KR102260781B1 - 사물 인터넷을 위한 명명 데이터 네트워킹 기반 에지 클라우드 컴퓨팅 통합 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사물 인터넷을 위해 명명 데이터 네트워크를 기반으로 에지 컴퓨팅과 클라우드 컴퓨팅을 결합한 명명 데이터 네트워킹 기반 에지 클라우드 컴퓨팅 통합 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 명명 데이터 네트워킹 기반 에지 클라우드 컴퓨팅 통합 시스템은 N-Tier 아키텍처(다계층 구조)를 기반으로 명명 데이터 네트워킹(NDN)과 에지 클라우드 컴퓨팅을 통합하는 시스템으로, IoT 기기를 포함하는 최종 사용자인 소비자 노드, 릴레이 노드, 생산자 노드가 NDN 네트워크를 기반으로 연결되어, 네트워크 계층에서 이름을 통해 콘텐츠를 요청하고 제공받는 사물/엔드 기기(Things/end devices) 계층인 Tier 1(100)과; 상기 Tier 1(100)과 한 홉의 거리에 위치하며, 에지 노드 애플리케이션이 배치되어 Tier 1(100)의 요청에 따라 최종 사용자에게 지연에 대한 제약 서비스를 제공하는 에지 컴퓨팅(Edge computing) 계층인 Tier 2(200)와; 상기 Tier 1(100) 및 Tier 2(200)와 한 홉 이상의 거리에 위치하는 최상위 계층으로, Tier 1(100)의 최종 사용자에게 Tier 2(200)보다 상대적으로 높은 시간 지연에 대한 서비스를 제공하는 클라우드 컴퓨팅(Cloud computing) 계층인 Tier 3(300);을 포함하여 이루어져, 엔드 투 엔드 지연 시간을 단축하여 실시간 서비스의 성능을 향상시킬 수 있도록 제공된다.

Description

사물 인터넷을 위한 명명 데이터 네트워킹 기반 에지 클라우드 컴퓨팅 통합 시스템 {Integration System of Named Data Networking-based Edge Cloud Computing for Internet of Things}

본 발명은 에지 클라우드 컴퓨팅 통합 시스템에 관한 것으로, 특히 사물 인터넷을 위해 명명 데이터 네트워크를 기반으로 에지 컴퓨팅과 클라우드 컴퓨팅을 결합한 명명 데이터 네트워킹 기반 에지 클라우드 컴퓨팅 통합 시스템에 관한 것이다.

정보 중심 네트워킹/명칭 데이터 네트워킹(ICN/NDN)과 에지 컴퓨팅이 미래 인터넷의 새로운 패러다임으로 떠오르고 있다.

에지 컴퓨팅(Edge Computing)은 데이터 처리를 중앙 서버가 아닌 데이터가 발생하는 주변(edge)에서 데이터를 처리하는 기술로서, IoT(사물인터넷) 기기의 보급으로 전송되는 데이터 양이 증가하면서 중앙서버에서 모든 데이터를 처리하는 클라우드 컴퓨팅으로는 한계가 드러나 에지 컴퓨팅 방식이 주목을 받고 있다. 에지 컴퓨팅 방식을 이용하면 IoT 단말기 주변에서 데이터를 분산 처리해 중앙 서버에 데이터를 전달, 분석, 결과를 처리하는 시간을 줄일 수 있게 된다.

명칭 데이터 네트워킹(Named Data Networking, 이하 "NDN"으로 약칭한다)은 네크워크에서 콘텐츠 자체의 정보와 라우터 기능만을 이용하여 목적지로 데이터를 전송하는 기술로서, 서버와 IP 주소 기반인 기존 인터넷 전달망을 대체할 미래의 인터넷 아키텍처로 고려되고 있다. 이 NDN은 콘텐츠 중심 네트워크(CCN: Content Centric Networking) 개념으로, 네트워크에서 콘텐츠를 직접 주소 지정하고 라우팅할 수 있도록 해준다.

이러한 NDN과 에지 컴퓨팅을 융합할 경우 미래의 네트워크에서 콘텐츠 검색 속도를 높일 수 있을 것으로 기대된다. 하지만, NDN과 에지 컴퓨팅을 융합하게 될 경우 네트워크의 인프라와 아키텍처에 많은 문제를 야기할 수 있다. 즉, 에지 컴퓨팅 시스템은 기존의 TCP/IP 접근방식을 기반으로 하고 있으며, NDN은 네트워크 계층에서 특정 프로토콜을 필요로 하기 때문에, 이 두 가지 이질적인 기술을 함께 결합하는 것이 미래 네트워크에서 하나의 큰 과제로 대두되고 있는 실정이다.

대한민국 등록특허공보 제10-1533489호 (2015.06.26. 등록)

본 발명은 종래 명명 데이터 네트워킹과 에지 클라우드 컴퓨팅의 한계점을 극복하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 명명 데이터 네트워킹을 기반으로 에지 컴퓨팅과 클라우드 컴퓨팅을 결합하여 사물 인터넷의 실시간 서비스 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 명명 데이터 네트워킹 기반 에지 클라우드 컴퓨팅 통합 시스템을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 명명 데이터 네트워킹 기반 에지 클라우드 컴퓨팅 통합 시스템은 N-Tier 아키텍처(다계층 구조)를 기반으로 명명 데이터 네트워킹(NDN)과 에지 클라우드 컴퓨팅을 통합하는 시스템으로, IoT 기기를 포함하는 최종 사용자인 소비자 노드, 릴레이 노드, 생산자 노드가 NDN 네트워크를 기반으로 연결되어, 네트워크 계층에서 이름을 통해 콘텐츠를 요청하고 제공받는 사물/엔드 기기(Things/end devices) 계층인 Tier 1과; 상기 Tier 1과 한 홉의 거리에 위치하며, 에지 노드 애플리케이션이 배치되며 Tier 1의 요청에 따라 최종 사용자에게 지연에 대한 제약 서비스를 제공하는 에지 컴퓨팅(Edge computing) 계층인 Tier 2와; 상기 Tier 1 및 Tier 2와 한 홉 이상의 거리에 위치하는 최상위 계층으로, Tier 1의 최종 사용자에게 Tier 2보다 상대적으로 높은 시간 지연에 대한 서비스를 제공하는 클라우드 컴퓨팅(Cloud computing) 계층인 Tier 3;을 포함하여 이루어진다.

상기 Tier 1에서 모든 최종 사용자는 NDN 네트워크를 통해 로컬로 통신하며, NDN에서 처리할 수 없는 작업이 있는 경우 Tier 2의 에지 컴퓨팅 계층에 해당 작업 서비스를 요청하며, 상기 Tier 1로부터 서비스를 요청받은 Tier 2에서 해당 서비스를 처리하여 Tier 1의 최종 사용자에게 제공하고, Tier 2에서 해당 서비스를 처리할 수 없는 경우 Tier 3의 클라우드 컴퓨팅 계층에 해당 서비스를 요청하며, 상기 Tier 2로부터 서비스를 요청받은 Tier 3에서 해당 서비스를 처리하여 Tier 2를 통해 Tier 1의 최종 사용자에게 제공하도록 한다.

여기에서, 상기 Tier 1에서 NDN 네트워크의 데이터 교환은 최종 사용자가 가장 가까운 릴레이 노드인 콘텐츠 라우터에 서비스에 대한 요청을 전송하고, 서비스를 요청받은 콘텐츠 라우터가 NDN 검색 프로세서를 사용하여 라우터 콘텐츠 저장소에 요청된 서비스 내용이 있는지 검색하여, 요청에 대한 내용이 존재하는 경우, 해당 서비스를 최종 사용자에게 전송하고, 요청에 대한 내용이 존재하지 않는 경우, 생산자 노드인 게이트웨이 노드에 서비스 내용을 전달하며, 게이트웨이 노드는 서비스 요청에 대한 내용이 존재하는 경우 이를 처리하여 최종 사용자 노드에 응답하고, 서비스 요청을 처리할 수 없는 경우 에지 컴퓨팅 계층인 Tier 2에 서비스를 요청하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 Tier 2의 에지 컴퓨팅 계층에는 Tier 1의 NDN 네트워크와 통신을 수행하여, Tier 1로부터 API(Application Programming Interface) 형태로 서비스를 요청받고, 요청된 서비스를 제공하는 API 계층(API Layer)과, 상기 서비스 요청 및 처리에 따른 데이터를 GUI 화면을 통해 표시하는 웹 계층(Web Layer)과, 상기 API 계층으로부터 서비스 요청을 수신하여 사용 가능한 서비스를 확인한 후, 데이터 엑세스 계층과 협력하여 서비스를 처리하는 서비스 계층(Service Layer)과, 상기 서비스 계층의 지시에 따른 결과를 에지 로컬 데이터베이스에 저장하거나, 애플리케이션 요구 사항 및 에지 정책에 따라 클라우드 컴퓨팅 계층에 전송하여 클라우드 데이터베이스에 저장하도록 하는 데이터 액세스 계층(Data Access Layer)과, 새로운 서비스를 추가하거나 서비스를 변경하고자 하는 경우 해당 서비스의 테스트를 수행하는 단위 시험 계층(Unit Test Layer)과, 서로 다른 계층 간에 공유되는 코드 모듈을 제공하여 사용자가 노드 구성을 직접할 수 있도록 구성 도우미 클래스를 제공하는 구성요소 계층(Component Layer)과, 서로 다른 계층 사이에서 데이터를 운반하는데 사용되는 다른 유형의 클래스를 제공하는 모델 계층(Model Layer)이 구비된다.

한편, 상기 Tier 3의 클라우드 컴퓨팅 계층에는 Tier 2의 데이터 액세스 계층으로부터 API(Application Programming Interface) 형태로 서비스를 요청받고 제공하는 API 계층(API Layer)과, 상기 API 계층으로부터 서비스 요청을 수신하여 데이터 엑세스 계층과 협력하여 서비스를 처리하는 서비스 계층(Service Layer)과, 상기 서비스 계층의 지시 결과를 클라우드 데이터베이스에 저장하는 데이터 액세스 계층(Data Access Layer)과, 새로운 서비스를 추가하거나 서비스를 변경하고자 하는 경우 해당 서비스의 테스트를 수행하는 단위 시험 계층(Unit Test Layer)과, 서로 다른 계층 간에 공유되는 코드 모듈을 제공하여 사용자가 노드 구성을 직접 할 수 있도록 구성 도우미 클래스를 제공하는 구성요소 계층(Component Layer)과, 서로 다른 계층 사이에서 데이터를 운반하는데 사용되는 다른 유형의 클래스를 제공하는 모델 계층(Model Layer)이 구비된다.

향후 5G와 6G 네트워크의 통신 환경에서는 멀티미디어, IoT, 자율 주행 차 서비스, 위치기반 서비스 등 다양한 실시간 서비스에 대한 수요가 증가할 것으로 예상된다. ICN/NDN은 네트워크 계층 콘텐츠 이름 지정, 서비스 이름 지정, 캐싱 증가, 내장 소비자 이동성, 내장 보안, 이기종 무선 환경의 경우 멀티 호밍 등을 제공하며, 에지 컴퓨팅의 경우 최종 사용자 또는 기기와 근접하게 컴퓨팅, 스토리지 및 캐싱 기능을 제공하여 엔드 투 엔드 지연 시간을 단축할 수 있다. 본 발명에서는 이러한 ICN/NDN과 에지 컴퓨팅을 통합함으로써, 1ms 미만의 응답 시간을 필요로 하는 실시간 애플리케이션에서 성능 향상을 가져올 수 있는 있다.

도 1은 본 발명에 따른 명명 데이터 네트워킹 기반 에지 클라우드 컴퓨팅 통합 시스템의 계층 구조도,
도 2는 본 발명에 따른 명명 데이터 네트워킹 기반 에지 클라우드 컴퓨팅 통합 시스템의 상세 구조도,
도 3은 본 발명에 따른 API 계층의 .NET 웹 API의 구조도,
도 4는 본 발명에 따른 NDN 기반 에지 컴퓨팅 테스트 베드의 일례를 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 명명 데이터 네트워킹 기반 에지 클라우드 컴퓨팅 통합 시스템의 계층 구조도를 나타낸 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 데이터 네트워킹 기반 에지 클라우드 컴퓨팅 통합 시스템은 N-Tier 아키텍처(다계층 구조)를 기반으로 하여 3개의 주요 계층으로 구성된다. 여기에서, Tier 1(100)은 사물/엔드 기기(Things/end devices) 계층, Tier 2(200) 및 Tier 3(300)은 에지 컴퓨팅(Edge Computing) 계층 및 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing) 계층을 나타낸다. 본 발명에서 NDN(Named Data Networking, 명명 데이터 네트워킹)은 Tier 1(100)에 위치하여, 에지 노드 애플리케이션이 배치된 Tier 2(200)와 사물 인터넷(IoT) 장치를 연결한다. 또한, Tier 2(200)는 Tier 3(300)과 추가로 연결되며, 클라우드 노드 애플리케이션은 Microsoft Azure Cloud 머신의 여러 홉을 통하여 구축된다.

본 발명에서 제시하는 N-Tier 아키텍처에는 상위 레벨에서 하위 레벨까지 나열된 Tier(클라우드 컴퓨팅 계층(Tier 3(300)), 에지 컴퓨팅 계층(Tier 2(200)) 및 사물/엔드 기기 계층(Tier 1(100)))가 포함되어 있다.

상기 에지 컴퓨팅 계층인 Tier 2(200)는 상위 레벨에서 하위 레벨까지 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스 계층(API Layer), 웹 계층(Web Layer), 서비스 계층(Service Layer), 데이터 액세스 계층(Data Access Layer(DAL)), 구성 요소 계층(Component Layer), 단위 테스트 계층(Unit Test Layer) 및 모델 계층(Model Layer)으로 구분된다.

또한, 클라우드 컴퓨팅 계층인 Tier 3(300)은 에지 컴퓨팅 계층(Tier 2(200))에서 언급한 웹 계층을 제외한 나머지 모든 계층을 포함한다.

이러한 N-Tier 아키텍처의 각 계층의 기능은 다음과 같다.

1) Tier 1 : 사물/엔드 기기(Things/end devices) 계층

Tier 1(100)의 경우 최종 사용자 또는 IoT 기기(이하, 최종 사용자로 총칭한다)와 직접적인 관련이 있다. IoT 기기와 사용자가 센서 노드 및 사용자의 스마트 핸드 기기(스마트폰, 스마트워치, 스마트 카 등)와 같은 공존하는 형태로 존재할 수 있다. 이 장치는 데이터와 서비스에 대한 요청이며, 단일 홉으로 에지 컴퓨팅 계층에 연결된다.

2) Tier 2 : 에지 컴퓨팅(Edge computing) 계층

에지 컴퓨팅 계층은 fog 서버로 구성되고, Tier 1(100)에서 한 홉의 거리에 위치하며, 최종 사용자에게 지연에 대한 제약 서비스 요청을 제공한다. 에지 컴퓨팅 계층은 클라우드 컴퓨팅 계층과 다르지만, 대기 시간이 비교적 짧은 서비스 요청을 제공한다.

3) Tier 3) : 클라우드 컴퓨팅(Cloud computing) 계층

클라우드 컴퓨팅 계층은 최상위 계층이고, 기존의 클라우드 서버로 구성되며, 충분한 스토리지 및 컴퓨팅 리소스를 가지고 있다. 이 계층의 경우 사물/엔드 기기 계층(Tier 1(100)) 및 에지 컴퓨팅 계층(Tier 2(200))의 여러 홉에 위치하지만, 최종 사용자에게 더 높은 지연 시간을 제공한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 명명 데이터 네트워킹 기반 에지 클라우드 컴퓨팅 통합 시스템의 상세 구조도를 나타낸 것이다. 이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명에 적용된 3가지 계층의 포괄적인 세부사항을 각 계층별로 나누어 설명하기로 한다.

1) Tier 1(100) : NDN(Named Data Networking)

이 계층에서는 모든 통신이 콘텐츠 중심이고, 네트워크 계층에서 이름을 통해 콘텐츠가 요청되는 NDN 기술이 사용된다. 모든 최종 사용자(IoT 장치 포함)는 NDN 네트워크를 통해 로컬로 통신되며, NDN에서 처리할 수 없는 작업이 있을 경우 에지 컴퓨팅 계층인 에지 노드(에지 장치)로 전달된다. 에지 노드는 정책을 따르는 최종 사용자에게 계산 및 서비스에 대한 내용을 전송하게 된다. 에지 노드가 이러한 요청에 대한 계산을 수행할 수 없는 경우, 클라우드 컴퓨팅 계층인 클라우드 노드(클라우드 데이터 센터)로 전달하여 추가적인 처리가 이루어진다.

사물/엔드 기기 계층(Tier 1(100))에서는 소비자 노드, 릴레이 노드, 생산자 노드 등 3개의 노드에 간단한 시나리오를 사용하기로 한다. 생산자 노드(Producer)가 NDN 네트워크와 에지 컴퓨팅 계층(에지 노드) 사이의 게이트웨이 역할을 하므로, 생산자 노드가 게이트웨이 노드라는 용어로도 사용되고 있다. 이 시나리오에서 사용자 노드(consumer1, Consumer2)는 릴레이 노드(Node1, Node2, Node3)를 통해 콘텐츠 또는 서비스에 대한 요청을 전송한다.

릴레이 노드가 이전에 캐시된 서비스나 콘텐츠를 가지고 있는 경우 NDN 아키텍처와 같이 최종 사용자에게 다시 전송되지만, 그렇지 않을 경우 위의 요청이 게이트웨이 노드(Producer)로 전달된다. 게이트웨이 노드는 콘텐츠를 가질 수 있으며, 서비스 목록을 유지한다. NDN, 에지 노드(에지 컴퓨팅 계층) 및 클라우드 노드(클라우드 컴퓨팅 계층)의 게이트웨이 노드를 구별하기 위해 게이트웨이 노드가 최종 사용자를 위한 제한된 수의 서비스를 유지한다고 가정한다. 에지 노드는 많은 양의 서비스가 나열되는 NDN의 게이트웨이 노드보다 강력하며, 클라우드 노드는 모든 유형의 리소스를 위한 플랫폼이다. 최종 사용자가 데이터나 서비스를 요청할 경우, 소비자와 라우터 노드(릴레이 노드) 사이에 위치한 NDN의 데이터 교환 순서는 다음과 같다.

Step 1 : 최종 사용자 또는 장치에서 가장 가까운 콘텐츠 라우터 노드에 데이터 또는 서비스에 대한 요청을 전송한다.

Step 2 : 라우터 노드가 NDN 검색 프로세스를 사용하여 라우터 콘텐츠 저장소에 요청된 콘텐츠나 서비스가 있는지 검색한다.

Step 3 : 요청에 대한 내용이 존재하는 경우, 데이터/서비스가 최종 사용자 또는 장치에 전송된다.

Step 4 : 요청에 대한 내용을 찾을 수 없는 경우, 요청 내용이 게이트웨이 노드로 전달된다.

Step 5 : 게이트웨이 노드는 NDN의 최종 사용자로부터 요청을 수신하면 응답하게 되며, 최종 사용자가 적은 컴퓨팅 작업 및 서비스를 요청하게 되면 게이트웨이 노드가 처리한다.

본 발명에서는 대다수의 IoT 기기가 콘텐츠나 서비스를 요청할 경우 동일한 요청이 존재할 수 있기 때문에 NDN 네트워크의 집합 기능을 사용한다. 최종 사용자들의 동일한 요청은 네트워크에서 전달되지 않지만, NDN 릴레이 노드나 게이트웨이 노드에서 통합되어 에지 노드 및 클라우드 노드의 트래픽을 크게 감소시킨다. 네트워크 내 캐싱은 요청에 대한 전달을 완화시킬 것이고, IoT 기기는 근처 노드에서 데이터에 접근할 것이다. 이러한 NDN의 기능을 이용하면 지연이 적고 이동성 관리가 개선되며 네트워크 캐싱에서의 서비스와 콘텐츠 보안이 향상된다. 이후 모든 데이터 액세스는 클라우드 컴퓨팅 계층으로 이동할 필요가 없고, NDN 노드 및 에지 노드에서도 액세스할 수 있으므로, NDN 사용은 데이터 통신 효율성을 높이고 클라우드 및 에지에 대한 액세스를 최소화한다. 동일한 콘텐츠에 대한 후속 요청은 NDN 라우터에 의해 집계되고 필터링 된다. 서비스와 데이터는 최종 사용자와 매우 가까운 곳에 저장되는데, 게이트웨이 노드는 복잡한 작업에 대해서는 요청된 서비스, 처리 능력 또는 계산 리소스가 없을 수 있다.

따라서, 게이트웨이 노드는 에지 노드의 이점을 활용 가능하다. NDN 게이트웨이 노드는 요청 실패를 방지하기 위해 NDN 네트워크에서 IP 네트워크로 전환하여 에지 노드와 통신할 수 있다. 기존의 경우 IP 기반 에지 노드의 통신을 위해 웹 API를 사용하였지만, 본 발명에서는 에지 컴퓨팅과 NDN 네트워크에 웹 API를 연결하여 통신한다.

2) Tier 2(200) : 에지 컴퓨팅(Edge Computing)

Tier 2(200)에서는 에지 노드 애플리케이션이 구현되는 에지 컴퓨팅을 7개의 다른 하위 계층(Layer)으로 나누고 있는데, 각 계층은 API 계층(API Layer), 웹 계층(Web Layer), 서비스 계층(Service Layer), 데이터 액세스 계층(Data Access Layer), 단위 시험 계층(Unit Test Layer), 구성요소 계층(Component Layer), 모델 계층(Model Layer)으로, 각 계층의 기능은 다음과 같다.

① Layer 1 : API 계층(API Layer)

API(Application Programming Interface)는 하드웨어 및 소프트웨어 리소스에 대한 액세스를 제공하고 플랫폼 구현에 대한 시간을 절약할 수 있도록 해준다. "프레젠테이션 상태 전송"을 나타내는 RESTful API는 기본적인 통신 방법으로써 API를 만들기 위하여 하이퍼텍스트 전송 프로토콜(HTTP)을 사용한다. HTTP는 사용자가 엔드 포인트에 요청을 보내면 응답하는 시스템이다. REST는 통신 목적을 위해 HTTP 요청, 응답 및 상태 코드를 사용한다.

.NET 웹 API는 IoT 장치와 에지 노드 및 클라우드 노드의 통신을 위한 RESTful 웹 서비스를 쉽게 구현할 수 있다. NDN 네트워크의 모든 요청은 API 형태로 제공되며, 에지 노드의 웹 API(Microsoft ASP.NET Web API 2.0) 계층에 도달한다. 이 API 계층은 NDN 네트워크에서 오는 요청에 일종의 인터페이스를 제공하며, API 배포를 위해 웹 사이트, 웹 응용 프로그램 및 서비스를 호스팅하는 Microsoft 인터넷 정보 서비스(IIS)를 사용한다. 웹 API는 컨트롤러 및 액션 개념으로 사용되며, 리소스는 Crypto, Document, Media, IoT 등과 같은 컨트롤러에 직접 매핑 된다.

도 3은 본 발명에서 제안하는 .NET 웹 API의 구조도를 나타낸 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 제안된 API는 IP, 포트 번호, 컨트롤러, 액션 및 값으로 구성되고 값은 경우에 따라 여러 개일 수 있다. 최종 사용자/IoT 장치가 에지 노드에 일부 서비스를 요청하고자 할 때, 에지 노드로 API 요청을 보내게 되며 요청을 통해 절차가 진행된다. 본 발명의 실시 예에서는 "192.168.71.1:82/api/Crypto/ComputeHash?value=30" 과 같은 Crypto 컨트롤러의 API를 사용하였다. 제안된 API의 첫 부분은 에지 노드(Broadband Convergence Network Laboratory, 홍익대, 세종캠퍼스, 대한민국)가 위치한 IP 주소이다. IP 주소 "192.168.72.1"을 통해 에지 노드에 요청이 오면 전송 제어 프로토콜(TCP)은 API 애플리케이션이 배포된 곳의 포트 번호를 가져온다. 포트 번호 필드가 비어 있으면 포트 번호-80이 기본적으로 할당된다. 요청이 포트 번호에 도달하면 API 컨트롤러에서 확인을 하게 된다. 일반적으로 API가 웹 애플리케이션과 동일한 TCP 포트에서 실행되는 경우 비API(웹 컨트롤러 등)와 구별하는 데 도움이 되는 '/api/' 경로 내에서 유지된다. 제안된 에지 Tier API 애플리케이션에서 API 컨트롤러는 암호화 컨트롤러, 문서 컨트롤러, 미디어 컨트롤러, IoT 컨트롤러 등과 같은 메인 클래스이며, 가능한 몇 가지 작업을 수행할 수 있는 서비스 유형을 정의한다. 본 발명에서 제안된 내용 중 computeHash1, ComputeHash256, Compute RSA 등의 주요 동작이 있는 crypto 컨트롤러를 사용하게 될 경우 암호 컨트롤러를 호출하면 ComputeHash1, ComputeHash256, Compute RSA 등과 같은 추가 작업이 수행된다. 액션이 수행되면 실행 처리기가 호출되고 IoT 최종 사용자에게 XML(Extensible Markup Language) 형식 또는 JSON(JavaScript Object Notation) 형식으로 응답된다. 각 컨트롤러에 중복되는 이름의 액션이 여러 개 있을 경우 API의 값 필드는 다중 동작을 구별할 수 있다. 도 3에서는 문서 컨트롤러를 나타내며 워드 컨버터, pdf 컨버터, 워드 카운트 등과 같은 다양한 액션으로 구성된다.

② Layer 2 : 웹 계층(Web Layer)

웹 계층은 실시간 데이터 표시를 위한 그래픽 사용자 인터페이스를 보여준다. 최종 사용자가 에지 컴퓨팅 계층과 에지 컴퓨팅 계층에서 클라우드 컴퓨팅 계층에 이르기까지의 요청에 대한 실시간 통계를 보여준다. 사물/엔드 기기 계층에서 에지 컴퓨팅 계층으로 전달되는 웹 계층을 통해 실제 요청을 GUI(Graphical User Interface)로 확인할 수 있게 된다.

③ Layer 3 : 서비스 계층(Service Layer)

서비스 계층은 API 계층과 데이터 액세스 계층(Data Access Layer) 사이의 데이터와 서비스를 조정하며, 결정을 내릴 수 있는 서비스의 모든 비즈니스 로직을 포함한다. API 계층은 서비스 계층에 요청을 보내고, 서비스 계층은 API 계층의 모든 요청을 수락한다. 앞서 crypto 서비스(ComputeHash와 같은 일부 암호화 관련 서비스), 미디어 서비스(오디오,비디오 변환), 문서 서비스(pdf/word 변환), IoT 서비스 등의 서비스에 대해 설명하였다. 상기 서비스 계층(Service Layer)에는 이러한 서비스를 처리하게 되는데, 여기에는 암호화 관련 서비스를 처리하는 crypto 서비스 모듈과, 오디오 또는 비디오 변환을 처리하는 미디어 서비스 모듈과, 문서 변환을 처리하는 문서 서비스 모듈과, 최종 사용자에게 서비스 결과를 제공하는 IoT 서비스 모듈이 구비된다.

서비스 계층은 API 계층으로부터 요청을 수신한 후 사용 가능한 서비스를 확인한다. 최종 사용자 장치의 요청이 문서 변환 또는 미디어 변환과 같은 계산적인 요청이면 서비스 계층은 계산을 수행할 수 있는 구성요소 계층과 조정하지만, 서비스 계층이 POST 요청(일부 데이터 삽입), GET 요청(일부 데이터를 회수), DELETE 또는 UPDATE 요청을 수신한 경우 데이터 액세스 계층(Data Access Layer)과 조정한다. 데이터 액세스 계층과 협력하는 서비스 계층은 에지 노드 또는 클라우드 노드의 로컬 저장소에서 데이터를 검색할 것인지 결정할 것이다.

예를 들어, 로컬 스토리지에서 데이터를 사용할 수 있는 경우 데이터 액세스 계층은 로컬 스토리지의 데이터를 서비스 계층으로 제공하고, 서비스 계층은 API 계층으로 데이터를 전송하여 사물/엔드 기기 계층으로 전송한다. 에지 노드는 클라우드 노드만큼 강력하지 않기 때문에 에지 노드에서 데이터를 사용할 수 없고 클라우드 노드에서 가져와야 하는 경우가 있을 수 있다. 이 경우 데이터 액세스 계층은 클라우드 API를 통해 클라우드에서 데이터를 가져올 수 있으며, 서비스 계층은 클라우드 노드에서 데이터를 가져오도록 데이터 액세스 계층에 요청한다. POST 요청이 발생할 경우 서비스 계층은 에지 노드 또는 클라우드 데이터베이스의 로컬 데이터베이스에 데이터를 저장할지 여부를 결정한다.

④ Layer 4 : 데이터 액세스 계층(Data Access Layer)

데이터 액세스 계층은 데이터 관리가 이루어지는 계층으로, SQL, MySQL, Oracle MongoDB 등과 같은 데이터베이스를 사용한다. 본 발명의 실시 예에서는 SQL 데이터베이스를 사용하였다. 상기 데이터 액세스 계층의 코드 모듈은 로컬 스토리지(에지 데이터베이스)와 클라우드 스토리지(클라우드 데이터베이스)라는 두 가지 주요 결정에 따라 트리거 된다.

서비스 계층은 데이터를 로컬 스토리지 또는 클라우드 스토리지에 저장할지 여부를 데이터 액세스 계층에 지시하고, 데이터 액세스 계층은 지시에 대한 결과를 로컬에 저장하거나 애플리케이션 요구 사항 및 에지 정책에 따라 클라우드 컴퓨팅 계층으로 전송한다. 로컬 SQL 데이터베이스와 통신하기 위해 마이크로소프트 엔티티 프레임워크를 사용하고 애플리케이션에 대한 모든 데이터베이스 활동을 자동화 한다. 데이터베이스에서 데이터를 읽거나 작성하고 최종 사용자의 요청을 실행하기 위해 자동화된 데이터베이스 명령이 생성된다. 엔티티 프레임워크는 관련 라이브러리를 제공하고 데이터베이스에서 관련 쿼리를 실행하여 제안된 애플리케이션에 대한 결과를 생성한다.

⑤ Layer 5 : 단위 시험 계층(Unit Test Layer)

단위 시험 계층은 새로운 서비스를 추가하거나 일부 서비스를 변경하고자 하는 경우 해당 서비스의 테스트를 수행하게 된다. 새로 추가된 서비스를 테스트하기 위해 처음부터 절차를 반복하지 않고 단위 시험 계층에서 직접 점검하게 되는데, 이 단위 시험 계층은 각 계층에서 새로 추가되거나 업데이트된 코드의 테스트를 수행하게 된다. IoT 시나리오나 다른 시나리오에서 사용할 서비스의 코드 개발 시 단위 시험 계층 샘플 코드를 만들어 각 레이어별 코드 테스트를 실시한다.

본 발명에서 제안된 단위 시험 계층을 구현한 결과, 단위 시험 계층을 사용하면 API가 올바르게 동작할 확률이 95％인, 단위 시험 계층이 없는 경우에는 시험의 성공 여부를 확신할 수 없었다. 단위 시험 계층을 사용하여 함수 또는 기타 응용 프로그램 코드 블록을 작성하고, 입력 데이터가 올바른 경우 응답하여 코드의 동작을 확인하는 단위 테스트를 만든다. 단위 시험 계층은 상기의 내용을 바탕으로 실제 코드를 테스트하기 전에 단위 테스트를 작성하는 기능을 제공하게 된다.

⑥ Layer 6 : 구성요소 계층(Component Layer)

구성요소 계층에서는 도우미(구성 도우미, 전자 메일 도우미 및 로그 도우미 등)나 확장과 같은 서로 다른 계층 간에 공유되는 코드 모듈을 제공한다. 이 계층에서는 에지 컴퓨팅 계층(Tier 2(200))의 web.config 파일로 이동하지 않고 에지/클라우드 노드 구성을 직접 구성할 수 있는 구성 도우미 클래스가 사용자에게 제공되며, 수정된 DLL(Dynamic Link Library) 파일의 재배포를 피할 수 있다.

에지 및 클라우드 코드베이스의 첫 번째 버전에서는 1) 구성 도우미, 2) 전자 메일 도우미, 3) 로그 도우미를 제공하였다. 전자 메일 도우미는 관리자에게 전자 메일 서비스를 제공하고(관리자는 에지 또는 클라우드를 관리하고 모니터링 하는 사람이 될 수 있으며, 전자 메일 주소는 배포 시 web.config 파일로 제공), 에지 컴퓨팅 계층(Tier 2(200))의 모든 활동 및 로깅은 일부 애플리케이션(에지 또는 클라우드)이 실행될 때 발생하는 이벤트를 추적할 수 있다. 애플리케이션 개발자는 코드에 로깅 호출을 추가하여 특정 이벤트가 발생했을 때 설명 메시지로 나타내기 때문에 구성 요소 계층에 로깅 모듈을 이해하기 쉽게 제공한다.

⑦ Layer 7 : 모델 계층(Model Layer)

모델 계층은 서로 다른 계층들 사이에서 데이터를 운반하는 데 사용되는 다른 유형의 클래스로 구성된다. 모델은 일반적으로 문제 또는 도메인 공간과 관련된 실제 개체를 나타내지만, 프로그래밍에서는 클래스를 대표하는 클래스로 만든다. 모델이라고 알려진 이러한 엔티티 클래스는 특정 도메인 공간에 몇 가지 속성을 가지고 있다.

본 발명에서 제안된 에지 어플리케이션에서 Load_Request 시간을 데이터베이스에 저장하려면 Load_Request_Time 모델을 정의해야 하며, Id, Request_Arrival_Time, Request_Completion_Time, Requesting_Node_Name 및 Requesting_Node_Type과 같은 다른 특성이 포함될 수 있다. 본 발명에서 제안된 내용 중 모델 계층은 사용자 정의 모델, 데이터베이스 모델, 데이터베이스 부분과 같이 서로 다른 3가지 유형을 포함한다. 상기 사용자 정의 모델은 사용자 정의 요건에 사용될 수 있는 등급으로 구성되며 계산을 목적으로 사용할 수 있다. 이러한 클래스는 데이터베이스 스키마를 나타낼 수도 있고 아닐 수도 있다. 그리고 데이터베이스 모델의 클래스는 데이터베이스의 테이블을 나타낸다. 데이터베이스에 단일 테이블이 있는 각 데이터베이스 모델 클래스 맵과 열 이름을 가진 각 속성 맵 데이터베이스 부분은 데이터베이스 모델의 복제본이지만, 필수 유효성 검사, 길이 유효성 검사, 데이터 형식 유효성 검사 및 확장 유효성 검사와 같은 검증에 사용된다.

3) Tier 3(300) : 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing)

클라우드 노드는 웹 계층 및 데이터 액세서를 위해 클라우드로 요청을 보내는 데이터 액세스 계층의 하위 부분을 제외하고, 에지 컴퓨팅 계층(Tier 2(200))에 구비된 모든 계층으로 구성된다(클라우드 노드는 클라우드보다 먼 데이터를 가져올 필요가 없기 때문이다). Microsoft Azure Windows Server 2016에서 클라우드 노드를 여러 홉에 배포하였으며, 클라우드 스토리지에는 SQL 2017 개발자 버전을 사용하였고 스토리지에 오라클, My SQL, MongoDB 등과 같은 데이터베이스를 사용할 수 있다.

이하에서는 상기의 구성으로 이루어지는 명명 데이터 네트워킹 기반 에지 클라우드 컴퓨팅 통합 시스템의 프로토타입을 위한 환경 설정(Environmental Setup for Prototype )에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명에서 프로토타입 환경 설정을 위한 테스트 베드에는 에지 노드 컴퓨터, 액세스 포인트 및 Microsoft Azure Cloud Server 머신이 포함되는데, 자세한 하드웨어 및 소프트웨어 구성은 다음과 같다.

NDN 네트워크의 경우 ndnSIM(ndn simulator)에서 에지 노드로 요청을 생성하기 위해 ndn-producer.cpp 파일과 ndn-producer.hpp 파일의 일부 코드를 수정하였다. 요청을 생성하는 사용자 정의 함수는 boost와 asio.hpp 라이브러리를 사용하게 되고, 클래스는 asio :: ip :: tcp 이다. VMware내에 Linux를 설치하고 ndnSIM을 실행한다. VMware에서 8GB RAM과 4 코어 CPU를 사용하였고, 에지 애플리케이션은 16GB RAM, core-i7, 4710HQ-CPU 및 2.40Ghz 코어의 사양을 갖춘 시스템을 사용하여 NDN 네트워크에서 1홉으로 호스팅 된다. .NET 프레임 워크를 사용하여 에지 애플리케이션을 개발하였으며, 에지 애플리케이션을 배포하기 위해 Microsoft에서 제공하는 IIS(Internet Information Services) 범용 웹 서버를 사용하였다. IIS 웹 서버는 원격 클라이언트 컴퓨터의 요청을 수락하고 응답으로 반환한다. 클라우드 애플리케이션의 경우 8GB RAM, Intel Xeon CPU E5-2673 v4 및 2.30Ghz 코어 사양의 Microsoft Azure Window Server 2016을 사용하였다. 클라우드 애플리케이션은 .NET 프레임 워크에서 개발되고 IIS 서버를 사용하여 배포되며 에지 노드 및 클라우드 노드의 데이터베이스에는 SQL 2017 개발자 버전을 사용하였다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 NDN 기반 에지 컴퓨팅 테스트 베드의 일례를 나타낸 것이다. 도 4에서와 같이, 시스템 테스트에 리소스가 제한된 버전인 클라우드 VM을 사용하였으나 실험에는 문제가 없었다. 대기 시간 관련 측정을 테스트하고, 여러 홉에서 실제 클라우드 동작을 보여주기 위한 Cloud VM이 필요했으므로 제안된 발명에는 풍부한 리소스가 필요하지 않았다. 또한, 사용자 요구 사항에 따라 시스템을 대규모로 확장하려는 경우 Cloud VM을 구입하면 확장이 가능하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 3개의 주요 계층으로 구성된 N-Tier 아키텍처를 통해 NDN과 에지 컴퓨팅 및 클라우드 컴퓨팅을 통합함으로써, 엔드 투 엔드 지연 시간을 단축하여 실시간 서비스의 성능을 향상시킬 수 있도록 제공된다.

이러한 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구 범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

100 : Tier 1 (사물/엔드 기기 계층)
200 : Tier 2 (에지 컴퓨팅 계층)
300 : Tier 3 (클라우드 컴퓨팅 계층)

Claims (10)

1. 삭제
2. 삭제
3. IoT 기기를 포함하는 최종 사용자인 소비자 노드, 릴레이 노드, 생산자 노드가 NDN 네트워크를 기반으로 연결되어, 네트워크 계층에서 이름을 통해 콘텐츠를 요청하고 제공받는 사물/엔드 기기(Things/end devices) 계층인 Tier 1(100)과; 상기 Tier 1(100)과 한 홉의 거리에 위치하며, 에지 노드 애플리케이션이 배치되어 Tier 1(100)의 요청에 따라 최종 사용자에게 지연에 대한 제약 서비스를 제공하는 에지 컴퓨팅(Edge computing) 계층인 Tier 2(200)와; 상기 Tier 1(100) 및 Tier 2(200)와 한 홉 이상의 거리에 위치하는 최상위 계층으로, Tier 1(100)의 최종 사용자에게 Tier 2(200)보다 상대적으로 높은 시간 지연에 대한 서비스를 제공하는 클라우드 컴퓨팅(Cloud computing) 계층인 Tier 3(300);을 포함하는 명명 데이터 네트워킹 기반 에지 클라우드 컴퓨팅 통합 시스템으로,
   상기 Tier 1(100)에서 모든 최종 사용자는 NDN 네트워크를 통해 로컬로 통신하며 NDN에서 처리할 수 없는 작업이 있는 경우 Tier 2(200)의 에지 컴퓨팅 계층에 해당 작업 서비스를 요청하며, 상기 Tier 1(100)로부터 서비스를 요청받은 Tier 2(200)에서 해당 서비스를 처리하여 Tier 1(100)의 최종 사용자에게 제공하되 Tier 2(200)에서 해당 서비스를 처리할 수 없는 경우 Tier 3(300)의 클라우드 컴퓨팅 계층에 해당 서비스를 요청하며, 상기 Tier 2(200)로부터 서비스를 요청받은 Tier 3(300)에서 해당 서비스를 처리하여 Tier 2(200)를 통해 Tier 1(100)의 최종 사용자에게 제공하도록 하되,
   상기 Tier 1(100)에서 NDN 네트워크의 데이터 교환은
   (a) 최종 사용자가 가장 가까운 릴레이 노드인 콘텐츠 라우터에 서비스에 대한 요청을 전송하고,
   (b) 서비스를 요청받은 콘텐츠 라우터가 NDN 검색 프로세서를 사용하여 라우터 콘텐츠 저장소에 요청된 서비스 내용이 있는지 검색하여,
   (c) 요청에 대한 내용이 존재하는 경우, 해당 서비스를 최종 사용자에게 전송하고,
   (d) 요청에 대한 내용이 존재하지 않는 경우, 생산자 노드인 게이트웨이 노드에 서비스 내용을 전달하며,
   (e) 게이트웨이 노드는 서비스 요청에 대한 내용이 존재하는 경우 이를 처리하여 최종 사용자 노드에 응답하고, 서비스 요청을 처리할 수 없는 경우 에지 컴퓨팅 계층인 Tier 2(200)에 서비스를 요청하는 것을 특징으로 하는 명명 데이터 네트워킹 기반 에지 클라우드 컴퓨팅 통합 시스템.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 Tier 1(100)에서 게이트웨이 노드는 서비스 요청 실패를 방지하기 위해 NDN 네트워크에서 IP 네트워크로 전환하여 에지 컴퓨터 계층인 Tier 2(200)와 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 명명 데이터 네트워킹 기반 에지 클라우드 컴퓨팅 통합 시스템.
   
5. IoT 기기를 포함하는 최종 사용자인 소비자 노드, 릴레이 노드, 생산자 노드가 NDN 네트워크를 기반으로 연결되어, 네트워크 계층에서 이름을 통해 콘텐츠를 요청하고 제공받는 사물/엔드 기기(Things/end devices) 계층인 Tier 1(100)과; 상기 Tier 1(100)과 한 홉의 거리에 위치하며, 에지 노드 애플리케이션이 배치되어 Tier 1(100)의 요청에 따라 최종 사용자에게 지연에 대한 제약 서비스를 제공하는 에지 컴퓨팅(Edge computing) 계층인 Tier 2(200)와; 상기 Tier 1(100) 및 Tier 2(200)와 한 홉 이상의 거리에 위치하는 최상위 계층으로, Tier 1(100)의 최종 사용자에게 Tier 2(200)보다 상대적으로 높은 시간 지연에 대한 서비스를 제공하는 클라우드 컴퓨팅(Cloud computing) 계층인 Tier 3(300);을 포함하는 명명 데이터 네트워킹 기반 에지 클라우드 컴퓨팅 통합 시스템으로,
   상기 Tier 1(100)에서 모든 최종 사용자는 NDN 네트워크를 통해 로컬로 통신하며 NDN에서 처리할 수 없는 작업이 있는 경우 Tier 2(200)의 에지 컴퓨팅 계층에 해당 작업 서비스를 요청하며, 상기 Tier 1(100)로부터 서비스를 요청받은 Tier 2(200)에서 해당 서비스를 처리하여 Tier 1(100)의 최종 사용자에게 제공하되 Tier 2(200)에서 해당 서비스를 처리할 수 없는 경우 Tier 3(300)의 클라우드 컴퓨팅 계층에 해당 서비스를 요청하며, 상기 Tier 2(200)로부터 서비스를 요청받은 Tier 3(300)에서 해당 서비스를 처리하여 Tier 2(200)를 통해 Tier 1(100)의 최종 사용자에게 제공하도록 하되,
   상기 Tier 2(200)의 에지 컴퓨팅 계층에는
   상기 Tier 1(100)의 NDN 네트워크와 통신을 수행하여, Tier 1(100)로부터 API(Application Programming Interface) 형태로 서비스를 요청받고, 요청된 서비스를 제공하는 API 계층(API Layer)과,
   상기 서비스 요청 및 처리에 따른 데이터를 GUI 화면을 통해 표시하는 웹 계층(Web Layer)과,
   상기 API 계층으로부터 서비스 요청을 수신하여 사용 가능한 서비스를 확인한 후, 데이터 엑세스 계층과 협력하여 서비스를 처리하는 서비스 계층(Service Layer)과,
   상기 서비스 계층의 지시에 따른 결과를 에지 로컬 데이터베이스에 저장하거나, 애플리케이션 요구 사항 및 에지 정책에 따라 클라우드 컴퓨팅 계층에 전송하여 클라우드 데이터베이스에 저장하도록 하는 데이터 액세스 계층(Data Access Layer)과,
   새로운 서비스를 추가하거나 서비스를 변경하고자 하는 경우 해당 서비스의 테스트를 수행하는 단위 시험 계층(Unit Test Layer)과,
   서로 다른 계층 간에 공유되는 코드 모듈을 제공하여 사용자가 노드 구성을 직접할 수 있도록 구성 도우미 클래스를 제공하는 구성요소 계층(Component Layer)과,
   서로 다른 계층 사이에서 데이터를 운반하는데 사용되는 다른 유형의 클래스를 제공하는 모델 계층(Model Layer)이 구비된 것을 특징으로 하는 명명 데이터 네트워킹 기반 에지 클라우드 컴퓨팅 통합 시스템.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 Tier 1(100)은 Tier 2(200)에 서비스를 요청하고자 하는 경우, 상기 Tier 2(200)의 API 계층(API Layer)에 API 요청을 전송하여 서비스 절차를 진행하되,
   상기 API는 Tier 2(200)의 IP(IP of the Edge Node), 포트 번호(TCP:Port number), 컨트롤러(Controller), 액션(Action) 및 값(Query String) 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 명명 데이터 네트워킹 기반 에지 클라우드 컴퓨팅 통합 시스템.
   
7. 제 5항에 있어서,
   상기 서비스 계층(Service Layer)에는 암호화 관련 서비스를 처리하는 crypto 서비스 모듈과, 오디오 또는 비디오 변환을 처리하는 미디어 서비스 모듈과, 문서 변환을 처리하는 문서 서비스 모듈과, 최종 사용자에게 서비스 결과를 제공하는 IoT 서비스 모듈이 구비되어,
   상기 API 계층으로부터 요청된 서비스가 상기 서비스 모듈들을 통해 처리 가능한 경우 해당 서비스를 처리하여 API 계층을 통해 Tier 1(100)의 최종 사용자에게 제공하고,
   요청된 서비스가 데이터 삽입, 회수, 삭제, 업데이트 중 어느 하나를 포함하는 경우, 데이터 액세스 계층에서 관리하는 에지 로컬 데이터베이스 또는 클라우드 컴퓨팅 계층에서 관리하는 클라우드 데이터베이스에서 해당 데이터를 검색하여 처리하도록 결정하여 데이터 액세스 계층에 지시하는 것을 특징으로 하는 명명 데이터 네트워킹 기반 에지 클라우드 컴퓨팅 통합 시스템.
   
8. 제 5항에 있어서,
   상기 구성요소 계층(Component Layer)의 구성 도우미 클래스에는
   에지 컴퓨팅 계층의 노드 구성을 할 수 있도록 하는 구성 도우미와, 관리자에게 이메일 서비스를 제공하는 전자 메일 도우미와, 이벤트 발생시 설명 메시지를 표시하여 이벤트 발생을 추적할 수 있도록 하는 로그 도우미가 구비된 것을 특징으로 하는 명명 데이터 네트워킹 기반 에지 클라우드 컴퓨팅 통합 시스템.
   
9. 제 5항에 있어서,
   상기 모델 계층(Model Layer)에는
   사용자 정의 요건에 사용되는 등급으로 구성되는 사용자 정의 모델 클래스와, 데이터베이스 테이블을 나타내는 데이터베이스 모델 클래스와, 데이터베이스의 필수 유효성 검사, 길이 유효성 검사, 데이터 형식 유효성 검사 및 확장성 검사에 사용되는 데이터베이스 클래스가 구비된 것을 특징으로 하는 명명 데이터 네트워킹 기반 에지 클라우드 컴퓨팅 통합 시스템.
   
10. 제 5항에 있어서,
    상기 Tier 3(300)의 클라우드 컴퓨팅 계층에는
    상기 Tier 2(200)의 데이터 액세스 계층으로부터 API(Application Programming Interface) 형태로 서비스를 요청받고 제공하는 API 계층(API Layer)과,
    상기 API 계층으로부터 서비스 요청을 수신하여 데이터 엑세스 계층과 협력하여 서비스를 처리하는 서비스 계층(Service Layer)과,
    상기 서비스 계층의 지시 결과를 클라우드 데이터베이스에 저장하는 데이터 액세스 계층(Data Access Layer)과,
    새로운 서비스를 추가하거나 서비스를 변경하고자 하는 경우 해당 서비스의 테스트를 수행하는 단위 시험 계층(Unit Test Layer)과,
    서로 다른 계층 간에 공유되는 코드 모듈을 제공하여 사용자가 노드 구성을 직접 할 수 있도록 구성 도우미 클래스를 제공하는 구성요소 계층(Component Layer)과,
    서로 다른 계층 사이에서 데이터를 운반하는데 사용되는 다른 유형의 클래스를 제공하는 모델 계층(Model Layer)이 구비된 것을 특징으로 하는 명명 데이터 네트워킹 기반 에지 클라우드 컴퓨팅 통합 시스템.

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