양한 컴퓨터를 의미한다.
• 쉽게말해, 소형 처리장치 컴퓨터가 부착된 일종의 임베디드 시스템
• 사물에 부착된 디바이스를 사물 인터넷의 사물이다.

 

(3) 사물 대 사물 통신을 위한 요구사항

• 사물에는 제한된 일부 처리 능력만 갖춘 경우가 많으므로, 불필요한 부하를 줄이고 경량 프로토콜을 지원해야함.
• 지능화, 자가 환경 설정, 네트워크 적용 기능이 제공 되어야 함.( 네트워크 상에서 자신을 쉽게 찾아줘야함 )
• 이동에 따라 사물 사이에 끊김 없는 통신이 가능하도록 필요한 모든 설정값을 얻을 수 있어야 함.
• 네트워크 크기는 네트워크와 연결된 사물의 수만큼 증가해야함. ( 확장성 요구 )
• 사물들과 센서들의 고유한 식별값을 갖도록 권장되어야 함.(사물들마다 IP주소 느낌임)
• 프로그래밍 플랫폼은 응용 프로그램 개발을 빠르고 쉽게 할 수 있도록 적절한 지원을 제공해야 함.
• 필요한 수준의 QoS, QoE가 제공되어야 함. ( 통신 오류 발견 및 즉시 처리, 적절한때 정확한 처리 )

 

(4) M2M과 IoT 차이점

• 연결의 대상이 인간에서 사물, 공간, 자연에 이르기까지 광범위하게 확장이 됨. ( 사물 --> IoT )
• 정보의 수집도 직접 입력에서 센싱의 개념으로 변화

[1] M2M

• 사물통신이라고 부르며, 데이터 통신이 사물간에서만 적용이 됨. 

[2] IoT

• 인간과 사물, 서비스(서버 내부 컨텐츠, 응용프로그램 등) 등 분산된 구서 요소 간에 인위적인 개입없이 관계를 형성하는 것
• 이것을, 사물공간 연결망이라 함.

 

(5) IoT의 주요 기술 요소

[1] 사물 식별 기술

• 사물의 식별, 사물의 위치 찾기/추적
• 네이밍과 어드레싱에 의해 차세대 네트워크(NGN)에 연결성 제공

[2] 데이터 처리 및 관리 기술

• IoT 관련 기반 기술의 발전으로 처리되어야 할 데이터의 종류나 양이 엄청나게 증가하고 있어, 관리가 필요함.
• 데이터 분석 기술, 분석 알고리즘의 고도화, 머신러닝, 딥러닝과 같은 기술을 적용하려는 시도가 활발하게 진행되고있음.
• 이러한 문제를 해결하기 위해 클라우드 시스템을 적극 활용할 것으로 전망됨.

[3] IoT 통합 플랫폼 기술

• 대규모 사물과 대용량 데이터를 효율적으로 처리할 수 있는 개방형 사물 인터넷 플랫폼 기반 확산될 것으로 예측됨.
• 각 사물에 대한 제어 기능

[4] 보안 기술

• 센서들이 찾아내는 데이터에는 개인정보가 포함이 되어있을 수 있어, 보안 기술이 필요함