KR101672818B1 - 이종 응용프로토콜 통신을 위한 인터페이스 구성 방법 및 장치 - Google Patents

이종 응용프로토콜 통신을 위한 인터페이스 구성 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이종 응용프로토콜 통신을 위한 인터페이스 구성 방법 및 장치에 관한 것으로, 다양한 프로토콜을 사용하는 다양한 단말기간의 통신이 별도의 시스템이나 응용 프로토콜 인터페이스 추가 없이 하나의 인터페이스로 가능하도록 하는 이종 응용프로토콜 통신을 위한 인터페이스 구성 방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

이종 응용프로토콜 통신을 위한 인터페이스 구성 방법 및 장치{Interface construction method and device for heterogeneous application protocol communication}
본 발명은 이종 응용프로토콜 통신을 위한 인터페이스 구성 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 프로토콜을 사용하는 다양한 단말기간의 통신이 별도의 시스템이나 응용 프로토콜 인터페이스 추가 없이 하나의 인터페이스로 가능하도록 하는 이종 응용프로토콜 통신을 위한 인터페이스 구성 방법 및 장치에 관한 것이다.
사물인터넷(Internet of Things, 약어로 IoT라 함)은 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술을 의미하는 것으로, 여기서 사물이란 가전제품, 모바일 장비, 웨어러블 컴퓨터 등 다양한 임베디드 시스템이 된다.
이러한 사물인터넷에 연결되는 사물들은 자신을 구별할 수 있는 유일한 아이피를 가지고 인터넷으로 연결되어, 각종 데이터를 주고받고 제어가 이루어지게 되며, 그 편의성으로 인하여 사물인터넷에 연결된 사물의 수가 급격하게 증가하고 있다.
따라서, 도 1에 나타내는 바와 같이 사물 인터넷에서 데이터교환 및 제어가 이루어지도록 하기 위해서 통신을 위한 규격화된 프로토콜이 존재하나, 이들 프로토콜들은 단 하나의 표준화된 프로토콜이 존재하는 것이 아니라, 각 사물별 또는 제조회사별로 다양하게 개발된 다수의 표준 및 응용 프로토콜들(v2x, xmpp, HTTP, REST, MQTT, CoAP 등)이 사용되고 신규로 만들어지고 있다.
예를 들면 제조현장의 경우 설비별로 데이터를 획득하기 위한 모듈이 존재하고, 다수의 게이트웨이가 설치되어, 게이트웨이가 설비에 부착된 모듈에서 데이터를 획득하고, 데이터는 다시 서버를 거쳐 최종적으로 데이터베이스에 기록된다.
이러한 일련의 흐름상에서 서버는 다음과 같은 조건을 만족하여야 한다.
1) 응용 프로토콜에서 데이터 획득을 위해 서버는 응용 프로토콜 규약에 맞도록 프로그램을 개발하거나 제조업체(게이트웨이)에서 제공되는 API(Application Programming Interface)를 사용해야 한다.
2) 두 개 이상의 상이한 응용 프로토콜 API를 통해 데이터를 획득하기 위해서는 서버 포트는 1 대 1, 즉 응용 프로토콜 종류별로 개방해야한다. 또는 동일 응용 프로토콜이라도 트래픽이 발생하는 프로세스별로 서버 포트 개방이 이루어져야 한다. 이는 서버에서 구동되는 프로그램이 비즈니스 로직과 강한 결합 상태여서 동일 포트일 경우 원하는 데이터를 획득 할 수 없다.
3) 다른 종류의 응용 프로토콜이 설비로 추가될 경우 서버 프로그램을 추가 개발해야 한다.
4) 설비가 추가되거나 노후 설비를 교체할 경우 역시 서버에 영향을 미치면서, 구동 프로그램을 재개발하거나 부분 프로그램 수정은 불가피한 상황이 발생한다. 즉 패킷이 추가 될 경우 소스 프로그램 컴파일 후 서버 프로그램에 적용하거나 인터프리터 방식의 프로그래밍 언어라면 로직 수정을 해야 한다.
그러나, 보안이 중요시되는 네트워크 환경에서 서버 포트 하나를 개방하는 결정은 쉽지 않은 문제이고, 최근 유선과 무선 등 모든 통신망을 하나의 IP망으로 통합하고 모든 서비스를 IP기반으로 제공하고 있는 네트워크 환경에서 응용프로토콜별로 새로운 프로그램을 개발하거나 설비를 추가하는데에는 큰 어려움이 있으므로, 다양한 응용 프로토콜을 효율적으로 처리할 수 있는 기술이 절실하게 요구되고 있다.
이에 따라 이기종 기기들간 통신을 원활하게 하는 기술들이 개발되고 있는데, 그 예로 대한민국 등록특허 10-138881호에서는 상호 연동하려는 이기종 기기들의 객체 모델을 각각 획득하고, 획득된 객체 모델들을 종합하여 공통된 공통 객체 모델을 생성한 후, 객체 모델이 획득된 각 기기마다 지원되는 프로토콜을 획득하여 획득된 프로토콜과 공통객체 모델을 매핑시켜 이기종 기기들을 상호 연동시키는 방법이 제시되어있으나, 이러한 종래 발명은 A기종과 B기종을 서로 연동시키기 위해서는 상기 A기종과 B기종간의 통신이 가능하도록 하는 응용프로토콜 인터페이스(API)개발이 우선 선행되어야 하며 그 다음 A기종의 프로토콜을 XML로 변경하고 다시 XML에서 B기종의 프로토콜로 변경하여야 하므로, 이기종 연동을 위해서 복잡한 과정을 거쳐야 할 뿐 아니라, 새로운 기종의 프로토콜과 통신을 위해서는 새로운 API를 개발하여야 하는 문제점이 있었다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 사물인터넷 보안을 강화하고 보다 일원화된 트래픽 관리와 처리를 위해 단일 서버포트(Port) 구성 시 응용 프로토콜 차이로 인하여 응용 계층 상에서 발생할 수 있는 통신불가의 문제를 해결할 수 있도록 하는 이종 응용프로토콜 통신을 위한 인터페이스 구성 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 이러한 통신 불가 문제를 해결하는 데 있어서 별도의 변환장치를 매 단말기마다 구비하거나 프로그램을 매번 개발할 필요가 없이 하나의 사용자 정의 인터페이이스만으로 해결하도록 하여, 이기종 단말기간 통신을 위한 비용과 시간이 대폭 절감되도록 하는 데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, dll, lib, 아카이브를 포함한 다수의 통신모듈 정보와, 상기 통신모듈별 헤더마스크정보, 헤더 패킷별 원시 인터페이스정보, 신규 원시 인터페이스 생성을 위한 정보를 포함한 사용자 정의 인터페이스 구성에 필요한 정보가 기록된 저장소; 입력되는 메세지의 헤더패킷과 정합되는 헤더마스크가 상기 저장소에 존재하는 경우 해당 헤더패킷을 원시 인터페이스 관리부로 전송하고, 헤더마스크가 없는 경우에는 드롭(drop)처리하는 헤더 분석부; 상기 헤더 분석부로부터 전송되는 헤더패킷의 원시 인터페이스가 저장소에 존재하는 경우 그에 해당하는 신호를 원시 인터페이스 실행부로 전송하고, 원시 인터페이스가 존재하지 않을 경우 해당 헤더패킷에 대응되는 통신모듈을 저장소로부터 불러와서 원시 인터페이스 생성을 위한 통신모듈정보를 추출하고, 이를 이용하여 원시 인터페이스를 생성한 후 저장소에 저장하는 원시 인터페이스 관리부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이종 응용프로토콜 통신을 위한 인터페이스 구성 방법 및 장치에 있다.
상기에서 통신 모듈은 응용 프로토콜 개발사 단말기로부터 전송되어 저장소에 기록되고, 전송된 통신 모듈 중 헤더마스크는 별도로 추출하여 별도 저장공간에 기록된다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 단일 서버포트(Port) 구성 시 응용 프로토콜 차이로 인하여 응용 계층 상에서 발생할 수 있는 통신불가의 문제가 해결되므로 어떠한 단말기라도 데이터의 송수신이 가능하게 되어 사물인터넷을 효율적으로 사용할 수 있게 된다.
아울러, 통신프로토콜의 차이에 대하여 매번 별도의 변환장치나 변환을 위한 프로그램을 개발할 필요가 없이 하나의 사용자 정의 인터페이이스만으로 프로토콜 문제를 해결하도록 하여, 이기종 단말기간 통신을 위한 비용과 시간이 대폭 절감되는효과가 있다.
그리고, 상기와 같이 단일 서버포트로 이기종 단말기간 통신이 가능하게 되므로 사물인터넷 보안을 강화하고 보다 일원화된 트래픽 관리와 처리가 가능해지는 효과가 있다.
도 1은 사물 인터넷에서 사용되는 프로토콜을 나타내는 도면
도 2는 응용 프로토콜 영역을 나타내는 계층도
도 3은 각 프로토콜별 응용 프로토콜 헤더 구조를 나타내는 도면
도 4는 본 발명에 따른 이종 응용프로토콜 통신을 위한 인터페이스 구성장치를 나타내는 블록도
도 5는 본 발명에 따른 원시 인터페이스와 외부 통신 모듈(C라이브러리)의 관계를 나타내는 도면
이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
우선, 응용 프로토콜은 도 2에 나타내는 붉은 테두리로 표시된 부분으로, 데이터(User data)를 획득하기 위해서는 응용 프로토콜 헤더(App Header)분석이 무조건 선행되어야 하며, 이러한 응용 프로토콜 헤더 구조의 예로는 도 3에 나타내는 바와 같다.
이러한 헤더 구조를 갖는 프로토콜간 통신이 가능하도록 하기 위한 본 발명의 따른 이종 응용프로토콜 통신을 위한 인터페이스 구성 장치는 크게, 도 4에 나타내는 바와 같이 각종 데이터가 기록되는 저장소(10), 입력되는 메세지의 패킷분석 가능여부를 판단하는 헤더분석부(20), 패킷 분석 가능한 헤더패킷에 대하여 원시 인터페이스 존재여부를 판단하고 필요한 경우 원시 인터페이스를 생성하여 저장하는 원시 인터페이스 관리부(30), 저장소에 존재하는 원시 파일을 목적코드로 변환하는 원시 인터페이스 실행부(40)를 포함하여 구성된다.
상기에서 저장소(10)에는 다수의 통신모듈 정보와, 상기 통신모듈별로 추출된 헤더마스크정보, 헤더 패킷별 원시 인터페이스정보, 신규 원시 인터페이스 생성을 위한 정보를 포함한 사용자 정의 인터페이스 구성에 필요한 정보가 기록된다.
이를 위하여 저장소(10)는 원시(Native) 인터페이스 생성부(32)를 통해 생성된 파일이 보관되는 원시 인터페이스 저장소(12)와, 외부 모듈 위치정보, 원시 인터페이스 생성 여부, 원시 인터페이스 버전 등 관리 정보와 원시 인터페이스 생성에 필요한 기본 정보와 모듈 분석부(36)에서 전달 받은 정보가 1 대 1 또는 1 대 N 형태로 기록된 바인딩 테이블(14)과, 아카이브, dll, lib 파일 등, 응용 프로토콜 개발사 측에서 제공하는 통신 모듈이 기록되는 외부 모듈 저장소(16)로 구분되며, 상기 외부 모듈 저장소(16)에는 상기 통신 모듈별 헤더 마스크정보가 더 기록될 수 있다.
그리고, 헤더분석부(20)는 입력되는 메세지의 헤더패킷과 정합되는 헤더마스크정보가 상기 저장소(10)에 존재하는 경우 해당 헤더패킷을 원시 인터페이스 관리부(30)로 전송하고, 헤더마스크가 없는 경우에는 해당 메세지 패킷을 드롭(drop)처리한다.
이러한 헤더분석부(20)는 패킷 버퍼(50)에 패킷이 적재되는 시점과 동시에 이벤트가 발생하여 패킷 버퍼(50)의 패킷을 획득하고, 이를 헤더 정합부(24)측으로 전달하는 헤더 제어부(22)와, 전달된 헤더 패킷과 헤더 마스크를 정합해보고 부정합시 Fail처리하여 해당 패킷을 드롭(drop) 처리하고, 정합시 원시 인터페이스 관리부(30)의 제어부(34)로 해당 패킷을 넘기며, 이미 응용 헤더 판별이 된 경우 해당 패킷을 넘기지 않는 헤더 정합부(24), 외부 통신 모듈 즉 응용 프로토콜의 헤더 마스크(MASK) 정보를 헤더 정합부 요청시 저장소(10)로부터 불러와서 전송함과 아울러 기타 정보(이미 응용 헤더 판별여부 등등)를 헤더 정합부(24)로 전송하는 헤더 관리부(26)로 구성되는데, 상기 헤더 마스크(MASK) 정보는 상기 저장소(10)에서 관리된다.
원시 인터페이스 관리부(30)는 상기 헤더분석부(20)로부터 전송되는 헤더패킷의 원시 인터페이스가 저장소(10)에 존재하는 경우 그에 해당하는 신호를 원시 인터페이스 실행부(40)로 전송하고, 원시 인터페이스가 존재하지 않는 경우 해당 헤더패킷에 대응되는 통신모듈을 저장소(10)로부터 불러와서 원시 인터페이스 생성을 위한 통신모듈정보를 추출하고, 이를 이용하여 원시 인터페이스를 생성한 후 저장소(10)에 저장하는 역할을 하는 것으로 원시 인터페이스 생성부(32)와 제어부(34) 및 모듈 분석부(36)로 구성된다.
상기에서 원시 인터페이스 생성부(32)는 다른 언어로 만들어진 어플리케이션과 상호 작용 할 수 있는 인터페이스를 생성하는 역할, 즉 원시 메소드(Native method)를 적재(locate)하고 수행(invoke)할 수 있도록 규칙에 맞게 자동 생성하고, 생성된 원시 인터페이스를 원시 인터페이스 저장소(12)에 등록하는데, 그 예로서 Java의 경우 JNI DLL을 통해 호출(예를들면, Java <-> JNI <-> C library 또는 C <-> JNI Java Class)이 가능하다.
제어부(34)는 바인딩 테이블을 조회해서 신규 인터페이스 생성이 필요한지 여부와 원시 인터페이스 생성에 필요한 정보를 획득하고, 모듈 분석부(36)측으로 바인딩에 필요한 외부 모듈 분석을 요청하고 모듈 분석부에서 보내온 모듈 정보(함수목록, 함수인자 등)를 원시 인터페이스 생성부측으로 전달한다.
그리고, 모듈 분석부(36)는 상기 제어부(34)에서 요청한 정보를 토대로 외부 통싱 모듈 저장소에 적재된 libary(MQTT, CoAP, RESTful 등)를 조회하고 일치하는 library를 모듈 분석부(36)에 로드하고 library 내부 정보를 추출한다.
상기 원시인터페이스 실행부(40)는 원시 인터페이스 저장소(12)에 존재하는 원시 파일을 목적 코드 형태로 바꾸는 역할을 하는 것으로, 원시 인터페이스 실행부는 여러 언어에서 제공하는 컴파일러를 내장하고 있다.
한편, 미설명된 통신부(60)는 송수신을 담당하는 것으로, NIO(Non blocking I/O) 방식을 제공하는 응용 프로그램을 대상으로 하며, 동일한 서버포트로 TCP, U에 SCTP등의 전송 프로토콜을 수신한다.
그리고, 패킷버퍼(50)는 송수신된 패킷이 쌓이는 버퍼를 말한다.
이러한 본 발명에 따른 원시 인터페이스와 외부 통신 모듈(C라이브러리)의 관계는 도 5 나타내는 바와 같으며, Rootfinder.class와 RootfinderImp.c는 원시 인터페이스 생성부를 통해 만들어지는 파일이다.

Claims (4)

  1. dll, lib, 아카이브를 포함한 다수의 통신모듈과, 상기 통신모듈별 헤더마스크정보, 헤더 패킷별 원시 인터페이스정보, 신규 원시 인터페이스 생성을 위한 정보를 포함한 인터페이스 구성에 필요한 정보가 기록된 저장소;
    입력되는 메세지의 헤더패킷과 정합되는 헤더마스크가 상기 저장소에 존재하는 경우 해당 패킷을 원시 인터페이스 관리부로 전송하는 헤더 분석부;
    상기 헤더 분석부로부터 전송된 헤더패킷의 원시 인터페이스가 저장소에 존재하지 않을 경우 해당 헤더패킷에 대응되는 통신모듈을 저장소로부터 불러와서 원시 인터페이스 생성을 위한 통신모듈정보를 추출하고, 이를 이용하여 원시 인터페이스를 생성한 후 저장소에 저장하는 원시 인터페이스 관리부;
    수신된 원시인터페이스 존재 신호에 따라 저장소에 존재하는 원시 파일을 목적코드로 변환하는 원시 인터페이스 실행부;
    를 포함하여 구성되고,
    상기 통신 모듈은 응용 프로토콜 개발사 단말기로부터 전송되어 저장소에 기록되는 것을 특징으로 하는 이종 응용프로토콜 통신을 위한 인터페이스 구성 장치.
  2. 헤더 분석부에서 입력되는 메세지의 헤더패킷과 정합되는 헤더마스크가 저장소에 존재하는지를 판단하는 헤더 분석 과정과,
    상기 헤더 분석 과정에서 헤더마스크가 저장소에 존재하는 경우 해당 헤더 패킷을 전달받아 원시 인터페이스 관리부에서 전송된 헤더 패킷에 대응하는 원시 인터페이스가 저장소에 존재하는지를 판단하는 원시 인터페이스 분석과정과,
    원시 인터페이스가 존재하지 않을 경우, 원시 인터페이스 관리부는 해당 헤더패킷에 대응되는 통신모듈을 저장소로부터 불러와서 원시 인터페이스 생성을 위한 통신모듈정보를 추출하고, 이를 이용하여 원시 인터페이스를 생성한 후 저장소에 저장하는 원시 인터페이스 생성과정과,
    상기 원시 인터페이스가 존재하는 경우 원시 인터페이스 실행부가 저장소에 존재하는 원시 파일을 목적코드로 변환하는 원시 인터페이스 실행과정을 포함하여 구성되고,
    상기 통신 모듈은 응용 프로토콜 개발사 단말기로부터 전송되어 저장소에 기록되는 것을 특징으로 하는 이종 응용프로토콜 통신을 위한 인터페이스 구성 방법.
  3. 삭제
  4. 제 2항에 있어서, 전송된 통신 모듈 중 헤더마스크 정보는 별도 추출하여 별도 저장공간에 기록하는 것을 특징으로 하는 이종 응용프로토콜 통신을 위한 인터페이스 구성 방법.
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