그룹 통신은 인터넷을 통해 급속도로 발전 중이며, 그룹통신으로는 화상회의, 인스턴트 메시지, 데스크 탑 공유, 다양한 e-커머스등과 같은 응용프로그램들이 있다. 안전한 그룹통신을 위해서 그룹 키를 생성하여 통신 메시지를 암호화하여 교환함으로써 그룹통신의 기밀성을 보장할 수 있다. 본 연구에서는 그룹 키를 보다 안전하면서 효율적으로 생성하여 안전한 그룹통신에 기여하는데 그 목적이 있다.
CORBA 환경에서 지속적으로 안정적인 객체 서비스를 제공하기 위한 방법의 하나로 복제 객체 그룹을 사용하는 방법이 있다. 객체 서비스를 이용하기 위해 필요한 객체 그룹과의 통신은 다중 전송 프로토콜을 통하여 이루어진다. 그러나 기존의 ORB는 단일 전송 프로토콜인 TCP/IP를 이용하여 객체간의 통신이 이루어지므로 객체 그룹과의 통신에 있어서는 적합하지 않다. 따라서 본 논문에서는 객체 그룹과의 그룹 통신을 지원하기 위해 ORB를 확장하였다. 본 논문에서 제시한 ORB는 클라이언트에게 그룹 통신의 투명성을 제공함으로써 기존의 ORB 응용과 상호 연동되며, 그룹 통신을 원하는 클라이언트도 다중 전송 프로토콜에 독립적으로 구현될 수 있다.
그룹통신에서의 작업자 간에 긴밀한 통신을 필요로 하는 경우에 기존의 무전기나 주파수 공용통신은 음성 품질이 매우 열악하여 통신 신뢰성이 매우 낮다. 이러한 문제를 해결하기 위해 그룹통신에서 VoIP를 활용하는 것이 요구된다. VoIP를 이용할 경우 20ms정도의 짧은 주기로 인하여 패킷마다의 헤더로 인한 오버헤드가 발생하는데 이를 해결하기 위해 그룹통신에서의 패킷번들링이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 패킷번들링을 적용한 상태에서 VoIP를 이용한 그룹통신 성능분석을 하였다.
무선통신 시스템의 표준으로 되어있는 TETRA(Trans-European Trunked RADIO) 시스템의 그룹 서비스와 소그룹 서비스의 안전한 통신을 위한 모델을 제안한다. 먼저, TETRA 시스템의 통신 서비스를 위해 인가된 구성원만이 데이터를 수신할 수 있어야하므로 안전한 브로드캐스팅 기술이 필요하다. 따라서, 본 논문에서 제안한 모델을 적용하면 소그룹 내부적으로 안전한 TETRA 통신 서비스를 위해 소그룹 키를 공유하고 그룹 내에서 이루어지는 TETRA 그룹통신 서비스를 위해 인가된 모든 구성원들이 안전하게 그룹 키를 공유하게 된다. 또한, TETRA 시스템의 통신서비스에서 그룹통신을 행함과 동시에 소그룹통신이 가능하게 된다.
조선산업에서 선박의 건조 과정 중 탑재 공정은 작업자 간의 긴밀한 통신을 필요로 하며 매우 위험한 작업이다. 이러한 작업을 음성 품질이 매우 열악한 무전기나 호접속 지연이 많은 주파수 공용통신(TRS)를 이용하여 통신을 하고 있어 매우 위험하다. 따라서, 이러한 기존 통신방식을 대체하는 IP 기반 그룹통신 시스템과 이에 대한 품질 측정 및 평가가 필요하다. 본고에서는 IP 멀티미디어 시스템의 최초의 서비스인 PoC(PTT over Cellular) 서비스를 기반으로 조선산업에서 통합통신(Unified Communication)을 지향하기 위하여, 강재로 인한 매우 열악한 비가시 거리(NLOS)를 극복하고, 효율적인 통신 서비스를 제공하기 위한 엔터프라이즈 PoC을 기반으로 그룹통신의 품질을 측정하고 평가하였다. WiBro 기반 엔터프라이즈 PoC 서비스는 실제적으로 적용이 가능할 뿐 아니라, 실제의 작업자가 통신할때 지연이 느껴지지 않는 1초 이내의 그룹통신 지연시간에 대해 상기 서비스를 분석하였으며, 이론 상으로는 충분히 제공 가능함을 보이고 있다.
인터넷의 활용이 급속도로 확산됨에 따라 분산 환경의 필요성이 대두되었으나, 분산환경에서의 광범위한 그룹 통신 시스템의 활용도는 특정분야에 국한되어 연구되어 왔기 때문에, 그에 따른 통신 신뢰성 및 효율성을 완전히 보장할 수는 없었다. 따라서 본 논문에서는 1)소켓을 이용한 그룹통신, 2)RMI를 이용한 그룹통신, 3)분산 컴포넌트 모델을 이용한 그룹통신, 3가지 방법으로 나누어 각각의 시스템을 설계 및 구현하고 이에 따른 성능을 분석하여 서로 다른 방법의 그룹통신 방법을 이기종 분산 컴퓨팅 환경에 적용시킬 수 있도록 하였다.
인터넷 기반 네트워크 통신의 형태가 단순한 텍스트 위주의 데이터로부터 실시간 환경을 요구하는 멀티미디어 데이터 형태로 변하고 있으며, 실시간 분산처리 시스템에 대한 수요가 증가하고 있다. 이러한 실시간 시스템은 분산 실시간 처리 시스템에 대한 전반적인 분야의 발전이 필요하며, 특히 그 중에서도 신뢰성이 높은 그룹 통신 시스템의 개발은 매우 중요하다. 따라서 본 논문에서는 고장탐지 기능이 있는 실시간 그룹 통신 시스템을 설계하였다. 설계된 실시간 그룹통신 시스템은 이미 TMO 모델을 통하여 메시지 신뢰성과 고장탐지에 관한 시뮬레이션을 하였고, 그 결과를 분석하여 실시간 그룹통신 시스템 설계에 반영하였다.
무선 휴대 단말기를 이용한 음성통신에 있어서 CDMA 망 기반의 음성통신뿐만 아니라 대표적인 무선망인 와이파이, 와이브로망 기반의 음성통신 서비스를 지원하기 위한 기술 개발이 이루어지고 있고, 이를 지원하는 다양한 단말기가 현재 출시되고 있다. 이러한 추세에 따라 산업현장에서 실시간 그룹통신을 지원하기 위해 사용되는 무전기 및 TRS 등의 시스템을 대체할 수 있는 IP 기반의 그룹통신 기술의 수요가 증가하고 있다. 그러나 현재 대부분의 VoIP 지원 단말기는 1:1 개별 통신을 주요 기능으로 지원하고 있으며, 1:N 실시간 그룹통신에 대한 지원은 미흡한 상황이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 SIP 기반의 그룹통신 시스템 구현 방법에 대해 제안한다.
그룹 통신 분야에서는 효율적이고 일관된 그룹의 상태를 관리할 수 있는 그룹 구성원간의 통신 방법에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 그 대표적인 방법으로 중앙 집중식 순차기를 사용하거나, Totem과 RMP와 같이 링 구조를 기반으로 하는 그룹 통신 시스템들이 있다. 그러나 링을 기반한 그룹 통신 시스템에서는 멤버의 수가 증가할 경우 링을 회전하는데 걸리는 시간이 길어지고 토큰 권한을 가지기 위해 주고받는 메시지 수의 증가로 인한 성능 저하가 발생한다는 단점이 존재한다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완할 수 있도록, 멀티캐스트를 자주 하는 멤버들만으로 구성된 미니그룹을 그룹안에 따로 구성하여 노드 수가 증가되더라도 링 회전시간으로 인한 성능 저하가 매우 적은 링 기반 그룹 통신시스템 알고리즘인 미니그룹을 제안한다.
인터넷의 대중화로 컴퓨터 네트워크의 사용이 보편화 되었고, 그룹통신 기법이 화상회의 등 많은 응용분야에서 활용되고 있다. 분산 실시간 시스템에서 피를 통신의 신뢰성을 보장하는 일은 매우 중요하다. 또, 그룹 통신에서 효과적으로 그룹을 관리할 필요가 있고, 현재 실시간 환경에서의 그룹통신은 네트워크의 부하 때문에 생기는 패킷의 손실과 노드의 고장 같은 여러 가지 문제점들을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 개선시켜 보고자 고장이 발생했을 때에도 그를 변경을 가능하게 하는 분산 실시간 환경을 위한 신뢰성 있는 그룹관리기법을 제안하고, 실시간 시뮬레이션을 통해 제안된 기법을 평가한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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