KR101443283B1 - 센서 네트워크 모니터링 장치 및 이에 적용되는 모니터링 방법 - Google Patents

센서 네트워크 모니터링 장치 및 이에 적용되는 모니터링 방법 Download PDF

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센서 네트워크 모니터링 장치 및 이에 적용되는 모니터링 방법이 제공된다. 본 센서 네트워크 모니터링 장치는, 적어도 하나의 센서노드의 패킷을 스니핑(sniffing)하고, 스니핑된 패킷을 이용하여 무선 센서 네트워크를 모니터링할 수 있게 되어, 센서 노드에서 컨트롤 패킷을 생성/전달할 필요가 없이 별도의 스니퍼에 의해 모니터링이 수행되므로 센서 네트워크의 부하와 노드의 배터리 소모를 줄일 수 있게 된다.

Description

센서 네트워크 모니터링 장치 및 이에 적용되는 모니터링 방법 {Monitoring device of sensor network and monitoring method applying to the same}
센서 네트워크 모니터링 장치 및 이에 적용되는 모니터링 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 센서 네트워크의 상태를 모니터링하는 센서 네트워크 모니터링 장치 및 이에 적용되는 모니터링 방법에 관한 것이다.
최근 무선 센서 네트워크 기술은 시범사업 수준의 테스트 환경을 벗어나 산업 현장 전반에 적용이 시도되고 있으며, 현장 시험 및 시범사업을 통한 결과를 바탕으로 공장제어/감시, 물류관리, 방재, 환경/수질감지, 실내 온/습도 감시등의 다양한 영역에 추진되고 있다.
그러나 아직까지 무선 센서 네트워크 기술은 신뢰성, 보안성, 호환성 취약의 문제로 인해, 대규모 플랜트와 같은 난환경 산업 현장(Industrial Area)에서의 사업화는 어려운 실정이어 ISA 100, Wi-HART 와 같은 산업 현장 모니터링/제어를 위한 표준 무선 통신 기술의 필요성이 대두되어, 새로운 산업용 센서 네트워크 솔루션이 개발 중에 있다.
지금까지 무선 센서 네트워크 기술과 관련하여 수 많은 연구 개발이 수행되어 왔지만, 대부분이 네크워크 라우팅, 신뢰성 , QoS(Quality of Service), 에너지관리, 그리고 보안 이슈들을 중심으로 다뤄져왔으며, 현재 운용 중인 센서 네트워크의 네트워크 효율성 검증 및 문제 진단과 관련된 연구는 크게 주목받지 못하였다. 또한 센서 네트워크 효율성 검증을 위해 개발된 여러 툴(e.g. 디버거, 시뮬레이션, 에뮬레이터 툴 등)은 사전 분석에는 용이하지만 현재 설치되어 운영 중인 센서 네트워크 상태 분석/검증에는 적합하지 않다.
이와같이 기존의 무선 네트워크 운영 관리에서와 달리 무선 센서 네트워크와 관련된 다양한 툴과 기법이 제안되지 못한 것은 무선 센서 네트워크의 제한된 대역폭과 전원, 즉 자원 때문이다. 무선 센서 네트워크 운영 상황을 실시간으로 모니터링 하기 위해서는 컨트롤 패킷(control packet)을 많이 생성/전달 할 수 밖에 없으나 이는 센서 노드의 배터리와 네트워크 부하를 가져올 수 있기 때문이다. 기존의 많은 시스템들이 센서 노드에 디버깅 에이전트(debugging agent)를 설치하여, 주기적으로 미리 정의된 컨트롤 파라미터를 싱크 노드에 전달하는 방식을 채택하였다. 예를 들어 Sympathy는 싱크노드가 센서 노드로부터 운영 상태와 관련된 라우팅 테이블, 흐름 정보를 받아, 노드와 네트워크 상태를 분석하는 기법을 사용하였다. 하지만 이와 같은 방식은 센서 노드에 부하를 가져올 수 있으며, 에너지 소모를 가속화 시키는 악영향을 끼칠 수 있다.
따라서 무선 센서 네트워크 기술이 테스트 환경을 넘어서 다양한 현장 적용이 추진되고 있는 현 시점에서 시스템 개발자와 운영자에게 실시간으로 네트워크 운영 정보를 제공하고 문제를 진단 할 수 있도록 도와주는 네트워크 모니터링 기술의 개발이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 적어도 하나의 센서노드의 패킷을 스니핑(sniffing)하고, 스니핑된 패킷을 이용하여 무선 센서 네트워크를 모니터링하는 센서 네트워크 모니터링 장치 및 이에 적용되는 모니터링 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 복수의 센서노드를 포함하는 무선 센서 네트워크(WSN : Wireless Sensor Network)의 모니터링 장치는, 적어도 하나의 센서노드의 패킷을 스니핑(sniffing)하는 적어도 하나의 패킷 스니퍼(sniffer); 상기 패킷 스니퍼에 의해 스니핑된 패킷을 수신하고, 상기 스니핑된 패킷을 이용하여 상기 무선 센서 네트워크를 모니터링하는 모니터링부;를 포함한다.
그리고, 상기 모니터링부는, 상기 적어도 하나의 패킷 스니퍼로부터 스니핑된 패킷들을 수신하여 읽는 리더부; 상기 리더부로부터 전달된 스니핑된 패킷들을 각 패킷 스니퍼별 프레임으로 결합하는 시그널 통합부; 상기 프레임을 이용하여 상기 센서 네트워크의 효율성을 예측하는 네트워크 관리부; 상기 프레임을 이용하여 채널의 사용상태 및 채널별 효율성을 관리하는 채널 관리부; 및 상기 프레임을 이용하여 외부의 보안 공격을 감지하는 보안 관리부;를 포함할 수도 있다.
또한, 상기 리더부는, 스니퍼할 패킷의 채널 및 모드를 선택하도록 상기 패킷 스니퍼를 제어할 수도 있다.
그리고, 상기 프레임은, 하나의 프레임이 하나의 패킷 스니퍼에 의해 스니퍼된 패킷들의 모임일 수도 있다.
또한, 상기 모니터링부는, 상기 프레임 및 패킷의 구조, 채널사용량, 시간별로 전송되는 패킷 수, 전송되는 패킷 타입, 및 각 노드에서 전송되는 패킷 크기 중 적어도 하나를 표시할 수도 있다.
그리고, 상기 모니터링부는, 상기 센서 네트워크 및 주변 네트워크의 토폴로지(topology) 관계도를 표시할 수도 있다.
또한, 상기 모니터링부는, 라우팅 테이블, 마스터와 슬레이브 관계, 및 부모 노드와 자식 노드 관계 중 적어도 하나를 이용하여 상기 토폴로지 관계도를 생성할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, 복수의 센서노드를 포함하는 무선 센서 네트워크(WSN : Wireless Sensor Network)의 모니터링 방법은, 적어도 하나의 센서노드의 패킷을 스니핑(sniffing)하는 단계; 및 스니핑된 패킷을 수신하고, 상기 스니핑된 패킷을 이용하여 상기 무선 센서 네트워크를 모니터링하는 단계;를 포함할 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 센서노드의 패킷을 스니핑(sniffing)하고, 스니핑된 패킷을 이용하여 무선 센서 네트워크를 모니터링하는 센서 네트워크 모니터링 장치 및 이에 적용되는 모니터링 방법을 제공할 수 있게 되어, 센서 노드에서 컨트롤 패킷을 생성/전달할 필요가 없이 별도의 스니퍼에 의해 모니터링이 수행되므로 센서 네트워크의 부하와 노드의 배터리 소모를 줄일 수있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 센서 네트워크의 모니터링 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 패킷 스니퍼의 구조를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 모니터링부의 구성을 도시한 블럭도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 센서 네트워크 모니터링 장치를 이용한 모니터링 방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 생성된 프레임 및 패킷의 구조를 트리구조로 표시하는 화면을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 네트워크 성능 정보를 표시하는 화면을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 센서 네트워크 및 주변 네트워크의 토폴로지(topology) 관계도가 표시된 화면을 도시한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 센서 네트워크의 모니터링 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 센서 네트워크(10)의 모니터링 장치(100)는 패킷 스니퍼(110) 및 모니터링부(120)를 포함한다.
센서 네트워크(10)는 복수개의 센서노드(11)를 포함하며, 각각의 센서노드(11)는 감지 대상을 센싱하여 그 센싱 데이터를 무선으로 게이트웨이에 전송한다. 이 때, 센서 노드(11)는 다양한 채널을 이용하여 센싱 데이터를 전송하게 된다. 그리고, 센서 노드(11)는 IEEE 802.15.4 표준을 이용하여 통신을 수행할 수도 있다.
패킷 스니퍼(Packet Sniffer)(110)는 적어도 하나의 센서노드(11)의 패킷을 스니핑(sniffing)한다. 여기에서, 스니핑은 사전적으로는 '코를 킁킁거리다', '냄새를 맡다' 등의 뜻으로, 스니퍼는 컴퓨터 네트워크상에 흘러다니는 트래픽을 엿듣는 도청행위를 말한다. 스니퍼를 설치하는 과정은 전화기 도청 장치를 설치하는 과정에 비유될 수 있다. 즉, 패킷 스니퍼(110)는 센서 네트워크를 스니핑함으로써, 센서 네트워크 상에서 자신이 아닌 다른 센서 노드들의 패킷 교환을 엿듣고 이를 수신하여 분석등을 할 수 있게 된다.
패킷 스니퍼(110)는 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 그 중 일 예가 도 2에 도시되어 있다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 패킷 스니퍼(110)의 구조를 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 패킷 스니퍼(110)는 USB 동글(Dongle) 타입의 IEEE 802.15.4 지원 패킷스니퍼로 구현될 수 있다.
또한, 패킷 스니퍼(110)는 하나의 센서노드(11)의 패킷을 스니핑할 수도 있고 복수개의 센서노드(11)의 패킷을 스니핑할 수도 있다.
도 2에 도시된 패킷 스니퍼(110)는 IEEE 802.15.4를 지원하며, over-the-air 802.15.4 트래픽을 캡처할 수 있다. 또한, 패킷 스니퍼(110)는 UART port 인터페이스를 통해 핵심 디바이스와 임베디드 시스템으로 연결되도록 함으로써, 일대일 연결에서부터 산업용 무선 센서 네트워크(10) 까지 무선 응용에 널리 활용될 수 있다. 또한, 패킷 스니퍼(110)는 M2M(Machine to Machine) 모듈 등의 무선 모듈을 포함하여, 수집된 패킷을 무선으로 모니터링부(120)에 전달 할 수 있도록 하여 원격 모니터링이 가능하도록 한다.
모니터링부(120)는 패킷 스니퍼(110)에 의해 스니핑된 패킷을 수신하고, 스니핑된 패킷을 이용하여 무선 센서 네트워크(10)를 모니터링한다. 모니터링부(120)는 모니터링 어플리케이션 프로그램이 설치된 PC, 서버, 스마트폰, 타블렛 등으로 구현될 수 있다. 이 때, 모니터링 어플리케이션 프로그램은 자바 기반의 어플리케이션일 수도 있다.
구체적으로, 모니터링부(120)는 각각의 패킷 스니퍼(110) 당 이에 해당하는 하나의 쓰레드(Thread) 형태의 에이전트를 생성하고, 루프(Loop) 형태로 계속하여 스니핑된 데이터를 읽고, 파싱하고, 분석하여 디스플레이하는 작업을 수행한다. 이 때, 모니터링부(120)가 계속하여 루프로 각 기능을 반복 수행하는 것은, 분석된 데이터를 디스플레이하는 모니터링 탭의 그래프, 차트 등을 갱신하기 위해서이다.
이하에서는, 도 3을 참고하여, 모니터링부(120)의 상세한 구성을 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 모니터링부(120)의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 모니터링부(120)는 리더부(310), 시그널 통합부(320), 관리부(330), 및 디스플레이부(340)를 포함한다.
리더부(310)는 적어도 하나의 패킷 스니퍼(110)로부터 스니핑된 패킷들을 수신하여 읽어 낸다. 구체적으로, 리더부(310)는 M2M(Machine to Machine) 모듈 등의 무선 모듈을 통해 패킷 스니퍼(110)로부터 스니핑된 패킷을 무선으로 수신하게 된다.
또한, 리더부(310)는 스니핑할 패킷의 채널 및 모드를 선택하도록 패킷 스니퍼(110)를 제어할 수도 있다. 즉, 리더부(310)는 스니핑 프로토콜에 따른 제어 명령어를 패킷 스니퍼(110)에 전송하여 특정 채널과 모드를 캡처하게 세팅하도록 패킷 스니퍼(110)의 CPU를 제어할 수 있다.
시그널 통합부(320)는 리더부(310)로부터 전달된 스니핑된 패킷들을 각 패킷 스니퍼별 프레임으로 결합한다. 여기에서, 하나의 프레임은 하나의 패킷 스니퍼(110)에 의해 스니핑된 패킷들의 모임을 나타낸다. 즉, 하나의 패킷 스니퍼(110)의 패킷들은 하나의 프레임을 구성하게 된다.
구체적으로, 시그널 통합부(320)는 리더부(310)로부터 여러 개의 데이터 패킷을 받아 시리얼화된 프레임으로 결합시키는 역할을 하며, 각 프레임은 하나의 패킷 스나이퍼(110)로부터 받은 패킷을 담고 있다. 패킷 스니펴(110)는 다수의 채널로부터 패킷 신호를 캡처하기 때문에, 이러한 패킷 신호들을 프레임으로 구분하기 위해 이와 같은 작업이 수행되어야 한다.
관리부(330)는 시그널 통합부(320)에서 생성된 프레임들을 이용하여 네트워크, 채널, 보안 등에 대한 관리를 수행하게 된다. 구체적으로, 관리부(330)는 네트워크 관리부(332), 채널 관리부(334), 및 보안 관리부(336)를 포함한다.
네트워크 관리부(332)는 프레임을 이용하여 상기 센서 네트워크의 효율성을 예측한다. 구체적으로, 네트워크 관리부(332)는 프레임 내의 패킷을 캡처하여 센서 노드(11)의 네트워크 정보를 추출하여 네트워크와 관련된 통계 데이터를 산출하는 역할을 한다. 또한 네트워크 관리부(332)는 수집된 네트워크 관련 통계 정보를 기반으로 네트워크의 효율성을 예측할 수 있다. 네트워크 관리부(332)는 네트워크 효율성 예측을 위한 파라미터로 TCP/UDP throughput, header compression efficiency, packet loss rate, packet delivery latency 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
채널관리부(334)는 프레임을 이용하여 채널의 사용상태 및 채널별 효율성을 예측 및 관리한다. 구체적으로, 채널 관리부(334)는 채널 사용을 검증하는 역할을 담당하며, 각 채널이 얼마나 효율적으로 사용되고 있는지를 나타내는 채널별 효율성을 예측하고, 네트워크 간섭과 침입을 평가함으로써 효율적인 데이터 교환을 위해 어떠한 채널을 사용하고 피해야 하는지에 대한 채널의 사용상태를 관리한다.
보안 관리부(336)는 프레임을 이용하여 외부의 보안 공격을 감지한다. 구체적으로, 보안 관리부(336)는 센서 노드(11)의 이상 징후를 모니터링하며, 다양한 보안 공격을 감지한다. 이를 통해, 보안 관리부(336)는 산업용 수준의 무선 네트워크 시스템을 제공하기 위해 보안 공격들로부터의 견고성(robustness)을 보장하게 된다. 보안 관리부(336)는 디도스 공격(denial of service attacks), 채널 재밍(channel jamming), 노드 위장(node impersonation), 웜홀어택(wormhole attacks) 등을 감지하고, 이에 대한 경고 메시지를 전송하게 된다.
디스플레이부(340)는 관리부(330)에 의해 생성된 프레임 및 패킷의 구조, 채널사용량, 시간별로 전송되는 패킷 수, 전송되는 패킷 타입, 및 각 노드에서 전송되는 패킷 크기 중 적어도 하나를 그래프 형태로 표시한다.
또한, 디스플레이부(340)는 관리부(330)에 의해 생성된 센서 네트워크 및 주변 네트워크의 토폴로지(topology) 관계도를 표시할 수도 있다. 이 때, 관리부(330)는 라우팅 테이블, 마스터와 슬레이브 관계, 및 부모 노드와 자식 노드 관계 중 적어도 하나를 이용하여 상기 토폴로지 관계도를 생성할 수도 있다.
이와 같이, 도 1 내지 도 3에 도시된 구조의 모니터링 장치가 제공됨으로써, 모니터링 장치(100)는 기존의 다른 네트워크 모니터링 방법과 달리 패킷 스니핑 방법을 사용하여 센서 노드로부터 컨트롤 패킷을 생성/전달하도록 하지 않으므로 네트워크 부하와 노드의 부가적인 배터리 소모를 막을 수 있다.
이하에서는, 도 4를 참고하여 센서 네트워크 모니터링 장치(100)를 이용한 모니터링 방법에 대해 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 센서 네트워크 모니터링 장치(100)를 이용한 모니터링 방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.
먼저, 모니터링 장치(100)의 리더부(310)는 적어도 하나의 패킷 스니퍼(110)로부터 스니핑된 패킷들을 수신하여 읽어 낸다(S410). 그리고, 리더부(310)는 수신된 패킷들을 시그널 통합부(320)로 전달한다.
그러면, 모니터링 장치(100)의 시그널 통합부(320)는 리더부(310)로부터 전달된 스니핑된 패킷들을 각 패킷 스니퍼별 프레임으로 결합하여 프레임을 생성한다(S420). 여기에서, 하나의 프레임은 하나의 패킷 스니퍼(110)에 의해 스니핑된 패킷들의 모임을 나타낸다. 즉, 하나의 패킷 스니퍼(110)의 패킷들은 하나의 프레임을 구성하게 된다.
그리고, 모니터링 장치(100)는 생성된 프레임의 유효성을 확인한다(S430). 모니터링 장치(100)는 프레임에 대응되는 센서 노드(11)가 유효한 센서 노드인지를 확인하여 유효성을 확인하게 된다. 만약, 프레임이 유효하지 않은 경우(S440-N), 모니터링 장치(100)는 S410 단계로 돌아가게 된다.
만약, 프레임이 유효한 경우(S440-Y), 모니터링 장치(100)는 프레임의 데이터를 파싱(parsing)을 준비한다(S450). 또한, 모니터링 장치(100)는 필요한 GUI 를 생성하여(S451), 생성된 GUI를 입력하게 된다(S453). 그러면, 모니터링 장치(100)는 프레임을 파싱하여 헤더를 생성하게 된다(S460).
그 후에, 모니터링 장치(100)의 보안 관리부(336)는 프레임을 이용하여 외부의 보안 공격을 감지하기 위해, 비정상적인 장치를 확인 및 모니터링한다(S471). 또한, 네트워크 관리부(332)는 프레임을 이용하여 센서 네트워크의 효율성을 예측한다(S473). 그리고, 채널관리부(334)는 프레임을 이용하여 채널의 사용상태 및 채널별 효율성을 예측한다(S475).
그 다음, 모니터링 장치(100)는 관리부(330)에 의해 생성된 프레임 및 패킷의 구조, 채널사용량, 시간별로 전송되는 패킷 수, 전송되는 패킷 타입, 및 각 노드에서 전송되는 패킷 크기 중 적어도 하나를 그래프 형태의 GUI로 생성하여 표시한다(S480). 또한, 모니터링 장치(100)는 관리부(330)에 의해 생성된 센서 네트워크 및 주변 네트워크의 토폴로지(topology) 관계도를 표시할 수도 있다. 이 때, 관리부(330)는 라우팅 테이블, 마스터와 슬레이브 관계, 및 부모 노드와 자식 노드 관계 중 적어도 하나를 이용하여 상기 토폴로지 관계도를 생성할 수도 있다.
이와 같은 과정을 통해, 모니터링 장치(100)는 스니핑을 이용여 센서 네트워크를 모니터링할 수 있게 된다.
이하에서는, 도 5 내지 도 7을 참고하여, 모니터링 장치(100)가 제공하는 GUI에 대해 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 생성된 프레임 및 패킷의 구조를 트리구조로 표시하는 화면을 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, Live View 탭(510)이 선택되면, 모니터링 장치(100)는 표시 영역(520)에 프레임 및 패킷의 구조를 트리 구조로 화면에 표시한다. 도 5에 도시된 Live View 탭(510)은 표준 규격에 맞추어 메시지 필드를 비트 레벨로 나누어 표시할 수 있으며, 필드의 내용을 숫자와 텍스트로 표시한다. 또한, 프레임 및 패킷 데이터는 직관적인 트리 형태의 그래프 구조로 표시되며, 모든 패킷은 패킷 넘버, 채널 넘버를 기준으로 표시하게 된다. 이를 통해 사용자는 패킷의 구조를 쉽게 이해할 수 있게 되며, 별도의 문서(documentation)를 참고하지 않아도 되게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 네트워크 성능 정보를 표시하는 화면을 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, Statical View 탭(610)이 선택되면, 모니터링 장치(100)는 채널사용량 그래프(620), 시간별로 전송되는 패킷 수에 대한 그래프(630), 전송되는 패킷 타입에 대한 그래프(640), 및 각 노드에서 전송되는 패킷 크기에 대한 그래프(650)를 각각 표시하게 된다. 또한, 모니터링 장치(100)는 이외에도 다양한 네트워크 성능에 대한 정보를 그래프 형태 등으로 표시할 수도 있다.
채널사용량 그래프(620)는 채널 사용량을 보여주는 것으로, 각 채널별로 전송된 패킷의 수를 바 차트를 통해 보여준다. 시간별로 전송되는 패킷 수에 대한 그래프(630)는 네트워크 효율성을 보여주는 차트로 매 시간별로 전송되는 패킷의 수를 보여준다. 전송되는 패킷 타입에 대한 그래프(640)는 전송되는 패킷 타입(broadcast, multicast, unicast)을 보여준다. 마지막으로 각 노드에서 전송되는 패킷 크기에 대한 그래프(650)는 각 노드에서 전송되는 패킷의 크기를 보여준다. 이와 같이, 모니터링 장치(100)는 차트와 그래프를 통해 트래픽(traffic)(bps), 메시지 타입별 통계(message type statistics), 채널 상태(channel activity), 메시지 길이(message length) 를 화면에 보여주며, 이를 통해, 네트워크 관리자는 차트를 분석함으로써 네트워크 성능을 육안으로 검증할 수 있게 된다. .
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 센서 네트워크 및 주변 네트워크의 토폴로지(topology) 관계도가 표시된 화면을 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, Network Topology View 탭(710)이 선택되면, 모니터링 장치(100)는 관리부(330)에 의해 생성된 센서 네트워크 및 주변 네트워크의 토폴로지(topology) 관계도를 표시영역(720)에 표시할 수도 있다. 이 때, 모니터링 장치(100)는 토폴로지(topology) 관계도 상에서 각 센서 노드를 타입에 따라 서로 다른 모양으로 표시하고, 센서노드의 정보와 센서노드 간의 링크와 라우트(routes)를 표시한다. 사용자는 도 7과 같은 네트워크 토폴로지 관계도를 보면, 가운데 노드가 주변 노드에 데이터를 브로드캐스팅(broadcasting) 하고 있다는 점 등을 확인 할 수 있게 된다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 모니터링 장치(100)는 무선 통신을 이용한 M2M(Machine to Machine) 패킷 스니퍼를 사용함으로써, 스니퍼가 센서 네트워크 효율성 분석을 위한 파라미터 수집 할 수 있어 원격 모니터링이 가능하게 된다.
또한, 모니터링 장치(100)는 패킷 스니퍼(110)가 수집/전송한 데이터를 사용자가 편리하고 효율적으로 볼 수 있도록 다양한 모니터링 탭을 개발할 수 있게 되므로, 사용자는 산업용 센서 네트워크의 성능을 저하시키는 요인을 쉽게 찾아낼 수 있게 된다. 만일, 사용자가 본 시스템에 제한 조건(예를 들어, 시간당 패킷 전송수, 채널 활용 비율 등)을 설정해 놓으면, 모니터링 장치(100)는 조건에 맞지 않은 상황이 발생할 경우 알람 메시지를 사용자에게 전송할 수도 있다.
또한, 모니터링 장치(100)는 센서 네트워크(10)에 잘못된 외부 센서 노드(11)의 접속이 시도된 경우, 패킷 스니퍼(170)를 통해 수집된 패킷의 주소 분석을 통해 이를 알려주고 접속을 제한할 수 있게 된다. 또한, 모니터링 장치(100)는 갑자기 많은 수의 패킷을 보내는 노드가 있을 경우, 이이 대한 경고 메시지를 사용자에게 전송하는 등의 서비스가 가능해지게 되어, 산업용 센서 네트워크의 보안을 강화할 수 있게 된다.
한편, 본 실시예에 따른 전력 관제 장치(30)의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
10 : 센서 네트워크 11 : 센서 노드
100 ; 모니터링 장치 110 : 패킷 스니퍼
120 : 모니터링부 310 : 리더부
320 : 시그널 통합부 330 : 관리부
332 : 네트워크 관리부 334 : 채널 관리부
336 : 보안 관리부 340 : 디스플레이부

Claims (8)

  1. 복수의 센서노드를 포함하는 무선 센서 네트워크(WSN : Wireless Sensor Network)의 모니터링 장치에 있어서,
    적어도 하나의 센서노드의 패킷을 스니핑(sniffing)하는 적어도 하나의 패킷 스니퍼(sniffer); 및
    상기 패킷 스니퍼에 의해 스니핑된 패킷을 수신하고, 상기 스니핑된 패킷을 이용하여 상기 무선 센서 네트워크를 모니터링하는 모니터링부;를 포함하고,
    상기 모니터링부는,
    상기 적어도 하나의 패킷 스니퍼로부터 스니핑된 패킷들을 수신하여 읽는 리더부;
    상기 리더부로부터 전달된 스니핑된 패킷들을 각 패킷 스니퍼별 프레임으로 결합하는 시그널 통합부; 및
    프레임을 이용하여 외부의 보안 공격을 감지하는 보안 관리부;를 포함하고,
    상기 리더부는,
    스니핑할 패킷의 채널 및 모드를 선택하도록 상기 패킷 스니퍼를 제어하며,
    상기 프레임은,
    하나의 프레임이 하나의 패킷 스니퍼에 의해 스니핑된 패킷들의 모임인 것을 특징으로 하는 모니터링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링부는,
    상기 프레임을 이용하여 상기 센서 네트워크의 효율성을 예측하는 네트워크 관리부; 및
    상기 프레임을 이용하여 채널의 사용상태 및 채널별 효율성을 관리하는 채널 관리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터링 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링부는,
    상기 프레임 및 패킷의 구조, 채널사용량, 시간별로 전송되는 패킷 수, 전송되는 패킷 타입, 및 각 노드에서 전송되는 패킷 크기 중 적어도 하나를 표시하는 것을 특징으로 하는 모니터링 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링부는,
    상기 센서 네트워크 및 주변 네트워크의 토폴로지(topology) 관계도를 표시하는 것을 특징으로 하는 모니터링 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 모니터링부는,
    라우팅 테이블, 마스터와 슬레이브 관계, 및 부모 노드와 자식 노드 관계 중 적어도 하나를 이용하여 상기 토폴로지 관계도를 생성하는 것을 특징으로 하는 모니터링 장치.
  8. 센서노드를 포함하는 무선 센서 네트워크(WSN : Wireless Sensor Network)의 모니터링 방법에 있어서,
    적어도 하나의 센서노드의 패킷을 스니핑(sniffing)하는 단계; 및
    스니핑된 패킷을 수신하고, 상기 스니핑된 패킷을 이용하여 상기 무선 센서 네트워크를 모니터링하는 단계;를 포함하고,
    상기 모니터링 단계는,
    적어도 하나의 패킷 스니퍼로부터 스니핑된 패킷들을 수신하는 단계;
    수신한 스니핑된 패킷들을 각 패킷 스니퍼별 프레임으로 결합하는 단계; 및
    프레임을 이용하여 외부의 보안 공격을 감지하는 단계;를 포함하고,
    상기 스니핑 단계는,
    스니핑할 패킷의 채널 및 모드를 선택하도록 제어하며,
    상기 프레임은,
    하나의 프레임이 하나의 패킷 스니퍼에 의해 스니핑된 패킷들의 모임인 것을 특징으로 하는 모니터링 방법.
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