KR20130031582A - Ｕ-시티 서비스 제공 시스템 및 제공 방법 - Google Patents

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Abstract

시스템 증축 및 운영관리 비용을 절감할 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 U-시티 서비스 제공 시스템은, 복수의 단말장치들이 적어도 하나의 U-시티(Ubiquitous-City) 서비스 제공을 위한 컴퓨팅 자원이 되도록 상기 복수의 단말장치들을 하나 이상의 클라우드 그룹으로 구성하는 컴퓨팅 자원 관리부; 사용자 단말기로부터 U-시티 서비스 요청을 수신하고 상기 적어도 하나의 U-시티 서비스 중 하나를 상기 사용자 단말기에 제공하는 U-시티 서비스 제공부; 및 상기 적어도 하나의 U-시티 서비스를 제공하기 위해 요구되는 연산을 복수의 서브 연산들로 병렬화하여 상기 클라우드 그룹에 포함된 복수의 단말장치들에 분배하고, 상기 복수의 단말장치들로부터 제공되는 서브 연산의 결과를 취합하여 상기 U-시티 서비스 제공부로 제공하는 연산처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

Ｕ-시티 서비스 제공 시스템 및 제공 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING U-CITY SERVICE}
본 발명은 U-시티 서비스 제공에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 컴퓨팅 자원을 효율적으로 사용할 수 있는 U-시티 서비스 제공 시스템 및 제공 방법에 관한 것이다.
U-시티(Ubiquitous-City)는 정보통신 기술의 발달에 따른 유비쿼터스 기술을 도로, 교량, 학교, 병원 등과 같은 도시의 기반시설에 결합시켜 언제 어디서나 각종 유비쿼터스 서비스를 제공하는 도시 환경을 말한다. U-시티 서비스는 U-시티에서 제공하는 각종 행정 서비스, 교통 서비스, 방범 서비스 등을 지칭한다. U-시티 서비스들 각각은 컴퓨팅 자원을 정적 할당하여 별도의 시스템을 구축하여 구현될 수 있다. 이와 관련된 기술은 한국특허공개 제2010-0068857호에 개시되어 있다.
종래의 U-시티 서비스는 사용자가 증가하고 정보량이 급증하는 경우 서비스 처리속도가 저하되거나 시스템 증축에 따른 추가적인 비용이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 컴퓨팅 자원을 효율적으로 동적 할당하여 사용자나 부하의 증가에도 유연하게 대응할 수 있는 U-시티 서비스 제공 시스템 및 제공 방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 별도의 대용량 컴퓨팅 자원을 확보하지 않고도 방대한 정보를 처리할 수 있는 U-시티 서비스 제공 시스템 및 제공 방법을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 정보 노출을 방지하여 보안을 강화할 수 있는 U-시티 서비스 제공 시스템 및 제공 방법을 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 U-시티 서비스 제공 시스템은, 복수의 단말장치들이 적어도 하나의 U-시티(Ubiquitous-City) 서비스 제공을 위한 컴퓨팅 자원이 되도록 상기 복수의 단말장치들을 하나 이상의 클라우드 그룹으로 구성하는 컴퓨팅 자원 관리부; 사용자 단말기로부터 U-시티서비스 요청을 수신하고 상기 적어도 하나의 U-시티 서비스 중 하나를 상기 사용자 단말기에 제공하는 U-시티 서비스 제공부; 및 상기 적어도 하나의 U-시티 서비스를 제공하기 위해 요구되는 연산을 복수의 서브 연산들로 병렬화하여 상기 클라우드 그룹에 포함된 복수의 단말장치들에 분배하고, 상기 복수의 단말장치들로부터 제공되는 서브 연산의 결과를 취합하여 상기 U-시티 서비스 제공부로 제공하는 연산처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 U-시티 서비스 제공 방법은, 사용자 단말기로부터 U-시티 서비스 요청이 수신되면 상기 수신된 요청에 상응하는 U-시티 서비스를 수행하기 위하여 U-시티 서비스 알고리즘을 선택하는 단계; 상기 선택된 알고리즘 실행에 요구되는 연산을 복수의 서브 연산들로 병렬화하고, U-시티 서비스 제공을 위한 컴퓨팅 자원이 되도록 클라우드 그룹을 구성하는 복수의 단말장치들에 상기 복수의 서브 연산들을 분배하는 단계; 및 상기 복수의 단말장치들로부터 제공되는 서브 연산의 결과를 취합하여 상기 선택된 알고리즘을 실행하고 상기 U-시티 서비스 결과를 생성하여 상기 사용자 단말기에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 별도의 시스템 구축없이 클라우드 컴퓨팅 기술을 이용하여 컴퓨팅 자원들을 효율적으로 제공할 수 있기 때문에 시스템 증축 및 운영관리 비용을 절감할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 컴퓨팅 자원들이 U-시티 서비스 제공을 위한 정보 중 주어진 연산 수행을 위한 정보만을 공유하여 연산을 수행하기 때문에 정보에 대한 보안이 강화될 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 U-시티 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1의 U-시티 서비스 제공 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 2의 컴퓨팅 자원 관리부의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 4는 도 2의 U-시티 서비스 제공부의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 5는 도 2의 연산처리부의 구성을 보여주는 블록이다.
도 6은 U-시티 서비스 제공 시스템에 의하여 수행되는 사용자 등록 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 U-시티 서비스 제공 시스템에 의하여 수행되는 U-시티 서비스를 제공하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 U-시티 시스템의 구체적인 예를 설명하는 도면이다.
개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 개시된 기술에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 U-시티 시스템을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, U-시티(Ubiquitous-City) 시스템(100)은 복수의 단말장치들(110), U-시티 서비스 제공 시스템(120), 및 사용자 단말기(130)를 포함한다. 복수의 단말장치들(110) 및 사용자 단말기(130)는 U-시티 서비스 제공 시스템(120)과 유선 또는 무선네트워크를 통해 연결될 수 있다.
복수의 단말장치들(110)은 적어도 하나의 U-시티 서비스 제공을 위한 컴퓨팅 자원에 상응한다. 복수의 단말장치들(110)은 연산이 가능하고 네트워크에 연결 가능한 모든 컴퓨터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 단말장치들(110)은 PC, 태블릿 PC, 노트북, 스마트폰, PDA, 스마트 TV와 같은 개인용 컴퓨터를 포함할 수 있다. 다른 예를 들어, 복수의 단말장치들(110)은 서버, 스토리지, 네트워크 장비, 무선 액세스 포인트와 같은 IT 인프라 구성장치를 포함할 수 있다.
복수의 단말장치들(110)은 사용자가 단말장치를 사용하지 않거나 부하가 크지 않은 작업을 실행할 때 U-시티 서비스 제공 시스템(120)에 컴퓨팅 자원으로 제공될 수 있다.
복수의 단말장치들(110)은 복수의 외부장치들(미도시)과 연결될 수 있다. 복수의 외부장치들(미도시)은 모니터, 스피커, 프린터, 마우스, 키보드, 카메라를 포함할 수 있다. 복수의 외부장치들(미도시) 또한 복수의 단말장치들(110)을 통해 U-시티 서비스 제공 시스템(120)에 컴퓨팅 자원으로 제공될 수 있다.
U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 적어도 하나의 U-시티 서비스를 제공하고 사용자가 요청한 U-시티 서비스를 제공하기 위해 요구되는 연산을 복수의 단말장치들(110)을 통해 처리한다. 예컨대, 적어도 하나의 U-시티 서비스는 U-교통, U-방범, U-환경, U-시설물 관리 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 복수의 단말장치들(110)에 가상화 에이전트를 제공할 수 있다. 이때, 가상화 에이전트는 이기종 구동 시스템을 사용하는 복수의 단말장치들(110)과 통신하기 위한 프로그램에 상응할 수 있다. U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 가상화 에이전트를 통해 복수의 단말장치들(110)의 상태를 모니터링할 수 있다. 그리고,U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 복수의 단말장치들(110)의 상태를 기초로 잉여 컴퓨팅 자원을 추출하여 클라우드 컴퓨팅 네트워크를 구축할 수 있다.
사용자 단말기(130)는 U-시티 서비스 제공 시스템(120)에 U-시티 서비스를 요청한다. 일 실시예에서, 사용자 단말기(130)는 U-시티 서비스를 이용하기 위하여 U-시티 어플리케이션을 미리 다운받아 설치할 수 있다. 사용자 단말기(130)는 U-시티 어플리케이션을 통하여 U-시티 서비스 제공 시스템(120)에 U-시티 서비스를 요청할 수 있고, U-시티 서비스 제공 시스템(120)이 제공하는 U-시티 서비스 결과를 디스플레이할 수 있다. 이 때, U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 적어도 하나의 U-시티 서비스를 제공하기 위하여 하나의 U-시티 어플리케이션을 사용자 단말기(130)에 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 사용자 단말기(130)는 복수의 단말장치들(110) 중 어느 하나일 수 있다. 이에 따라, 사용자 단말기(130)는 U-시티 서비스 요청 단말인 동시에U-시티 서비스 제공을 위한 컴퓨팅 자원에 상응할 수 있다.
도 2는 도 1의 U-시티 서비스 제공 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다. 도 3은 도 2의 컴퓨팅 자원 관리부의 구성을 보여주는 블록도이고, 도 4는 도 2의 U-시티 서비스 제공부의 구성을 보여주는 블록도이며, 도 5는 도 2의 연산처리부의 구성을 보여주는 블록이다.
도 2를 참조하면, U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 컴퓨팅 자원 관리부(210), U-시티 서비스 제공부(220), 및 연산처리부(230)를 포함하고, 일 실시예에서, U-시티 서비스 정보 저장부(240) 및 보안모듈(250)을 더 포함할 수 있다.
컴퓨팅 자원 관리부(210)는 복수의 단말장치들(110)이 적어도 하나의 U-시티 서비스 제공을 위한 컴퓨팅 자원이 되도록 복수의 단말장치들(110)을 하나 이상의 클라우드 그룹으로 구성한다. 이러한 컴퓨팅 자원 관리부(210)는 도 3에 도시된 바와 같이, 자원등록모듈(310), 가상화 모듈(320), 성능평가모듈(330), 및 성능관리모듈(340)을 포함할 수 있다.
자원등록모듈(310)은 사용자 등록절차를 수행한다. 사용자 단말기(130)는 자원등록모듈(310)에 사용자 정보 및 하나 이상의 단말장치에 대한 정보를 제공하면서 사용자 등록을 요청할 수 있다. 자원등록모듈(310)은 사용자 요청에 따라 사용자 등록을 처리하고 사용자 정보 및 하나 이상의 단말장치에 대한 정보를 U-시티 서비스 정보 저장부(240)에 저장할 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 단말장치에 대한 정보는 장치종류, 식별번호, 및 IP 주소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하나 이상의 단말장치는 U-시티 서비스 제공을 위한 컴퓨팅 자원에 상응할 수 있다.
가상화 모듈(320)은 이기종 구동 시스템을 사용하는 복수의 단말장치들(110)의 구동 시스템을 통합하기 위한 가상화 에이전트를 각 단말장치(110)로 제공한다. 가상화 에이전트는 서로 다른 구동 시스템을 통합 구동 시스템으로 변환하는 시스템 가상 머신(System Virtual Machine)으로 구현될 수 있다. U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 가상화 에이전트를 통하여 복수의 단말장치들(110) 중 잉여 컴퓨팅 자원을 탐색하여 클라우드 컴퓨팅 네트워크를 형성할 수 있다.
성능평가모듈(330)은 복수의 단말장치들(110)에 대한 성능평가를 수행한다.일 실시예에서, 성능평가모듈(330)은 각 단말장치(110)의 네트워크 상태 및 네트워크 속도를 기준으로 단말장치의 성능을 평가할 수 있다. 이때, 성능평가 모듈(330)은 ICMP(Internet Control Message Protocol)를 이용하여 각 단말장치(110)의 네트워크 상태 및 네트워크 속도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 성능평가모듈(330)은 핑(ping) 테스트를 통하여 네트워크 연결상태와 네트워크 속도를 측정할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 성능평가모듈(330)은 각 단말장치(110)의 연산처리능력을 기준으로 단말장치(110)의 성능을 평가할 수 있다. 예를 들어, 성능평가모듈(330)은 복수의 단말장치들(110)에 행렬연산을 지시하고 그 결과값을 수신한 후 응답시간을 측정하여 각 단말장치(100)의 연산처리능력을 측정할 수 있다.
일 실시예에서, 성능평가모듈(330)은 상술한 각 단말장치(110)의 네트워크 연결상태, 네트워크 속도, 및 연산처리속도 중 적어도 하나를 이용하여 복수의 단말장치들(110)에 대한 상태데이터를 생성 또는 갱신할 수 있다. 일 실시예에서, 성능평가 모듈(330)은 일정 시간마다 상태데이터를 생성 또는 갱신할 수 있다.
성능관리모듈(340)은 성능평가모듈(330)에 의하여 평가된 성능에 따라 복수의 단말장치들(110)을 하나 이상의 클라우드 그룹으로 구성한다. 예컨대, 성능관리모듈(340)은 각 단말장치(110)의 성능에 따라 각 단말장치(110)의 등급을 결정하고, 동일한 등급을 갖는 단말장치(110)를 동일한 클라우드 그룹으로 구성할 수 있다. 예를 들어, 성능관리 모듈(340)은 네트워크 연결상태 및 네트워크 속도에 따라 각 단말장치(110)의 등급을 결정할 수 있다. 이때, 성능관리 모듈(340)은 네트워크가 연결되어 있고 네트워크 속도가 일정범위에 있는 하나 이상의 단말장치를 동일한 등급으로 결정하여 클라우드 그룹으로 구성할 수 있다.
일 실시예에서, 성능관리모듈(340)은 성능평가모듈(330)로부터 상태데이터를 주기적으로 수신하고, 수신된 상태데이터를 기초로 하나 이상의 클라우드 그룹을 갱신할 수 있다.
일 실시예에서, 성능관리모듈(340)은 사용자 정보, IP 주소, 상태데이터,클라우드 그룹 식별정보, 및 클라우드그룹 할당 정보 중 적어도 하나를 기초로 복수의 단말장치들(110)을 분류하여 관리할 수 있다. 클라우드 그룹 식별정보는 하나 이상의 클라우드 그룹 중 하나를 식별하기 위한 정보를 포함하며, 클라우드그룹 할당 정보는 클라우드 그룹 식별정보에 상응하는 클라우드 그룹에 U-시티 서비스 제공에 필요한 연산 분배여부를 포함할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, U-시티 서비스 제공부(220)는 사용자 단말기(130)로부터 U-시티 서비스 요청을 수신하면, 요청에 상응하는 U-시티 서비스를 사용자 단말기(130)에 제공한다. 이러한 U-시티 서비스 제공부(220)는 도 4에 도시된 바와 같이, 인터페이스 모듈(410) 및 적어도 하나의 서비스 제공 모듈(420)을 포함할 수 있다.
인터페이스 모듈(410)은 사용자 단말기(130)로부터 U-시티 서비스 요청을 수신하고, U-시티 서비스 요청에 상응하는 U-시티 서비스를 사용자 단말기(130)에 제공한다. 인터페이스 모듈(410)은 적어도 하나의 서비스 제공 모듈(420)들 중 요청된 U-시티 서비스 제공을 위한 알고리즘이 탑재되어 있는 서비스 제공 모듈(420)을 선택하여 실행시킬 수 있다. 인터페이스 모듈(410)은 서비스 제공 모듈로부터 U-시티 서비스 결과를 수신하여 사용자 단말기(130)에 제공할 수 있다.
적어도 하나의 서비스 제공 모듈(420)은 특정 U-시티 서비스 수행을 위한 U-시티 서비스 알고리즘이 탑재되어 있고, 인터페이스 모듈(410)에 의하여 선택되면 탑재된 U-시티 서비스 알고리즘을 수행하여 U-시티 서비스 결과를 생성한다.
또한, 적어도 하나의 서비스 제공 모듈(420)은 U-시티 서비스 알고리즘 실행에 요구되는 연산을 결정하고, 결정된 연산을 연산처리부(230)로 전달함으로써 이러한 연산이 외부의 클라우드 그룹에 속한 컴퓨팅 자원들에 의하여 처리되도록 할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 연산처리부(230)는 적어도 하나의 U-시티 서비스를 제공하기 위해 요구되는 연산을 처리하기 위하여 각 연산을 복수의 서브 연산들로 병렬화하여 클라우드 그룹에 포함된 복수의 단말장치들(110)에 분배한다. 이러한 연산처리부(230)는 도 5에 도시된 바와 같이, 정책관리 모듈(510), 스케줄링 모듈(520), 연산지시 모듈(530), 및 연산결과처리 모듈(540)을 포함할 수 있다.
정책관리 모듈(510)은 U-시티 서비스 제공부(220)로부터 전달된 연산에 대한 우선순위 정책을 저장한다. 우선순위 정책은 U-시티 서비스 요청시간, 예상 연산 시간, 시급의 정도 및 컴퓨팅 자원 제공량중 적어도 하나를 기초로 결정될 수 있다. 컴퓨팅 자원 제공량은 U-시티 서비스를 요청한 사용자가 제공한 하나 이상의 컴퓨팅 자원의 성능을 기초로 결정될 수 있다. 예를 들어, 정책관리 모듈(510)은 상대적으로 성능이 좋은 컴퓨팅 자원을 제공한 사용자가 요청한 U-시티 서비스에 관한 연산에 보다 높은 우선순위를 설정할 수 있다.
스케줄링 모듈(520)은 우선순위 정책에 따라 U-시티 서비스 제공부(220)로부터 전달된 연산들의 처리 순서를 결정한다. 일 실시예에서, 스케줄링 모듈(520)은 스케줄링큐(Queue)로 구현될 수 있다. 스케줄링 큐는 연산들을 FIFO(First-In-First-Out) 방식으로 연산지시 모듈(530)에 제공할 수 있다.
연산지시 모듈(530)은 스케줄링 모듈(520)로부터 제공받은 연산을 기초로 복수의 서브 연산들을 생성하고, 복수의 서브 연산들을 복수의 단말장치들(110)에 분배하여 연산처리를 지시한다.
일 실시예에서, 연산지시 모듈(530)은 컴퓨팅 자원 관리부(210)로부터 복수의 서브 연산들을 처리할 클라우드 그룹을 할당 받을 수 있다. 구체적으로, 연산지시 모듈(530)이 컴퓨팅 자원 관리부(210)로 복수의 서브 연산들을 처리하기 위한 컴퓨팅 자원의 할당을 요청하면, 컴퓨팅 자원 관리부(210)는 잉여 컴퓨팅 자원을 포함하는 클라우드 그룹을 연산지시 모듈(530)에 할당할 수 있다.
일 실시예에서, 연산지시 모듈(530)은 복수의 서브 연산들 각각에 대한 연산 인덱스 및 서브 연산 인덱스를 할당할 수 있다. 연산 인덱스는 적어도 하나의 연산을 식별하기 위한 식별정보에 상응하고, 스케줄링 모듈(520)에 의하여 결정된 연산 순서를 기초로 결정될 수 있다. 서브 연산 인덱스는 복수의 서브 연산들을 식별하기 위한 식별정보에 상응하고, 복수의 서브 연산들간의 논리적 연산 순서를 기초로 결정될 수 있다.
예를 들어, 연산이 (1+2)*(3+4)라고 가정한다. 연산지시 모듈(530)은 3개의 서브 연산들을 생성할 수 있으며, 각 서브 연산을 (연산 인덱스, 서브 연산 인덱스, 서브 연산)로 표현하면 다음과 같다. 3개의 서브 연산들은 (1, S1, 1+2), (1, S2,3+4), (1, S3, S1*S2)에 상응할 수 있다.
한편, 상술한 실시예에 있어서, 연산지시 모듈(530)은 클라우드 그룹에 포함된 복수의 단말장치들(110)에 복수의 서브 연산들을 라운드 로빈(round robin) 방식으로 분배할 수 있고, 다른 일 실시예에서, 매치 메이킹(matchmaking) 방식으로 분배할 수 있다.
연산결과처리 모듈(540)은 복수의 단말장치들(110)로부터 복수의 서브 연산들에 대한 복수의 서브 연산의 결과들을 수신하고, 복수의 서브 연산의 결과들을 취합하여 연산 결과를 생성한다.
일 실시예에서, 연산결과처리 모듈(540)은 연산 인덱스 및 서브 연산 인덱스를 기초로 복수의 서브 연산의 결과들을 취합할 수 있다. 연산결과처리 모듈(540)은 연산 인덱스가 동일한 복수의 서브 연산의 결과들을 서브 연산 인덱스 순서대로 취합할 수 있다.
일 실시예에서, 연산결과처리 모듈(540)은 연산 결과를 기초로 재연산여부를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 연산결과처리 모듈(540)은 연산 결과가 복수이거나 연산이 추가로 필요한 경우 재연산을 결정할 수 있다. 연산결과처리 모듈(540)은 연산지시 모듈(530)을 통하여 연산 결과에 대한 재연산을 수행할 수 있다.
예를 들어, 3개의 서브 연산들이 (1, S1, 1+2), (1, S2, 3+4), (1, S3, S1*S2)으로 표현된다고 가정한다. 단말장치들로부터 서브 연산들에 대한 서브 연산의 결과로 3, 7, S1*S2을 수신하면, 연산결과처리 모듈(540)은 서브 연산의 결과들을 취합하여 3*7과 같은 연산 결과를 생성할 수 있다. 연산결과처리 모듈(540)은 *연산이 추가로 필요하다고 판단하고 재연산을 결정할 수 있고, 연산 결과를 연산지시 모듈(530)에 전달할 수 있다. 연산지시 모듈(530)은 1개의 서브 연산을 생성할 수 있으며, 서브 연산은 (1, S1, 3*7)로 표현할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, U-시티 서비스 정보 저장부(240)는 서비스 정보 및 사용자 정보를 포함한다. 서비스 정보는 적어도 하나의 U-시티 서비스를 제공하기 위하여 필요한 정보를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 서비스 정보는 도시 내에 위치하는 복수의 상황인지 센서들로부터 수집된 상황인지 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상황인지 정보는 버스 이동 정보, 열차 이동 정보, 사고 발생 정보, 보안 정보 등을 포함할 수 있다.
사용자 정보는 U-시티 서비스를 제공받고자 등록한 사용자에 관한 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, 사용자에 관한 정보는 ID, 비밀번호, 사용자 성명, 사용자 식별번호 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, U-시티 서비스 정보 저장부(240)는 사용자가 컴퓨팅 자원으로서 제공한 하나 이상의 단말장치에 관한 정보를 더 포함할 수 있다.
보안 모듈(250)은 U-시티 서비스 저장부(240)에 저장된 정보의 유출을 관리한다. 일 실시예에서, 보안 모듈(250)은 방화벽으로 구현될 수 있다. U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 보안 모듈(250)을 통하여 복수의 단말장치들(110)이 서로 모든 정보를 공유되지 않도록 하고, 단지 자신에게 할당된 서브 연산을 수행하기 위해 요구되는 서비스 정보 및 사용자 정보만이 해당 단말장치로 전송되도록 관리할 수 있다.
도 6은 U-시티 서비스 제공 시스템에 의하여 수행되는 사용자 등록 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 사용자 단말기(130)로부터 U-시티 서비스를 제공 받기 위한 사용자 등록 요청을 수신한다(S610). 이때, 사용자 단말기(130)는 사용자 정보 및 하나 이상의 단말장치에 관한 정보를 U-시티 서비스 제공 시스템(120)에 제공할 수 있다. U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 사용자 단말기(130)에 컴퓨팅 자원 제공을 요청한다(S620).
사용자가 컴퓨팅 자원 제공에 동의하지 않는 경우 U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 사용자 등록 절차를 수행하지 않고 U-시티 서비스를 종료한다(S630).
사용자가 컴퓨팅 자원 제공에 동의하는 경우 컴퓨팅 자원 관리부(210)는 사용자 등록 절차를 수행한다(S640). U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 해당 사용자에 대한 등록을 처리한 후 사용자 정보 및 하나 이상의 단말장치에 관한 정보를 저장할 수 있다.
U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 사용자 단말기(130)에 이기종 구동 시스템을 통합하기 위한 가상화 에이전트를 제공한다(S650). U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 가상화 에이전트를 통하여 사용자 단말기(130)와 통신할 수 있다.
도 7은 U-시티 서비스 제공 시스템에 의하여 수행되는 U-시티 서비스를 제공하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7을 참조하면, U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 복수의 단말장치들(110)이 적어도 하나의 U-시티 서비스 제공을 위한 컴퓨팅 자원이 되도록 복수의 단말장치들(110)을 하나 이상의 클라우드 그룹으로 구성한다(S710). 일 실시예에서, U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 복수의 단말장치들(110)을 주기적으로 모니터링하여 잉여 컴퓨팅 자원을 탐색할 수 있고, 검출된 잉여 컴퓨팅 자원을 하나 이상의 클라우드 그룹으로 구성할 수 있다. 잉여 컴퓨팅 자원은 사용하지 않거나 부하가 크지 않은 작업을 실행하는 단말장치에 상응할 수 있다.
사용자 단말기(130)로부터 U-시티 서비스 제공이 요청되면, U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 요청에 상응하는 U-시티 서비스를 수행하기 위하여 U-시티 서비스 알고리즘을 선택한다(S720 및 S730).
이때, 도시하지는 않았지만 U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 U-시티 서비스 제공을 요청한 사용자 단말기(130)가 상술한 도 6에 따라 등록되어 있는 사용자 단말기 인지 여부를 판단하여 등록된 사용자 단말기인 경우에 한하여 S720 및 S730을 수행할 수 있다.
U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 선택된 U-시티 서비스 알고리즘 실행에 요구되는 연산을 결정한다(S740). 일 실시예에서, 결정된 연산이 복수개인 경우, U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 U-시티 서비스 요청시간, 예상 연산 시간, 시급의 정도 및 컴퓨팅 자원 제공량 중 적어도 하나를 기초로 결정된 우선순위 정책에 따라 S740에서 결정된 연산들의 처리 순서를 결정한다(S750). 일 실시예에서, U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 적어도 하나의 연산을 스케줄링 큐에 삽입할 수 있고, FIFO 방식으로 연산을 처리할 수 있다.
U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 연산처리를 위하여 연산을 복수의 제1서브 연산들로 병렬화할 수 있고, 복수의 제1 서브 연산들을 클라우드 그룹에 포함된 복수의 단말장치들(110)에 분배하여 연산처리를 지시한다(S760). 일 실시예에서, U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 복수의 제1 서브 연산들 각각에 대한 연산 인덱스 및 서브 연산 인덱스를 할당할 수 있다.
일 실시예에서, U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 복수의 제1 서브 연산들의 개수, 연산복잡도 및 예상 연산시간 중 적어도 하나를 기초로 하나 이상의 클라우드 그룹 중 하나의 클라우드 그룹을 결정하고, 결정된 클라우드 그룹에 포함된 복수의 단말장치들에 복수의 제1 서브 연산들을 분배할 수 있다.
일 실시예에서, U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 클라우드 그룹에 포함된 복수의 단말장치들(110)에 복수의 제1 서브 연산들을 라운드 로빈(round robin) 방식으로 분배할 수 있고, 다른 일 실시예에서, 매치 메이킹(matchmaking) 방식으로 분배할 수 있다.
U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 복수의 단말장치들(110)로부터 수신한 복수의 제1 서브 연산들의 결과를 취합하여 연산 결과를 생성한다(S770). 일 실시예에서, U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 연산 인덱스 및 서브 연산 인덱스를 기초로 복수의 제1 서브 연산들의 결과를 취합할 수 있다.
일 실시예에서, U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 생성된 연산 결과를 기초로 재연산여부를 결정할 수 있다. 재연산이 필요하다고 결정되면 U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 재연산을 위하여 연산 결과를 기초로 복수의 제2 서브 연산들을 생성하여 클라우드 그룹에 포함된 복수의 단말장치들(110)에 분배할 수 있다.
U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 연산 결과를 서비스 제공 모듈(421)에 전달할 수 있다. 서비스 제공 모듈(421)은 연산 결과를 기초로 알고리즘을 실행하고 U-시티 서비스 결과를 생성하여 사용자 단말기(130)에 제공한다(S780).
도 8은 U-시티 시스템의 구체적인 예를 설명하는 도면이다.
도 8을 참조하면, U-시티 시스템(100)은 아래와 같이 구현될 수 있다. 그러나 이것은 U-시티 시스템(100)의 일 실시예에 불과하므로 시스템의 구성이 아래와 같이 한정되지는 아니할 것이다.
U-시티 시스템(100)은 내부 리소스 계층, 외부 리소스 계층 및 U-어플리케이션 계층으로 분류될 수 있다.
내부 리소스 계층은 복수의 단말장치들(110)에서 수행된다. 복수의 단말장치들(110)은 다양한 구동 시스템을 사용할 수 있다. U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 복수의 단말장치들(110)의 구동 시스템을 통합하기 위하여 복수의 단말장치들(110)에 가상화 에이전트를 제공할 수 있고, 가상화 에이전트는 복수의 단말장치들(110)에서 플랫폼 에뮬레이터(Platform Emulator)로 구현될 수 있다. 복수의 단말장치들(110)은 플랫폼 에뮬레이터를 통하여 각각의 Host OS를 통합 Guest OS로 에뮬레이션(emulation)할 수 있다.
복수의 단말장치들(110)은 Host OS로 연결된 외부 컴퓨팅 자원에 U-시티 서비스 제공 시스템(120)으로부터 분배된 연산을 처리하도록 지시할 수 있다.
외부 리소스 계층에서 클라우드 컴퓨팅 미들웨어(Cloud Computing Middleware)는 복수의 단말장치들(110)과 U-시티 서비스 제공 시스템(120) 간의 통신을 수행한다. U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 클라우드 컴퓨팅 미들웨어를 통하여 이 기종의 복수의 단말장치들(110)의 상태를 모니터링할 수 있고, U-시티 서비스 제공을 위한 연산을 복수의 단말장치들(110)에 분배할 수 있다.
U-어플리케이션 계층은 U-시티 서비스 제공 시스템(120)에서 수행된다. 컴퓨팅 자원 관리부(210)는 복수의 단말장치들(110)의 상태를 기초로 복수의 단말장치들(110)을 하나 이상의 클라우드 그룹으로 구성하여 관리할 수 있다.
복수의 단말장치들(110)로부터 클라우드 컴퓨팅 미들웨어를 통하여 U-시티 서비스 요청이 수신되면, U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 해당 서비스 제공 모듈에 U-시티 서비스 요청을 분배할 수 있다. 서비스 제공 모듈은 U-시티 서비스 제공에 필요한 연산을 연산처리부(230)에서 처리하고, U-시티 서비스 결과를 클라우드 컴퓨팅 미들웨어를 통하여 복수의 단말장치들(110)에 제공할 수 있다. U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 적어도 하나의 서비스 제공 모듈(420)을 ESB(Enterprise Service Bus)를 통해 상호 연동시킬 수 있다.
일 실시예에서, U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 상황인지 프레임워크(Context Awareness Framework, 미도시)를 더 포함할 수 있다. 상황인지 프레임워크는 도시에 위치하는 복수의 센서들 및 복수의 장치들과 연결될 수 있고, 그들로부터 상황인지 데이터를 수집할 수 있다. U-시티 서비스 제공 시스템(120)은 상황인지 데이터를 U-시티 서비스 정보 저장부(240)에 저장하고, 상황인지 데이터를 기초로 적어도 하나의 U-시티 서비스를 복수의 단말장치들(110)에 제공할 수 있다.
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 출원의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (15)

  1. 복수의 단말장치들이 적어도 하나의 U-시티(Ubiquitous-City) 서비스 제공을 위한 컴퓨팅 자원이 되도록 상기 복수의 단말장치들을 하나 이상의 클라우드 그룹으로 구성하는 컴퓨팅 자원 관리부;
    사용자 단말기로부터 U-시티 서비스 요청을 수신하고 상기 적어도 하나의 U-시티 서비스 중 하나를 상기 사용자 단말기에 제공하는 U-시티 서비스 제공부; 및
    상기 적어도 하나의 U-시티 서비스를 제공하기 위해 요구되는 연산을 복수의 서브 연산들로 병렬화하여 상기 클라우드 그룹에 포함된 복수의 단말장치들에 분배하고, 상기 복수의 단말장치들로부터 제공되는 서브 연산의 결과를 취합하여 상기 U-시티 서비스 제공부로 제공하는 연산처리부를 포함하는 U-시티 서비스 제공 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 U-시티 서비스 제공부는
    상기 취합된 서브 연산 결과를 이용하여 기 설정된 U-시티 서비스 알고리즘을 수행하여 상기 U-시티 서비스 결과를 생성하는 적어도 하나의 서비스 제공 모듈; 및
    상기 사용자 단말기로부터 수신한 U-시티 서비스 요청에 따라 상기 적어도 하나의 서비스 제공 모듈 중 하나를 실행시키고, 상기 생성된 U-시티 서비스 결과를 상기 사용자 단말기에 제공하는 인터페이스 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 U-시티 서비스 제공 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 연산처리부는
    U-시티 서비스 요청시간, 예상 연산 시간, 시급의 정도 및 컴퓨팅 자원 제공량 중 적어도 하나를 기초로 결정된 우선순위 정책을 저장하는 정책관리모듈; 및
    상기 U-시티 서비스 제공부로부터 요청된 연산 요청에 대하여 상기 우선순위 정책에 따라 연산 순서를 결정하는 스케줄링 모듈을 포함하고,
    상기 컴퓨팅 자원 제공량은 U-시티 서비스를 요청한 사용자가 제공한 하나 이상의 컴퓨팅 자원의 성능을 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 U-시티 서비스 제공 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 연산처리부는
    상기 연산을 기초로 복수의 서브 연산들을 생성하고 상기 복수의 서브연산들 각각에 대한 연산 인덱스 및 서브 연산 인덱스를 할당하여 상기 복수의 단말장치들에 분배하여 연산처리를 지시하는 연산지시모듈; 및
    상기 복수의 단말장치들로부터 상기 지시한 복수의 서브 연산들에 대한 복수의 서브 연산의 결과들을 수신하고 상기 연산 인덱스 및 상기 서브 연산 인덱스 중 적어도 하나를 기초로 상기 복수의 서브 연산의 결과들을 취합하여 연산 결과를 생성하는 연산결과 처리모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 U-시티 서비스 제공 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 연산처리부는
    상기 복수의 단말장치들의 컴퓨팅 성능을 기초로 상기 복수의 서브 연산들을 각 단말장치로 분배하는 것을 특징으로 하는 U-시티 서비스 제공 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 U-시티 서비스를 제공하기 위한 서비스 정보 및 사용자 정보와 상기 복수의 단말장치들에 관한 정보를 저장하는 U-시티 서비스 정보 저장부; 및
    할당된 서브 연산을 수행하기 위해 요구되는 서비스 정보 및 사용자 정보만이 해당 단말장치로 전송되도록 상기 U-시티 서비스 정보 저장부에 저장된 정보의 유출을 관리하는 보안모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 U-시티 서비스 제공 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 컴퓨팅 자원 관리부는
    상기 복수의 단말장치들의 상태를 주기적으로 모니터링하여 상태 데이터를 생성 또는 갱신하는 성능평가모듈; 및
    상기 생성된 상태데이터를 기초로 상기 복수의 단말장치들을 상기 하나 이상의 클라우드 그룹으로 구성하고, 상기 상태 데이터가 갱신되면 상기 갱신된 상태데이터를 기초로 상기 하나 이상의 클라우드 그룹을 갱신하는 성능관리모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 U-시티 서비스 제공 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상태데이터는 상기 복수의 단말장치들 각각에 대한 네트워크 상태, 네트워크 속도 및 연산처리 속도 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 네트워크 상태 및 네트워크 속도는 ICMP(Internet Control Message Protocol)를 사용하여 측정하고, 상기 연산처리 속도는 특정연산을 사용하여 측정하는 것을 특징으로 하는 U-시티 서비스 제공 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 컴퓨팅 자원 관리부는
    이 기종 구동 시스템을 사용하는 상기 복수의 단말장치들의 구동 시스템을 통합하기 위한 가상화 에이전트를 상기 복수의 단말장치들에 제공하는 가상화 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 U-시티 서비스 제공 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 단말기는 상기 복수의 단말장치들 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 U-시티 서비스 제공 시스템.
  11. 사용자 단말기로부터 U-시티 서비스 요청이 수신되면 상기 수신된 요청에 상응하는 U-시티 서비스를 수행하기 위하여 U-시티 서비스 알고리즘을 선택하는 단계;
    상기 선택된 알고리즘 실행에 요구되는 연산을 복수의 서브 연산들로 병렬화하고, U-시티 서비스 제공을 위한 컴퓨팅 자원이 되도록 클라우드 그룹을 구성하는 복수의 단말장치들에 상기 복수의 서브 연산들을 분배하는 단계; 및
    상기 복수의 단말장치들로부터 제공되는 서브 연산의 결과를 취합하여 상기 선택된 알고리즘을 실행하고 상기 U-시티 서비스에 대한 결과를 생성하여 상기 사용자 단말기에 제공하는 단계를 포함하는 U-시티 서비스 제공 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 분배하는 단계는
    상기 클라우드 그룹이 복수개로 구성된 경우 상기 병렬화된 복수의 서브 연산들의 개수, 연산복잡도 및 예상 연산시간 중 적어도 하나를 기초로 상기 서브 연산을 수행할 클라우드 그룹을 결정하는 것을 특징으로 하는 U-시티 서비스 제공 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 분배하는 단계는
    상기 클라우드 그룹에 포함된 복수의 단말장치들에 상기 병렬화된 복수의 서브 연산들을 라운드 로빈(round robin) 방식 또는 매치 메이킹(matchmaking) 방식으로 분배하는 것을 특징으로 하는 U-시티 서비스 제공 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    이 기종 구동 시스템을 사용하는 상기 복수의 단말장치들의 구동 시스템을 통합하기 위한 가상화 에이전트를 상기 복수의 단말장치들에 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 U-시티 서비스 제공 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 구성하는 단계는
    상기 가상화 에이전트를 통하여 상기 복수의 단말장치들 중 잉여 컴퓨팅 자원을 탐색하고 상기 잉여 컴퓨팅 자원을 클라우드 그룹으로 구성하는 것을 특징으로 하는 U-시티 서비스 제공 방법.
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