KR101834637B1 - 사설망을 지원하는 사물인터넷 서비스 제공 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사설망에서 사물인터넷 서비스를 제공하는 시스템 및 방법 에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 사설망을 지원하는 사물인터넷 서비스 제공 시스템은 사용자 단말로 사물인터넷 서비스를 검색할 수 있도록 하는 애플리케이션을 제공하며, 사용자 단말로부터 검색된 사물인터넷 서비스에 해당하는 사물인터넷 서비스 URI를 상기 사용자 단말로 제공하는 사물인터넷 서버; 및 사용자 단말로부터 사물인터넷 서비스 URI를 통해 검색되고, 사용자 단말로부터 송신된 사물인터넷 서비스 요청 정보를 수신하고, 사물인터넷 서비스 URI에 따라 사물 인터넷 서비스를 제공하는 사물인터넷 게이트웨이로 사물인터넷 서비스 요청 정보를 전달하는 사물인터넷 프록시를 포함하고, 사물인터넷 게이트웨이는 적어도 하나의 사물인터넷 디바이스와 연결되어 사설망 상에 구성되고, 사물인터넷 프록시로부터 전달된 사물인터넷 서비스 요청 정보에 대응하는 사물인터넷 디바이스로 송신하는 것을 특징으로 한다.

Description

사설망을 지원하는 사물인터넷 서비스 제공 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING INTERNET OF THINGS SERVICE TO SUPPORT PRIVATE NETWORKS}
본 발명은 사설망에서 사물인터넷 서비스를 제공하는 시스템 및 방법 에 관한 것이다.
일반적으로, IPv4(Internet Protocol version 4)는 모든 단말기에 IP를 할당할 수 없어 IP 부족 현상이 발생한다. 이러한, IPv4에서의 IP 부족 현상을 해결하기 위해 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 및 NAT(Network Address Translator) 등이 이용되고 있다. DHCP는 단말기에 일정 시간 동안 IP를 대여하는 방식으로, 사용이 끝난 IP를 회수하여 IP 부족현상을 해결한다. NAT는 네트워크에 공인 IP를 부여하되, 네트워크에 속한 단말기들은 사설 IP를 이용하고 인터넷에 접속할 때만 공인 IP를 사용하는 방식으로 IP 부족현상을 해결한다. 이처럼, 사설 IP를 이용하는 네트워크를 사설망(Private Networks)이라고 칭하며, 사설망 내부의 단말기는 인터넷(즉, 외부)에서 단말기의 존재 여부를 확인하거나 직접 접근하는 것이 불가능하다.
한편, 사물인터넷(IoT: Internet of Things)은 사물, 사람, 공간을 인터넷으로 연결하여, 정보의 생성, 수집, 공유, 그리고 활용을 위한 사물, 인간 및 서비스의 연결망을 의미한다. 이러한 사물인터넷을 통해, 가전제품 및 전자기기뿐만 아니라 헬스 케어, 원격 검침, 스마트 홈, 스마트 카 등 다양한 분야에서 사물을 네트워크로 연결해 정보를 공유할 수 있다.
사물인터넷 플랫폼은 사물인터넷을 구현하기 위한 플랫폼으로서, 사물을 인터넷에 연결하고 이를 활용하기 위한 서비스를 제공하는 기능을 수행한다. 이러한 사물인터넷 플랫폼은 P/M/S/D-플랫폼으로 구분할 수 있다. 구체적으로, P-플랫폼(Planet-플랫폼)은 사물인터넷 디바이스를 등록 및 검색을 위한 플랫폼을 나타내고, M-플랫폼(Mash up-플랫폼)은 사물인터넷 디바이스들의 데이터를 정보로 가공하여 제공하거나 사물인터넷 디바이스를 제어하기 위한 플랫폼을 나타내고, S-플랫폼(Store-플랫폼)은 사물인터넷 디바이스와 관련된 애플리케이션(Application)을 등록 및 검색하기 위한 플랫폼을 나타내며, D-플랫폼(Device-플랫폼)은 사물을 인터넷에 연결시키되 다른 사물인터넷 플랫폼(P/M/S)과 연동 하기 위한 플랫폼을 나타낸다.
다만, 기존의 사물인터넷 플랫폼은 IPv6를 고려하여 구현되었다. 이에 따라, IPv4의 사설망을 지원하기 위해서는 별도의 하드웨어 스위치 또는 애플리케이션을 추가하거나, 전문가에 의해 가상 사설망(virtual private network)을 구축해야 한다는 단점이 있었다. 또한, 사물인터넷 서비스는 사물의 기능을 웹 서비스(WS: Web service)로 제공함으로써 공통된 인터페이스를 통해 사용자 위치에 상관없이 접근 및 사용이 용이한 서비스를 의미하나, 사설망에 존재하는 사물인터넷 서비스는 직접 접근이 불가능하다는 한계가 있었다.
한국공개특허 제2015-0107951호(명칭: 무선망과 연동된 사물인터넷에 대한 보안 시스템 및 방법)
본 발명은 사설망을 지원하여 외부 단말에서 사설망 내부의 단말로의 통신이 가능하게 하여 사물인터넷 서비스를 제공할 수 있는 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사설망을 지원하는 사물인터넷 서비스 제공 시스템은 사용자 단말로 사물인터넷 서비스를 검색할 수 있도록 하는 애플리케이션을 제공하며, 사용자 단말로부터 검색된 사물인터넷 서비스에 해당하는 사물인터넷 서비스 URI를 상기 사용자 단말로 제공하는 사물인터넷 서버; 및 사용자 단말로부터 사물인터넷 서비스 URI를 통해 검색되고, 사용자 단말로부터 송신된 사물인터넷 서비스 요청 정보를 수신하고, 사물인터넷 서비스 URI에 따라 사물 인터넷 서비스를 제공하는 사물인터넷 게이트웨이로 사물인터넷 서비스 요청 정보를 전달하는 사물인터넷 프록시를 포함하고, 사물인터넷 게이트웨이는 적어도 하나의 사물인터넷 디바이스와 연결되어 사설망 상에 구성되고, 사물인터넷 프록시로부터 전달된 사물인터넷 서비스 요청 정보에 대응하는 사물인터넷 디바이스로 송신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 사물인터넷 프록시는 웹 서비스의 포트 포워딩을 이용하여 사물인터넷 서비스 요청 정보를 수신하고, 사물인터넷 서비스 URI에서 사물인터넷 프록시 주소를 제거하고, 사물인터넷 서비스 URI에서 사물인터넷 게이트웨이의 ID를 사물인터넷 서비스 요청 정보에 대응하는 사물인터넷 게이트웨이의 사설 IP 주소로 변경할 수 있다.
또한, 사물인터넷 서버는 사물인터넷 디바이스를 등록 및 검색하기 위한 Planet-플랫폼, 사물인터넷 디바이스들의 데이터를 정보로 가공하여 제공하고 사물인터넷 디바이스를 제어하는 Mash up-플랫폼, 및 디바이스와 관련된 애플리케이션(Application)을 등록 및 검색하기 위한 Store-플랫폼과 연동될 수 있다.
또한, 사물인터넷 게이트웨이는 OSGi(Open Service Gateway Initiative)를 사용하여 구현되고, 사물인터넷 게이트웨이에 연결된 사물인터넷 디바이스와의 통신을 위한 컴포넌트는 구비할 수 있다.
또한, 사물인터넷 게이트웨이는 사물인터넷 프록시를 통해 사물인터넷 게이트웨이에 연결된 사물인터넷 디바이스를 인터넷에 연결시키되, Planet-플랫폼, Mashup-플랫폼 및 Store-플랫폼과 연동하기 위한 Device-플랫폼과 연동될 수 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사설망을 지원하는 사물 인터넷 서비스 제공 방법은 사물인터넷 서버에 의해, 사물인터넷 서비스를 검색할 수 있도록 하는 애플리케이션을 사용자 단말로 제공하는 단계; 사물인터넷 서버에 의해, 사용자 단말로부터 검색된 사물인터넷 서비스에 해당하는 사물인터넷 서비스 URI를 사용자 단말로 제공하는 단계; 사물인터넷 프록시에 의해, 사용자 단말로부터 송신된 사물인터넷 서비스 URI를 통한 사물인터넷 서비스 요청 정보를 수신하는 단계; 사물 인터넷 프록시에 의해, 사물인터넷 서비스 요청 정보를 검색된 사물 인터넷 서비스를 제공하는 사물인터넷 게이트웨이로 전달하는 단계; 및 사물인터넷 게이트웨이에 의해, 사물인터넷 서비스 요청 정보에 대응하는 사물인터넷 디바이스로 사물인터넷 서비스 요청 정보를 송신하는 단계를 포함하고, 사물인터넷 게이트웨이는 적어도 하나의 사물인터넷 디바이스와 연결되어 사설망 상에 구성될 수 있다.
또한, 사물인터넷 서비스 URI를 통한 사물인터넷 서비스 요청 정보를 수신하는 단계는 웹 서비스의 포트 포워딩을 이용하여 상기 사물인터넷 서비스 요청 정보를 수신함으로써 이루어지고, 사물인터넷 서비스 URI에서 사물인터넷 프록시 주소를 제거하고, 사물인터넷 서비스 URI에서 사물인터넷 게이트웨이의 ID를 사물인터넷 서비스 요청 정보에 대응하는 사물인터넷 게이트웨이의 사설 IP 주소로 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사설망을 지원하는 사물인터넷 서비스 제공 시스템 및 방법에 따르면, 사설망에 존재하는 사물인터넷 서비스를 외부 단말을 통해서 접근 및 사용 가능하되, 이러한 사설망 내 사물인터넷 서비스를 추가적 장비 추가 또는 가상 사설망의 구성 없이도 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 사설망을 지원하는 사물인터넷 서비스 제공 시스템 및 방법에 따르면, 사설망에서 사물인터넷 서비스를 제공하기 위한 SW 게이트웨이인 사물인터넷 프록시를 포함함으로써, 사물인터넷 서버와 사물인터넷 게이트웨이로 구성된 기존의 사물인터넷 플랫폼에 비해 사물인터넷 게이트웨이에서 사물인터넷 서비스를 제공하여 직접 접근이 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사설망을 지원하는 사물인터넷 서비스 제공 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 서버에 대한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 프록시에 대한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 게이트웨이에 대한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 게이트웨이의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사설망을 지원하는 사물인터넷 서비스 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 사설망을 지원하는 사물인터넷 서비스 제공 시스템(10) 및 그 방법에 대해서 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사설망을 지원하는 사물인터넷 서비스 제공 시스템(10)의 구성도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 서비스 제공 시스템(10)은 사물인터넷 서버(100), 사물인터넷 프록시(200), 사물인터넷 게이트웨이(300) 및 사물인터넷 디바이스(400)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 구성들 중 사물인터넷 게이트웨이(300) 및 사물인터넷 디바이스(400)는 사설망 내에 존재할 수 있고, 사물인터넷 게이트웨이(300)는 사물인터넷 프록시(200)를 통해 인터넷 망에 접속될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 사설망 내에는 하나 이상의 사물인터넷 게이트웨이(300)가 포함될 수 있으며, 사물인터넷 게이트웨이(300) 별로 적어도 하나의 사물인터넷 디바이스(400)가 연결될 수 있다. 또한, 사물인터넷 서버(100) 및 사용자 단말(500) 또한 인터넷 망에 접속하여 사물인터넷 프록시(200)와 통신할 수 있다.
사물인터넷 서버(100)는 사물인터넷 프록시(200)를 이용하여 사물인터넷 도메인을 구성 및 관리하고, 사물인터넷 게이트웨이(300) 및 사용자를 관리할 수 있다. 이때, 사물인터넷 서버(100)는 서비스 번들 및 통신 컴포넌트를 메이븐 레파지토리(Maven Repository) 형식으로 관리할 수 있으며, 사물인터넷 게이트웨이(300) 및 사물인터넷 프록시(200)에 대한 모니터링을 처리할 수 있다. 또한, 사물인터넷 서버(100)는 사물인터넷 플랫폼 중 M-플랫폼, S-플랫폼 및 P-플랫폼과 연동될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 서버(100)에 대한 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 서버(100)는 자바 가상 머신(JAVA VM, 110) 상에서 동작할 수 있고, 하트비트 서버(120), JMS 브로커(130), HTTP 클라이언트(140), 사물인터넷 서비스 클라이언트(150), 서버 저장부(160), 모니터링부(170) 및 사물인터넷 서비스 웹 어플리케이션 제공부(180)를 포함하여 구성될 수 있다. 이하, 도 2를 참조하여 사물인터넷 서버(100)의 구성 및 동작에 대해서 좀 더 상세히 설명하도록 한다.
하트비트 서버(Heartbeat Server, 120)는 사물인터넷 프록시(200)로부터 공인 IP와 현재 상태를 확인할 수 있는 데이터인 하트비트(Heartbeat)를 수신하는 기능을 한다.
JMS 브로커(Java Message Service Broker, 130)는 사물인터넷 게이트웨이(300)와 사물인터넷 프록시(200)로부터 송신되는 토픽 메시지(MQTT, JMS)를 수신하는 메시지 브로커이다.
HTTP 클라이언트(HTTP Client, 140)는 사물인터넷 서비스를 호출하기 위한 HTTP 클라이언트이다.
사물인터넷 서비스 클라이언트(사물인터넷 Service Client, 150)는 사물인터넷 서비스를 호출하기 위한 웹 서비스(WS) 클라이언트이다.
서버 저장부(Server Repository, 160)는 사물인터넷 서비스 번들 및 통신 컴포넌트를 용이하게 관리 및 배포하기 위한 메이븐 레파지토리(Maven Repository)일 수 있다.
모니터링부(Monitoring, 170)는 사물인터넷 서비스 및 사물인터넷 게이트웨이(300)를 모니터링하며, 사물인터넷 서비스, 게이트웨이 및 사용자를 관리하기 위한 모니터링 도구를 나타낸다.
사물인터넷 서비스 웹 애플리케이션 제공부(사물인터넷 Service Web App, 180)는 사용자가 인터넷(브라우저)을 통해 사물인터넷 서비스를 이용할 수 있도록 하는 애플리케이션을 제공하는 기능을 한다.
구체적으로, 사용자는 사물인터넷 서비스 웹 어플리케이션 제공부(180)를 통해 제공되는 애플리케이션을 통해, 자신이 원하는 사물인터넷 서비스를 검색할 수 있다. 즉, 사용자는 사용자 단말(500)을 통해 사물인터넷 서비스를 검색하면, 사물인터넷 서비스 웹 애플리케이션 제공부(180)는 해당 사물인터넷 서비스에 해당하는 사물인터넷 서비스 URI를 사용자 단말로 제공할 수 있다. 이에 따라, 사용자 단말(500)은 사물인터넷 서비스 URI를 근거로 해당 사물인터넷 서비스에 해당하는 사물인터넷 디바이스가 연결된 사물인터넷 프록시(200)를 검색할 수 있으며, 해당 사물인터넷 프록시(200)로 사물인터넷 서비스 요청 정보를 송신할 수 있다.
다시 도 1로 돌아가서, 사물인터넷 프록시(200)는 사설망 공인 IP로 요청된 사물인터넷 서비스 요청 정보를 포트 포워딩을 이용하여 수신한 후, 상기 요청된 사물인터넷 서비스를 HTTP 프록시를 활용하여 해당 사물인터넷 서비스를 제공하는 사물인터넷 게이트웨이(300)로 연결하는 기능을 한다.
이때, 사물인터넷 프록시(200)는 NAT(network address translator) 장비를 통해 포트 포워딩(Port forwarding)을 이용하여 특정 포트로부터 전달한 데이터(즉, 사물인터넷 서비스 요청 정보)를 수신한다. 그리고 사물인터넷 프록시(200)는 HTTP URI를 이용하여 해당 사물인터넷 게이트웨이(300)로 사물인터넷 서비스 요청 정보를 전달한다. 이때, 사물인터넷 프록시(200)는 사물인터넷 게이트웨이의 ID와 IP만으로 구성된 간단한 정보를 저장할 수 있다. 참고로, URI는 URL(Uniform Resource Locator)와 URN(Uniform Resource Name)을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 프록시(200)에 대한 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 프록시(200)는 다양한 OS를 지원하기 위해 자바 가상 머신(Java VM, 210) 상에서 동작될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 프록시(200)는 MQTT 브로커(220), 제 1 웹 애플리케이션 서버(230), 하트비트(240), 게이트웨이 매니저(250) 및 HTTP 프록시(260)를 포함하여 구성될 수 있다. 이하, 도 3을 참조하여 사물인터넷 프록시(200)의 구성 및 동작에 대해서 좀 더 상세히 설명하도록 한다.
MQTT 브로커(MQTT Broker, 220)는 사물인터넷 게이트웨이(300)로부터 전달되는 토픽 메시지를 수신한다. 여기서, MQTT(Message Queue Telemetry Transport)는 기계간 통신(Machine to Machine)/사물인터넷을 위한 프로토콜로서, HTTP의 요청/응답(request/response) 방식 대신 브로커를 사용한 게시/구독(publish/subscribe) 방식으로 메시지를 주고 받는다. 이때, MQTT는 HTTP와 마찬가지로 TCP/IP 프로토콜 상에서 동작할 수 있다.
제 1 웹 애플리케이션 서버(Web Application Server, 230)는 HTTP 프록시 서블릿(HTTP Proxy Servlet)을 구동하는 기능을 한다.
하트비트(Heartbeat, 240)는 사물인터넷 프록시(200)의 공인 IP와 상태를 확인하기 위한 데이터(즉, 하트비트)를 생성하여 사물인터넷 서버(100)로 전달한다.
게이트웨이 매니저(Gateway Manager, 250)는 토픽 메시지로서 전달된 사물인터넷 게이트웨이 정보(즉, ID, IP 정보 등) 및 상태 정보(리소스 상태, 서비스 상태 등)를 프록시 맵에 저장하고, 이러한 데이터를 사물인터넷 서버(100)로 전달할 수 있다.
HTTP 프록시(HTTP Proxy, 260)는 수신된 사물인터넷 서비스 요청의 URI를 확인한 후, 해당 사물인터넷 서비스를 제공하는 사물인터넷 게이트웨이(300)로 상기 사물인터넷 서비스 요청 정보를 전달할 수 있다.
상기 구성들을 통해 사물인터넷 프록시(200)는 사용자 단말(500)을 통해 선택된 사물인터넷 서비스에 대응하는 사물인터넷 게이트웨이(300)를 검색하고, 해당 사물인터넷 게이트웨이(300)로 사물인터넷 서비스 요청 정보를 송신할 수 있다. 이때, 사물인터넷 프록시(200)는 사물인터넷 서비스 URI를 변환하는 방식을 통해 사물인터넷 서비스 요청 정보를 사물인터넷 게이트웨이(300)로 전달할 수 있다. 구체적으로, 사물인터넷 프록시(200)는 사물인터넷 서비스 URI에서 사물인터넷 프록시 주소를 제거하고, 사물인터넷 서비스 URI에서 사물인터넷 게이트웨이의 ID를 상기 사물인터넷 서비스 요청 정보에 대응하는 사물인터넷 게이트웨이의 사설 IP 주소로 변경할 수 있다. 이에 대한 설명은 도 6을 참조로 다시 언급되므로, 추가적인 설명은 생략한다.
다시 도 1로 돌아가서, 사물인터넷 게이트웨이(300)는 OSGi(Open Service Gateway Initiative)를 사용하여 구현되어, 사물인터넷 상의 다양한 사물(즉, 사물인터넷 디바이스(400))에 대한 통신 컴포넌트(서비스 번들)를 제공한다. 즉, 도 1에 도시한 바와 같이, 사물인터넷 게이트웨이(300)는 사물인터넷 디바이스(400)들을 번들을 이용하여 연결한다. 이러한 번들 및 컴포넌트는 자바 아카이브(JAR, Java Archive) 파일을 사용하여 용이하게 관리 및 배포할 수 있다. 예를 들어, 서비스 번들 및 통신 컴포넌트는 메이븐 레파지토리(예: Nexus)를 이용하여 관리할 수 있으며, 메이븐 레파지토리 URI를 이용하여 번들 다운로드 및 배포가 가능하다.
참고로, OSGi는 가정 정보 기기 및 보안 시스템과 같은 인터넷 장비의 표준 연결을 위한 표준안으로서, 개방형 자바 기반의 서비스 플랫폼이다. 즉, OSGi는 개방형 자바 임베디드 서버(JES: Java Enterprise System) 기반의 게이트웨이 소프트웨어를 만드는 것으로서, 플랫폼 및 응용 소프트웨어 등에 구애 받지 않고 멀티 서비스를 장치나 설비에 제공할 수 있다. 특히, OSGi는 블루투스, HAVi, 홈 PNA, 홈 RF, USB, VESA 등 다양한 유무선 네트워크 기술을 수용하는 개방형 네트워크 기술이다. 이때, OSGi는 셋톱 박스, 케이블 모뎀, 라우터, 경보 시스템, 전력 관리 시스템, 가전 제품, PC 등의 모든 제품(즉, 사물인터넷 디바이스로서 사용 가능한 모든 사물을 포함함)에 대한 관리 및 연결 기능을 제공한다.
또한, 사물인터넷 게이트웨이(300)는 공통된 인터페이스인 WS(예: SOAP, RESTful)을 이용하여 사물인터넷 플랫폼과 연동되며, D-플랫폼과 연동된다.
참고로, SOAP(Simple Object Access Protocol)는 XML과 HTTP 등을 기본으로 하여 다른 컴퓨터에 있는 데이터 서비스를 호출하기 위한 통신 규약이다. SOAP을 지원하는 대부분의 SOAP 서버는 웹에서 액세스(Access)가 가능하며 다양한 프로그램 언어에서 실행할 수 있다. 또한, REST(Representational State Transfer)는 HTTP와 XML을 이용하여 데이터를 주고 받는 웹 서비스로 이용된다. 웹 서비스를 구현하는 방식에는 여러 가지가 있으며, RESTful은 REST를 지원하여 웹 애플리케이션에서 사용된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 게이트웨이(300)의 구조도이다. 그리고 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 게이트웨이(300)의 동작을 설명하기 위한 개념도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 게이트웨이(300)는 모니터링 에이전트(330), 디바이스 매니저(340), 컴포넌트(350), 디바이스(360), 제 2 웹 애플리케이션 서버(370) 및 사물인터넷 서비스 제공부(380)를 포함하여 구성될 수 있다. 이하, 도 4 및 5를 참조하여 사물인터넷 게이트웨이(300)의 구성 및 동작에 대해서 좀 더 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 사물인터넷 게이트웨이(300)는 도 4에 도시한 바와 같이, 다양한 OS를 지원하기 위해 자바 가상 머신(Java VM, 310) 상에서 동작될 수 있다. 이때, 사물인터넷 게이트웨이(300)는 다양한 통신 컴포넌트를 제공하고 서비스 번들 관리와 배포가 용이하도록 OSGi(320)기반으로 구동한다.
모니터링 에이전트(Monitoring Agent, 330)는 사물인터넷 게이트웨이(300)의 상태 정보(즉, ID, IP, 리소스 등) 및 서비스 상태 정보(즉, 사물인터넷 디바이스의 상태정보)등을 수집하여 사물인터넷 프록시(200) 또는 사물인터넷 서버(100)로 전달한다.
디바이스 매니저(Device Manager, 340)는 새로 추가되는 사물인터넷 디바이스 및 서비스를 관리한다.
컴포넌트(Components, 350)는 TCP, UDP, HTTP, Bluetooth 등 다양한 통신 컴포넌트를 제공한다. 즉, 컴포넌트(350)는 사물인터넷 게이트웨이(300)에 연결된 사물인터넷 디바이스들(400) 간의 통신을 위한 구성이다.
디바이스(Devices, 360)는 컴포넌트(350)를 이용하여 사물인터넷 디바이스(400)를 연결하여, 연결된 사물인터넷 디바이스(400)들을 통한 사물인터넷 서비스를 제공하도록 한다.
제 2 웹 애플리케이션 서버(Web Application Server, 370)는 연결된 사물인터넷 디바이스(400)의 기능을 사물인터넷 서비스로서 제공되도록 한다. 참고로, 제 2 웹 애플리케이션 서버(370)는 인터넷 상에서 HTTP를 통해 사용자 컴퓨터나 사용자 단말을 통해 애플리케이션을 수행해 주는 미들웨어(소프트웨어 엔진)로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 사물인터넷 디바이스(400)에서 사물인터넷 서비스가 제공되도록 하는 기능을 한다.
사물인터넷 서비스 제공부(사물인터넷 Services, 380)는 연결된 사물인터넷 디바이스의 기능을 사물인터넷 서비스(SOAP, RESTful)로 구현 및 제공한다. 이상에서 설명한 사물인터넷 게이트웨이(300)의 구조를 통해, 사물인터넷 게이트웨이(300)는 도 5에 도시된 동작들을 수행한다.
구체적으로, 도 5와 같이, 개발된 사물인터넷 서비스 번들은 사물인터넷 레파지토리(사물인터넷 Repository)에 등록된다. 이때, 사물인터넷 서비스 번들이 등록되는 사물인터넷 레파지토리는 사물인터넷 서버(100)의 서버 저장부(160)일 수 있다. 이에 따라, 사물인터넷 게이트웨이(300)는 사물인터넷 서버(100)의 서버 저장부(160)로부터 메이븐 레파지토리 URI를 이용하여 사물인터넷 서비스 번들을 다운로드하고 통신 컴포넌트를 배포 받을 수 있다. 그리고 사물인터넷 게이트웨이(300)는 사물인터넷 관리 도구를 통해 사물인터넷 서비스 등록을 요청 받는다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 사설망을 지원하는 사물인터넷 서비스 제공 시스템(10)은 WS(즉, HTTP)를 이용해 사물인터넷 서비스를 제공하므로, 80포트에 대한 포트 포워딩을 처리하여 외부의 사물인터넷 서비스 요청을 사물인터넷 프록시(200)로 전달한다. 참고로, 80 포트는 HTTP 서비스를 위한 웹 서버의 포트로서 통상적으로 약속된 포트를 의미한다. 이때, 사물인터넷 프록시(200)는 HTTP URI(Uniform Resource Identifier)를 확인하여 해당 사물인터넷 서비스를 제공하는 사물인터넷 게이트웨이(300)로 서비스 요청을 전달할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사설망을 지원하는 사물인터넷 서비스 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이제, 도 6을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 사설망을 지원하는 사물인터넷 서비스 제공 방법을 통해 사용자가 사물인터넷 서비스를 제공받는 예시를 설명한다. 이하에서는 위에서 언급된 부분과 중복되는 사항은 생략하여 설명이 이루어진다.
먼저, 사물인터넷 서버(100)에 의해, 사물인터넷 서비스를 검색할 수 있도록 하는 애플리케이션을 사용자 단말(500)로 제공하는 단계가 수행될 수 있다. 이때 사용자는 사용자 단말(500)을 통해, 사물인터넷 서버(100)로부터 필요한 사물인터넷 서비스를 검색할 수 있다. 이렇게 사용자 단말(500)에서 사물인터넷 서버(100)로부터 필요한 사물인터넷 서비스를 검색되면, 검색된 사물인터넷 서비스에 대한 정보는 사물인터넷 서버(100)로 전달된다.
그 후, 사물인터넷 서버(100)는 서버 저장부에 기저장된 데이터들을 분석함으로써, 사용자 단말(500)로부터 검색된 사물인터넷 서비스에 해당하는 사물인터넷 서비스 URI를 찾고, 이를 사용자 단말(500)로 전달할 수 있다.
이러한 과정을 거치는 이유는 사물인터넷 서버(100)가 사물인터넷 도메인 정보로서 사물인터넷 프록시(200)들의 도메인 정보를 관리하기 때문이다. 즉, 사물인터넷 서버(100)는 사물인터넷 프록시(200) 별로 사물인터넷 서비스 정보로서, 사물인터넷 게이트웨이(301, 302)들의 ID 및 해당 사물인터넷 게이트웨이(301, 302)를 통해 제공할 수 있는 사물인터넷 서비스 정보를 관리하고 있다. 여기서, 제 1 및 제 2 사물인터넷 게이트웨이(301, 302) 즉, 사설망 내에 존재하는 사물인터넷 게이트웨이들은 적어도 하나의 사물인터넷 디바이스에 연결되어 구성될 수 있다.
그 후, 사용자 단말(500)은 수신한 사물인터넷 서비스의 URI를 이용하여 사물인터넷 프록시(200)로 사물인터넷 서비스 요청 정보를 송신한다. 즉, 사물인터넷 프록시(200)에 의해 사용자 단말로부터 송신된 사물인터넷 서비스 URI를 통한 사물인터넷 서비스 요청 정보를 수신하는 단계가 수행된다. 이때, 사물인터넷 프록시(200)는 공인 IP를 통해 사용자 단말(500)의 사물인터넷 서비스 요청을 수신하되, 포트 포워딩을 이용하여 특정 포드로 전달된 데이터(즉, 사물인터넷 서비스 요청)를 수신한다.
이때, 사물인터넷 프록시(200)는 ID가 설정되어 있으며, 사물인터넷 프록시(200)의 ID는 사물인터넷 서버(100)에 사물인터넷 도메인 정보로서 기등록되어 관리되고 있다. 그리고, 사물인터넷 프록시(200)는 공인 IP가 설정되어 있으며, 자신과 연결된 적어도 하나의 사물인터넷 게이트웨이 즉, 도 6의 예시에서 제 1 사물인터넷 게이트웨이(301) 및 제 2 사물인터넷 게이트웨이(302)에는 사설 IP를 부여할 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 예시에서, 사물인터넷 프록시(200)는 게이트웨이 정보로서, 사물인터넷 게이트웨이(301, 302) 별 ID 및 사설 IP 를 매칭하여 관리하고 있다.
그 후, 사물인터넷 프록시(200)에 의해, 사용자 단말(500)로부터 송신된 사물인터넷 서비스 요청 정보를 해당 서비스를 제공하는 사물인터넷 게이트웨이로 전달하여 사물인터넷 서비스가 제공되도록 한다. 본 예시에서는 2개의 사물 인터넷 게이트웨이(301, 302) 중 해당 사물인터넷 디바이스가 제 2 사물인터넷 게이트웨이(302)에 연결된 상황을 가정한다. 이 경우, 사물인터넷 프록시(200)는 사용자 단말(500)로부터 송신된 사물인터넷 요청 정보를 원하는 서비스를 제공하는 사물인터넷 디바이스가 연결된 제 2 사물인터넷 게이트웨이(302)로 전달할 수 있다.
여기서, 사물인터넷 프록시(200)는 사물인터넷 서비스 URI를 변환하는 방식을 통해 사물인터넷 서비스 요청 정보를 제 2 사물인터넷 게이트웨이(302)로 전달할 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 사물인터넷 프록시(200)에 의해, 사용자 단말(500)의 사물인터넷 서비스 URI로부터 사물인터넷 프록시 주소를 제거한 다음, 사물인터넷 게이트웨이의 ID를 IP주소로 변환하는 과정이 수행될 수 있다.
예를 들어, 사용자 단말(500)이 사물인터넷 프록시(200)로 요청한 사물인터넷 서비스 URI가 "http://121.166.81.xx:8080/c89bf82adfe04965b12681b621a423fe:8181/ServiceOfThings"인 경우, 사물인터넷 프록시(200)는 사물인터넷 프록시 주소인 "121.166.81.xx:8080"를 제거하여 "http://c89bf82adfe04965b12681b621a423fe:8181/ServiceOfThings"로 변환한다. 그 후, 사물인터넷 프록시(200)는 상기 변환된 주소에서 제 2 사물인터넷 게이트웨이(302)의 ID를 IP 주소로 변환함으로써, 사물인터넷 서비스 URI를 "http://192.168.0.2:8181/ServiceOfThings"로 변경한다. 이를 통해 사물인터넷 서비스 요청 정보는 제 2 사물인터넷 게이트웨이(302)로 전달될 수 있다.
그 후, 제 2 사물인터넷 게이트웨이(302)에 의해 사물인터넷 서비스 요청 정보에 대응하는 사물인터넷 디바이스로 사물인터넷 서비스 요청 정보를 송신하는 과정이 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사설망을 지원하는 사물인터넷 서비스 제공 시스템 및 방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 사물인터넷 서비스 제공 시스템
100 : 사물인터넷 서버 200 : 사물인터넷 프록시
300 : 사물인터넷 게이트웨이 400 : 사물인터넷 디바이스
500 : 사용자 단말

Claims (8)

  1. 외부 단말에서 사설망 내부의 단말로의 통신이 가능하게 사설망을 지원하는 사물인터넷 서비스 제공 시스템에 있어서,
    사용자 단말로 사물인터넷 서비스를 검색할 수 있도록 하는 애플리케이션을 제공하며, 상기 사용자 단말로부터 검색된 사물인터넷 서비스에 해당하는 사물인터넷 서비스 URI를 상기 사용자 단말로 제공하는 사물인터넷 서버; 및
    상기 사용자 단말로부터 상기 사물인터넷 서비스 URI를 통해 검색되고, 상기 사용자 단말로부터 송신된 사물인터넷 서비스 요청 정보를 수신하고, 상기 사물인터넷 서비스 URI에 따라 상기 사물 인터넷 서비스를 제공하는 사물인터넷 게이트웨이로 상기 사물인터넷 서비스 요청 정보를 전달하는 사물인터넷 프록시를 포함하고,
    상기 사물인터넷 게이트웨이는,
    적어도 하나의 사물인터넷 디바이스와 연결되어 사설망 상에 구성되고, 상기 사물인터넷 프록시로부터 전달된 사물인터넷 서비스 요청 정보에 대응하는 사물인터넷 디바이스로 송신하며,
    상기 사물인터넷 프록시는,
    웹 서비스의 포트 포워딩을 이용하여 상기 사물인터넷 서비스 요청 정보를 수신하고,
    상기 사물인터넷 서비스 URI에서 사물인터넷 프록시 주소를 제거하고, 상기 사물인터넷 서비스 URI에서 사물인터넷 게이트웨이의 ID를 상기 사물인터넷 서비스 요청 정보에 대응하는 사물인터넷 게이트웨이의 사설 IP 주소로 변경하는 것을 특징으로 하는 사설망을 지원하는 사물인터넷 서비스 제공 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 사물인터넷 서버는,
    사물인터넷 디바이스를 등록 및 검색하기 위한 Planet-플랫폼, 사물인터넷 디바이스들의 데이터를 정보로 가공하여 제공하고 사물인터넷 디바이스를 제어하는 Mash up-플랫폼, 및 디바이스와 관련된 애플리케이션(Application)을 등록 및 검색하기 위한 Store-플랫폼과 연동된 것을 특징으로 하는 사설망을 지원하는 사물인터넷 서비스 제공 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 사물인터넷 게이트웨이는,
    OSGi(Open Service Gateway Initiative)를 사용하여 구현되고, 상기 사물인터넷 게이트웨이에 연결된 사물인터넷 디바이스와의 통신을 위한 컴포넌트를 구비하는 것을 특징으로 하는 사설망을 지원하는 사물인터넷 서비스 제공 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 사물인터넷 게이트웨이는,
    상기 사물인터넷 프록시를 통해 상기 사물인터넷 게이트웨이에 연결된 사물인터넷 디바이스를 인터넷에 연결시키되, 상기 Planet-플랫폼, Mashup-플랫폼 및 Store-플랫폼과 연동하기 위한 Device-플랫폼과 연동된 것을 특징으로 하는 사설망을 지원하는 사물인터넷 서비스 제공 시스템.
  6. 외부 단말에서 사설망 내부의 단말로의 통신이 가능하게 사설망을 지원하는 사물 인터넷 서비스 제공 방법으로서,
    사물인터넷 서버에 의해, 사물인터넷 서비스를 검색할 수 있도록 하는 애플리케이션을 사용자 단말로 제공하는 단계;
    상기 사물인터넷 서버에 의해, 상기 사용자 단말로부터 검색된 사물인터넷 서비스에 해당하는 사물인터넷 서비스 URI를 상기 사용자 단말로 제공하는 단계;
    사물인터넷 프록시에 의해, 상기 사용자 단말로부터 송신된 상기 사물인터넷 서비스 URI를 통한 사물인터넷 서비스 요청 정보를 수신하는 단계;
    상기 사물 인터넷 프록시에 의해, 상기 사물인터넷 서비스 요청 정보를 상기 검색된 사물 인터넷 서비스를 제공하는 사물인터넷 게이트웨이로 전달하는 단계; 및
    상기 사물인터넷 게이트웨이에 의해, 상기 사물인터넷 서비스 요청 정보에 대응하는 사물인터넷 디바이스로 상기 사물인터넷 서비스 요청 정보를 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 사물인터넷 게이트웨이는 적어도 하나의 사물인터넷 디바이스와 연결되어 사설망 상에 구성되며,
    상기 사물인터넷 서비스 URI를 통한 사물인터넷 서비스 요청 정보를 수신하는 단계는 웹 서비스의 포트 포워딩을 이용하여 상기 사물인터넷 서비스 요청 정보를 수신함으로써 이루어지고,
    상기 사물인터넷 서비스 URI에서 사물인터넷 프록시 주소를 제거하고, 상기 사물인터넷 서비스 URI에서 사물인터넷 게이트웨이의 ID를 상기 사물인터넷 서비스 요청 정보에 대응하는 사물인터넷 게이트웨이의 사설 IP 주소로 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 사설망을 지원하는 사물 인터넷 서비스 제공 방법.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 사물인터넷 서버는,
    사물인터넷 디바이스를 등록 및 검색하기 위한 Planet-플랫폼, 사물인터넷 디바이스들의 데이터를 정보로 가공하여 제공하고 사물인터넷 디바이스를 제어하는 Mash up-플랫폼, 및 디바이스와 관련된 애플리케이션을 등록 및 검색하기 위한 Store-플랫폼과 연동된 것을 특징으로 하는 사설망을 지원하는 사물인터넷 서비스 제공 방법.
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