KR20180014546A - 사물 가상화 장치와 시험 장치 및 그 방법 - Google Patents

사물 가상화 장치와 시험 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

사물 가상화 장치와 시험 장치 및 그 방법이 개시된다. 일 실시 예에 따른 사물 가상화 장치는, 사물 디바이스 또는 센서인 적어도 하나의 사물과 연결되는 제1 인터페이스부와, 적어도 하나의 애플리케이션과 연결되는 제2 인터페이스부와, 네트워크 기능을 가상화하여 제1 인터페이스부를 통해 연결된 사물과 제2 인터페이스부를 통해 연결된 애플리케이션 간을 가상화된 네트워크 기능을 통해 중계하는 가상화부를 포함한다.

Description

사물 가상화 장치와 시험 장치 및 그 방법 {Apparatus for virtualizing Internet of things and test environment}
본 발명은 가상화 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사물 가상화 기술에 관한 것이다.
사물 인터넷(Internet of Things: IoT, 이하 IoT라 칭함)은 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network: WSN, 이하 WSN이라 칭함), 유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network: USN, 이하 USN이라 칭함), 사물통신(Machine to Machine: M2M, 이하 M2M이라 칭함)에서 진화되었다. M2M이 기기 간의 통신이 주 목적이었다면, IoT는 사물의 범위를 넓혀 우리가 흔히 볼 수 있는 다양한 형태의 사물(예를 들어, 스마트폰, 주전자, 신발, 사람 등)을 사람 또는 사물과 통신 가능하게 한다. 즉, IoT는 인간과 사물, 서비스의 세 가지 분산된 환경 요소에 대해, 인간의 명시적인 개입 없이도 상호 협력적으로 네트워킹, 정보 처리 등 지능적 관계를 형성하는 사물 공간 연결망으로 정의될 수 있다.
이와 함께, 다양한 디바이스를 웹(Web)과 연동하고자, 사물 웹(Web of Thing: WoT, 이하 WoT라 칭함) 등의 다양한 개념과 기술들이 제안되고 있다. 이러한 개념과 기술들의 발전으로 인해, 손쉽게 인터넷에 연결 가능한 디바이스들의 사용이 늘어날 것으로 예상된다. REST 인터페이스를 이용한 다양한 서비스들이 웹을 통해 확산되고 있다. 다양하게 연결되는 디바이스들을 다양한 애플리케이션 또는 사용자가 효율적으로 사용하기 위해서는 다양한 디바이스들을 가상적으로 연결할 필요가 있다.
일 실시 예에 따라, 사물들을 대상으로 유연하게 가상화하여 사물들을 융합할 수 있는 사물 가상화 장치와 시험 장치 및 그 방법을 제안한다.
일 실시 예에 따른 사물 가상화 장치는, 사물 디바이스 또는 센서인 적어도 하나의 사물과 연결되는 제1 인터페이스부와, 적어도 하나의 애플리케이션과 연결되는 제2 인터페이스부와, 네트워크 기능을 가상화하여 제1 인터페이스부를 통해 연결된 사물과 제2 인터페이스부를 통해 연결된 애플리케이션 간을 가상화된 네트워크 기능을 통해 중계하는 가상화부를 포함한다.
사물 디바이스는 사물 인터넷 디바이스, 사물 웹 디바이스 또는 만물 디바이스 중 적어도 하나일 수 있다. 센서는 센서 네트워크를 통해 연결될 수 있다.
가상화부는 제1 인터페이스부를 통해 연결된 사물들을 가상화된 네트워크 기능을 통해 융합할 수 있다. 가상화부는 게이트웨이 기능을 가상화할 수 있다.
가상화부는 제1 계층에 형성되어 사물의 리소스를 수집하는 제1 사물 리소스 관리부와, 제2 계층에 형성되어 제1 사물 리소스 관리부를 통해 수집된 리소스를 이용하여 사물을 등록하는 제2 사물 리소스 관리부를 포함할 수 있다. 제2 사물 리소스 관리부는, 사물의 위치정보에 기반하여 리소스를 정의하고, 정의된 리소소를 이용하여 사물을 등록할 수 있다. 사물의 위치정보는 사물 자체에 장착된 지피에스 모듈로부터 획득한 지피에스 정보이거나 게이트웨이 장치를 통해 알아낸 사물의 지피에스 정보일 수 있다.
가상화부는 가상화된 가상머신이 탑재되는 가상 게이트웨이와, 가상화된 가상머신을 생성하고 생성된 가상머신을 가상 게이트웨이에 탑재하는 가상 게이트웨이 제어부를 포함할 수 있다. 가상화부는 가상 게이트웨이들을 연결하는 플로우 관리부와, 플로우 관리부 간의 가상 게이트웨이들을 연결하는 가상 네트워크 관리부를 포함할 수 있다.
제2 인터페이스부는 REST 인터페이스를 통해 적어도 하나의 애플리케이션과 연결될 수 있다.
사물 가상화 장치는 사물 가상화 장치의 가상화를 시험하는 시험부를 더 포함할 수 있다. 시험부는 사물 가상화 장치의 네트워크 연결 및 가상머신 동작을 모니터링할 수 있다. 시험부는 애플리케이션 기능과 게이트웨이 기능을 시뮬레이션하는 인터페이스를 제공하여 사물 가상화 장치의 기능을 시험할 수 있다. 시험부는 사물 가상화 장치의 제어 메시지에 대한 로그기록을 분석하여 가상화를 시험할 수 있다. 시험부는, 가상화 기능을 수행하는 가상화 기능 수행부와, 가상화 기능 수행부를 통해 수행되는 가상화 기능을 시험하는 기능 시험부와, 가상화 수행 시 에뮬레이션 및 성능을 시험하는 에뮬레이션 및 성능 시험부와, 에뮬레이션 시험 및 성능 시험을 위해 필요한 메트릭을 수집하는 품질 메트릭 수집부를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 따른 사물 통신 시스템은 네트워크 기능을 가상화하고 사물 디바이스 또는 센서인 적어도 하나의 사물과 애플리케이션 간을 가상화된 네트워크 기능을 통해 중계하는 사물 가상화 장치와, 사물 가상화 장치의 가상화를 시험하는 시험 장치를 포함한다.
또 다른 실시 예에 따른 사물 가상화 방법은, 사물 디바이스 또는 센서인 적어도 하나의 사물의 리소스를 관리하는 단계와, 네트워크 기능을 가상화하고 가상화 네트워크를 구성하여, 리소스를 이용하여 등록된 사물과 애플리케이션 간을 중계하는 단계를 포함한다.
사물의 리소스를 관리하는 단계는, 사물의 위치정보에 기반하여 사물의 리소스를 정의하는 단계와, 정의된 리소소를 이용하여 사물을 등록하는 단계를 포함할 수 있다.
중계하는 단계는, 가상화된 가상머신을 생성하는 단계와, 생성된 가상머신을 가상 게이트웨이에 탑재하여 네트워크 기능을 가상화하는 단계와, 가상 게이트웨이들을 연결 및 관리하여 네트워크를 가상화하는 단계를 포함할 수 있다.
사물 가상화 방법은, 네트워크 및 네트워크 기능 가상화를 시험하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 네트워크 가상화 기술과 함께 네트워크 기능(예를 들어, 게이트웨이 기능)을 가상화하여 보다 유연한 가상화를 제공할 수 있다. 예를 들어, WSN 노드들을 가상화하기는 어렵지만, WSN 노드들을 가상화 게이트웨이 기술을 이용하여 융합할 수 있다. 또한, REST 인터페이스를 이용하여 애플리케이션에 접근이 용이하다. 나아가, 리소스를 정의할 때, 위치정보를 사용함에 따라 다양한 응용기술에 적용할 수 있다. 응용 예로는, WSN 서비스와 사물이 융합하는 서비스와, 이 기종 간의 WSN 서비스를 융합하는 서비스 등이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사물 통신 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사물 가상화 장치의 세부 구성도,
도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시험부를 포함하는 사물 가상화 장치의 구성도,
도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사물 가상화 장치와 분리된 시험부의 구성도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리소스 기능 관리 측면에서의 가상화부의 구성도,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리소스의 구성도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 리소스에 포함되는 위치정보의 예를 도시한 참조도,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 게이트웨이 기능 관리 측면에서의 가상화부의 구성도,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 관리 측면에서의 가상화부의 구성도,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 주 기능들을 가지는 사물 통신 시스템의 구성도,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사물 가상화 방법을 도시한 흐름도,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시험부의 세부 구성도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.
이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.
그리고 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사물 통신 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 사물 통신 시스템(1)은 사물(Thing: T)(10), 사물 가상화 장치(12) 및 애플리케이션(14)을 포함한다.
사물(10)은 사물 디바이스 또는 센서일 수 있다. 사물(10)은 도 1에 도시된 바와 같이 다수 개일 수 있다. 사물 디바이스는 예를 들어 IoT 디바이스, WoT 디바이스 또는 만물 인터넷(Internet of Everything: IoE, 이하 IoE라 칭함) 디바이스이다. 센서는 센서 네트워크를 구성하는 센서 노드일 수 있다. 센서 네트워크는 예를 들어 WSN, USN 등이다. 사물(10)은 게이트웨이(11)와 같은 물리적인 네트워크 장치를 통해 사물 가상화 장치(12)와 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따른 사물(10)은 웹 연동형 디바이스이며, 웹을 통한 제어 및 모니터링 기능을 제공할 수 있다. 사물(10)은 웹을 통한 제어 기능을 제공하기 위해 사물(10) 자체에 웹 서버 기능이 내장되거나, 온라인 상의 웹 서비스를 통해 제어될 수 있는 기능을 포함할 수 있다.
사물(10)은 애플리케이션(14)과 사물 가상화 장치(12)를 통해 통신할 수 있다. 애플리케이션(14)은 다수 개일 수 있다. 사물(10)과 사물 가상화 장치(12) 간에는 각종 유무선 통신방식을 통해 통신할 수 있다. 사물 가상화 장치(12)와 애플리케이션(14) 간에는 REST(representational state transfer) 인터페이스(RESTful API, 이하 RESTful API라 칭함)와 같은 프로토콜을 사용하여 통신할 수 있다.
사물 가상화 장치(12)는 네트워크뿐만 아니라, 네트워크 기능을 가상화(Network Function Virtualization: NFV)한다. 사물 가상화 장치(12)는 네트워크 기능 가상화 시에, 게이트웨이 기능을 가상화할 수 있다. 게이트웨이는 네트워크 장치 중 하나로서, 허브(Hub), 액세스 포인트(Access Point: AP) 등 다른 네트워크 장치로 대체될 수 있다.
사물 가상화 장치(12)는 다양한 사물을 가상화하기 위해 네트워크나 노드를 가상화하는 것이 아니라, 네트워크 가상화와 함께 게이트웨이 기능을 가상화하여 보다 유연한 가상화를 제공한다. 예를 들면, 사물(10)로서 WSN 노드들은 가상화가 힘들지만, 가상화 게이트웨이 기능 가상화를 통해 WSN 노드들을 융합할 수 있다.
일 실시 예에 따른 사물 가상화 장치(12)는 사물의 리소스(resource)를 관리하고 네트워크 기능을 가상화하며 가상화 네트워크를 구성한다. 사물 가상화 장치(12)는 가상화 서비스의 신뢰성을 높이기 위해 기능을 시험하는 모듈을 포함할 수 있다. 이것은 데브옵스(DevOps)와 유사한 형태로, 지속적인 통합과 시험을 위해 존재한다. 이를 통해 서비스의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사물 가상화 장치의 세부 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 사물 가상화 장치(12)는 제1 인터페이스부(121), 제2 인터페이스부(122) 및 가상화부(124)를 포함한다.
제1 인터페이스부(121)는 사물(10)과 연결된다. 제1 인터페이스부(121)는 WiFi, 3G, LTE, 유선 등 다양한 통신방식을 이용하여 사물(10)과 연결될 수 있다. 제2 인터페이스부(122)는 애플리케이션(14)과 연결된다. 제2 인터페이스부(122)는 RESTful API를 통해 애플리케이션(14)에 연결될 수 있다.
가상화부(124)는 네트워크 기능을 가상화하여 제1 인터페이스부(121)를 통해 연결된 사물(10)과 제2 인터페이스부(122)를 통해 연결된 애플리케이션(14) 간을 가상화된 네트워크 기능을 통해 중계한다. 가상화부(124)는 제1 인터페이스부(121)를 통해 연결된 사물들을 가상화된 네트워크 기능을 통해 융합할 수 있다. 가상화부(124)는 네트워크 기능 가상화 시에 게이트웨이 기능을 가상화할 수 있다. 가상화부(124)는 계층적으로 구성될 수 있다.
가상화부(124)는 사물 리소스를 관리할 수 있는데, 이에 대한 실시 예는 도 4를 참조로 하여 후술한다. 가상화부(124)는 네트워크 기능을 가상화할 수 있는데, 이에 대한 실시 예는 도 7을 참조로 하여 후술한다. 가상화부(124)는 네트워크를 가상화할 수 있는데, 이에 대한 실시 예는 도 8을 참조로 하여 후술한다. 전술한 3가지 주요 기능이 통합된 가상화부(124)는 도 9를 참조로 하여 후술한다.
도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시험부를 포함하는 사물 가상화 장치의 구성도이고, 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사물 가상화 장치와 분리된 시험부의 구성도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 시험부(16)는 사물 가상화 장치(12)를 모니터링한다. 예를 들어, 사물 가상화 장치(12)의 네트워크 연결과 가상머신 동작이 정상적인지를 모니터링한다. 이 기능은 시스템의 신뢰성을 높인다. 시험부(16)는 프로브(Probe)일 수 있다.
일 실시 예에 따른 시험부(16)는 사물 가상화 장치(12)의 제어 메시지에 대한 로그기록을 분석한다. 시험부(16)는 애플리케이션 기능과 게이트웨이 기능을 시뮬레이션하는 API를 제공하여 사물 가상화 장치(12)의 기능을 시험할 수 있다. 이 기능을 통해 기능 변경 시에서도 신뢰성 있는 시스템으로 유지할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리소스 기능 관리 측면에서의 가상화부의 구성도이다.
도 4를 참조하면, 리소스 기능을 관리하기 위한 가상화부(124)는 제1 사물 리소스 관리부(410)와 제2 사물 리소스 관리부(420)를 포함한다. 제1 사물 리소스 관리부(410)와 제2 사물 리소스 관리부(420)는 계층 구조를 가질 수 있는데, 예를 들어 제1 사물 리소스 관리부(410)는 하위 계층에 위치하고, 제2 사물 리소스 관리부(420)는 상위 계층에 위치할 수 있다. 제1 사물 리소스 관리부(410)는 다수 개일 수 있다.
제1 사물 리소스 관리부(410)가 사물(10)로부터 리소스 정보를 수집하면, 수집한 리소스 정보를 제2 사물 리소스 관리부(420)에 전송하며, 제2 사물 리소스 관리부(420)는 사물의 리소스 등록, 검색 및 추가 등을 수행한다. 이때 리소스 식별자 기반으로 사물의 리소스를 등록, 검색 및 추가할 수 있다. 리소스 식별자의 예는 도 5a 및 도 5b를 참조로 하여 후술한다. 리소스의 등록 및 검색, 추가를 위해서 API를 이용할 수 있다. 예를 들어, get_resource(pid, … ), get_newtork(pid, … ), add_resource(pid, … )와 같은 RESTful API를 이용할 수 있다.
일 실시 예에 따른 사물(10)은 게이트웨이(11)를 통해 제1 사물 리소스 관리부(410)와 연결된다. 이때, 연결방법은 다양할 수 있는데, 예를 들어, WiFi, 3G, LTE, 유선 등 다양한 통신방식을 이용하여 인터넷을 통해 제1 사물 리소스 관리부(410)와 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따른 사물(10)은 독립적인 연결 인터페이스와 GPS(Global Positioning System) 모듈이 탑재된다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 리소스의 구성도이다.
도 4, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 리소스에는 다양한 필드가 정의될 수 있다. 이때 사물의(10)의 특성에 따라 리소스가 정의될 수 있다. 사물(10)의 리소스에는 위치정보(510, 520)가 포함될 수 있다. 사물(10)이 자체적으로 GPS(Global Positioning System) 모듈을 가지고 있는 경우, GPS 정보를 상위 단에 전송할 수 있다. 사물(10)이 GPS 모듈이 없는 경우에는 상위의 게이트웨이(11)가 사물의 GPS 정보를 상위 단에 전송할 수 있다. 사물(10)의 식별은 위치정보와 ID를 사용한다. 위치정보는 상술한 내용과 같이 GPS 정보를 이용하며, ID는 기존기술에서 사용하는 다양한 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면 IPv4 주소, IPv6 주소, RFID, 하드웨어 주소 등을 사용할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 리소스에 포함되는 위치정보의 예를 도시한 참조도이다.
도 6을 참조하면, 위치기반 정보는 다양하게 표현될 수 있다. 위치기반 정보는 다양한 표준을 따라 정의되면, 변환 방법에 따라 다양한 포맷을 사용할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 게이트웨이 기능 관리 측면에서의 가상화부의 구성도이다.
도 7을 참조하면, 게이트웨이 기능을 관리하기 위한 가상화부(124)는 가상 게이트웨이(710)와 가상 게이트웨이 제어부(720)를 포함한다. 가상 게이트웨이(710)와 가상 게이트웨이 제어부(720)는 계층적으로 구성될 수 있다.
가상 게이트웨이 제어부(720)는 게이트웨이 기능을 수행한다. 게이트웨이 기능을 수행하기 위해 가상머신(Virtual Machine: VM)을 생성하여 이를 가상 게이트웨이(710)에 탑재할 수 있다(730). 가상머신이 탑재되는 개수 및 성능은 가상 게이트웨이(710)의 성능에 따라 따른다. 실제 게이트웨이(11)가 존재하는 경우는 NULL VM(VM 없음)에 해당한다. 도 7에서는 게이트웨이를 중심으로 설명하였으나, 게이트웨이는 다른 네트워크 장치로 대체될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 관리 측면에서의 가상화부의 구성도이다.
도 8을 참조하면, 네트워크를 관리하기 위한 가상화부(124)는 플로우 관리부(810)와 가상 네트워크 제어부(820)를 포함한다. 플로우 관리부(810)와 가상 네트워크 제어부(820)는 계층적으로 구성될 수 있다.
플로우 관리부(810)는 가상 네트워크 장치들을 연결 및 관리한다(Micro Vnet). 가상 네트워크 제어부(820)는 플로우 관리부(810) 간의 가상 네트워크 장치들을 연결 및 관리한다(Macro Vnet). 가상 네트워크 장치는 가상 게이트웨이일 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 주 기능들을 가지는 사물 통신 시스템의 구성도이다.
도 9를 참조하면, 사물 통신 시스템(1)은 가상화 장치(12)를 포함하며, 사물 가상화 장치(12)는 주 기능(사물 리소스 관리, 네트워크 가상화 및 네트워크 기능 가상화)을 통해 보다 유연한 가상화를 제공한다. 예를 들면, WSN 노드들은 가상화가 힘들지만, 본 발명에서는 WSN 노드들을 가상화 게이트웨이 기술을 이용하여 융합할 수 있다.
사물 가상화부(12)는 RESTful API를 이용하여 애플리케이션에 접근할 수 있다. 시험부(16)는 네트워크의 정상적인 연결과 가상머신의 정상적인 동작을 모니터링한다. 이 기능은 시스템의 신뢰성을 높인다. 시험부(16)는 프로브(Probe) 기능이다. 일 실시 예에 따른 시험부(16)는 제1 사물 리소스 관리부(410), 가상 게이트웨이(710) 및 플로우 관리부(810)와, 제2 사물 리소스 관리부(420), 가상 게이트웨이 제어부(720) 및 가상 네트워크 제어부(820)와 연결되어 제어 메시지의 로그기록을 분석한다. 시험부(16)는 애플리케이션 기능과 게이트웨이 기능을 시뮬레이션하는 API를 제공하여 제1 사물 리소스 관리부(410), 가상 게이트웨이(710) 및 플로우 관리부(810)와 제2 사물 리소스 관리부(420), 가상 게이트웨이 제어부(720) 및 가상 네트워크 제어부(820)의 기능을 시험할 수 있다. 이 시험 기능을 통해 기능 변경 시에서도 신뢰성 있는 시스템으로 유지할 수 있게 된다. 즉, 다양한 IoT 기능으로 인해 관련 애플리케이션 기능과 게이트웨이 기능 또한 수시로 변경 및 추가가 필요하다. 이와 같은 시스템에서는 실시간 시험 기술을 통해 신뢰성을 높일 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사물 가상화 방법을 도시한 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 사물 가상화 장치는 사물의 리소스를 관리한다(1000). 사물은 사물 디바이스 또는 센서를 포함한다. 사물의 리소스 관리 단계(1000)에서, 사물 가상화 장치는 위치정보에 기반하여 사물의 리소스를 정의하고, 정의된 리소스를 이용하여 사물을 등록한다.
이어서, 사물 가상화 장치는 네트워크 및 네트워크 기능을 가상화(1010)하여 사물과 애플리케이션 간을 가상화된 네트워크 기능을 통해 중계한다. 이때, 가상화된 VM을 생성하고 생성된 VM을 가상 게이트웨이에 탑재하여 네트워크 기능을 가상화할 수 있다. 또한, 가상 게이트웨이들을 연결하여 네트워크를 가상화할 수 있다.
사물 가상화 장치는 네트워크 및 네트워크 기능 가상화를 시험할 수 있다(1020). 이때, 사물 가상화 장치의 네트워크 연결 및 가상머신 동작을 모니터링할 수 있다. 애플리케이션 기능과 게이트웨이 기능을 시뮬레이션하는 인터페이스를 제공하여 사물 가상화 장치의 기능을 시험할 수 있다. 사물 가상화 장치의 제어 메시지에 대한 로그기록을 분석하여 가상화를 시험할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 시험부의 세부 구성도이다.
도 11을 참조하면, 시험부(16)는 가상화 기능 수행부(160), 기능 시험부(162), 에뮬레이션 및 성능 시험부(164), 품질 메트릭 수집부(166) 및 시험 보고부(168)를 포함한다.
가상화 기능 수행부(160)는 가상 게이트웨이 혹은 IoT 관련 애플리케이션 등의 가상화 기능을 수행하는 소프트웨어 또는 해당 기능을 수행하는 모듈이다. 가상화 기능 수행부(160)가 실제 IoT 관련 모듈에 탑재되기 전에 시험이 이루어진다. 탑재 전에 시험이 이루어져 신뢰성을 향상시키고, 시스템의 가용성을 높이는 효과가 있다.
기능 시험부(162)와 에뮬레이션 및 성능 시험부(164)는 가상화 기능 수행부(160)를 이용하여 수행되는 가상화 기능을 시험한다. 기능 시험부(162)는 가상화 기능의 기본 시험을 수행한다. 즉, 해당 기능이 정상적으로 수행되는지를 시험한다. 에뮬레이션 및 성능 시험부(164)는 에뮬레이션 시험과 성능 시험을 실시한다. 에뮬레이션을 통해 API의 연결성을 확인하고, 성능 시험을 통해 필요한 리소스의 양을 측정한다. 예를 들어, 시뮬레이션 기반의 성능요소 평가(simulation-driven evaluation)를 실시한다. 사용되는 메트릭은 다음과 같다. mem_use(mu), cpu_use(cu), disk_use(du), network_use(nu) 등을 이용할 수 있다. 해당 메트릭은 가중치(w)를 설정할 수 있으며, 특정시간(t)를 설정하여 성능치를 계산하게 된다. Pvf = MUt + CUt + DUt + NUt + …, 기타 다른 요소의 메트릭도 사용자의 정의에 따라 추가가 가능하다(user-driven evaluation). Pvf(Performance of virtual function)는 시스템의 요구사항과 사용자의 요구사항에 따라 판단 기준 정도(degree)가 정의된다. 품질 메트릭 수집부(166)는 전술한 메트릭을 수집한다. 시험 보고부(168)는 시험 결과를 보고한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 사물 통신 시스템 10: 사물
12: 사물 가상화 장치 14: 애플리케이션
16: 시험부 121: 제1 인터페이스부
122: 제2 인터페이스부 124: 가상화부
160: 가상화 기능 수행부 162: 기능 시험부
164: 에뮬레이션 및 성능 시험부 166: 품질 메트릭 수집부
168: 시험 보고부 410: 제1 사물 리소스 관리부
420: 제2 사물 리소스 관리부 710: 가상 게이트웨이
720: 가상 게이트웨이 제어부 810: 플로우 관리부
820: 가상 네트워크 제어부

Claims (20)

  1. 사물 디바이스 또는 센서인 적어도 하나의 사물과 연결되는 제1 인터페이스부;
    적어도 하나의 애플리케이션과 연결되는 제2 인터페이스부; 및
    네트워크 기능을 가상화하여 상기 제1 인터페이스부를 통해 연결된 사물과 상기 제2 인터페이스부를 통해 연결된 애플리케이션 간을 상기 가상화된 네트워크 기능을 통해 중계하는 가상화부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물 가상화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 사물 디바이스는,
    사물 인터넷 디바이스, 사물 웹 디바이스 또는 만물 디바이스 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 사물 가상화 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 센서는,
    센서 네트워크를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 사물 가상화 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 가상화부는,
    상기 제1 인터페이스부를 통해 연결된 사물들을 가상화된 네트워크 기능을 통해 융합하는 것을 특징으로 하는 사물 가상화 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 가상화부는,
    게이트웨이 기능을 가상화하는 것을 특징으로 하는 사물 가상화 장치,
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 가상화부는,
    제1 계층에 형성되어, 사물의 리소스를 수집하는 제1 사물 리소스 관리부; 및
    제2 계층에 형성되어, 상기 제1 사물 리소스 관리부를 통해 수집된 리소스를 이용하여 사물을 등록하는 제2 사물 리소스 관리부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물 가상화 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제2 사물 리소스 관리부는,
    상기 사물의 위치정보에 기반하여 리소스를 정의하고, 정의된 리소소를 이용하여 상기 사물을 등록하며,
    사물의 위치정보는 상기 사물 자체에 장착된 지피에스 모듈로부터 획득한 지피에스 정보이거나 게이트웨이 장치를 통해 알아낸 사물의 지피에스 정보인 것을 특징으로 하는 사물 가상화 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 가상화부는,
    가상화된 가상머신이 탑재되는 가상 게이트웨이; 및
    가상화된 가상머신을 생성하고 생성된 가상머신을 상기 가상 게이트웨이에 탑재하는 가상 게이트웨이 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물 가상화 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 가상화부는,
    가상 게이트웨이들을 연결하는 플로우 관리부; 및
    플로우 관리부 간의 가상 게이트웨이들을 연결하는 가상 네트워크 관리부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물 가상화 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 인터페이스부는,
    REST 인터페이스를 통해 적어도 하나의 애플리케이션과 연결되는 것을 특징으로 하는 사물 가상화 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 사물 가상화 장치는,
    상기 사물 가상화 장치의 가상화를 시험하는 시험부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사물 가상화 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 시험부는,
    상기 사물 가상화 장치의 네트워크 연결 및 가상머신 동작을 모니터링하는 것을 특징으로 하는 사물 가상화 장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 시험부는,
    애플리케이션 기능과 게이트웨이 기능을 시뮬레이션하는 인터페이스를 제공하여 상기 사물 가상화 장치의 기능을 시험하는 것을 특징으로 하는 사물 가상화 장치.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 시험부는,
    상기 사물 가상화 장치의 제어 메시지에 대한 로그기록을 분석하여 가상화를 시험하는 것을 특징으로 하는 사물 가상화 장치.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 시험부는,
    가상화 기능을 수행하는 가상화 기능 수행부;
    상기 가상화 기능 수행부를 통해 수행되는 가상화 기능을 시험하는 기능 시험부;
    가상화 수행 시 에뮬레이션 및 성능을 시험하는 에뮬레이션 및 성능 시험부; 및
    에뮬레이션 시험 및 성능 시험을 위해 필요한 메트릭을 수집하는 품질 메트릭 수집부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물 가상화 장치.
  16. 네트워크 기능을 가상화하고, 사물 디바이스 또는 센서인 적어도 하나의 사물과 애플리케이션 간을 가상화된 네트워크 기능을 통해 중계하는 사물 가상화 장치; 및
    상기 사물 가상화 장치의 가상화를 시험하는 시험 장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물 통신 시스템.
  17. 사물 디바이스 또는 센서인 적어도 하나의 사물의 리소스를 관리하는 단계; 및
    네트워크 기능을 가상화하고 가상화 네트워크를 구성하여, 리소스를 이용하여 등록된 사물과 애플리케이션 간을 중계하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물 가상화 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 사물의 리소스를 관리하는 단계는
    사물의 위치정보에 기반하여 사물의 리소스를 정의하는 단계; 및
    정의된 리소소를 이용하여 상기 사물을 등록하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물 가상화 방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 중계하는 단계는,
    가상화된 가상머신을 생성하는 단계;
    생성된 가상머신을 가상 게이트웨이에 탑재하여 네트워크 기능을 가상화하는 단계; 및
    가상 게이트웨이들을 연결 및 관리하여 네트워크를 가상화하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물 가상화 방법.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 사물 가상화 방법은
    네트워크 및 네트워크 기능 가상화를 시험하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사물 가상화 방법.
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