소프트웨어 기반의 이동통신 시스템 개발 기술 즉, 소프트웨어를 이용하여 재구성이 가능한 이동통신 시스템 개발 기술이 연구되어 왔다. 최근에는 소프트웨어 기반 이동 통신 시스템 개발에 가상화 기술이 적용된 가상화 기반의 이동통신 플랫폼 개발 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 가상화 기반 이동통신 플랫폼 개발 기술은 소프트웨어를 이용하여 범용 하드웨어 컴퓨팅 플랫폼상에서 무선 접속 기능, 프로토콜 처리 기능 및 RF/IF 신호처리 기능의 구현이 가능할 뿐만 아니라, 가상화 플랫폼을 통하여 다양한 무선 접속 규격 수용 및 유연한 시스템 자원 활용이 가능한 기술이다. 본고에서는 가상화 기반의 이동통신 플랫폼 개발 기술에 대해 간략히 소개하고, 소프트웨어 기반 이동통신 플랫폼 개발 현황 및 가상화 기반의 이동통신 시스템 플랫폼에서 소프트웨어를 통해 RF 신호처리 기능을 용이하게 하는 상용 소프트웨어 RF 플랫폼 즉, Software Radio Frontend의 개발 동향에 대해 살펴보고자 한다.
최근 다양한 차량용 전자장치들이 등장함에 따라 이들을 제어하기 위한 소프트웨어의 중요성이 크게 부각되고 있다. 특히 차량용 인포테인먼트 시스템에 대한 요구사항이 급격하게 증가하고 있으며, 이를 효율적으로 수용하기 위한 소프트웨어 플랫폼의 개발이 활발히 진행되고 있다. 이러한 소프트웨어 플랫폼의 표준화를 위한 움직임이 본격적으로 진행되고 있으며, 다양한 소프트웨어 플랫폼에 대한 고려도 동시에 이루어지고 있다. 차량용 인포테인먼트 시스템에 가상화 및 파티셔닝 기술을 도입하면 각 응용프로그램의 실시간 요구사항을 만족시킴과 동시에 이미 개발된 다양한 소프트웨어 플랫폼을 지원할 수 있다. 하지만 아직까지 차량용 인포테인먼트 시스템을 위하여 호스트 운영체제에서 동작하는 비가상화 파티션과 가상화 기술을 이용한 가상화 파티션을 동시에 지원하기 위한 연구는 존재하지 않는다. 본 논문에서는 리눅스 운영체제에서 동작하는 비가상화 파티션과 가상화 기술을 이용한 가상화 파티션을 동시에 지원하기 위한 스케줄링 방법을 제안하고 개발된 시스템의 유용성을 보이기 위하여 가상화 파티션 및 비가상화 파티션을 동시에 사용하는 차량용 인포테인먼트 시스템의 사례연구를 보인다.
기존 하드웨어 중심의 네트워크 인프라를 소프트웨어 중심으로 진화시켜 서비스 유연성과 비즈니스 민첩성을 제고시킬 수 있는 새로운 네트워크 기술로 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN: Software-Defined Networking)과 네트워크 기능 가상화(NFV: Network Functions Virtualisation) 기술이 최근 각광을 받고 있다. 빠르게 상용화 단계에 접어든 소프트웨어 정의 네트워킹 기술과 달리, 네트워크 기능 가상화 기술은 표준화 단체를 통한 기술 논의 및 상위 표준문서 작업에 많은 노력이 집중됨에 따라 네트워크 기능 가상화 기술을 개발하고 검증하며 운용할 수 있는 실질적인 플랫폼 개발에 대한 요구가 꾸준히 제기되어 왔다. 본고에서는 최근 Linux Foundation의 Collaborative Project로 발표된 공개 소프트웨어 기반의 네트워크 기능 가상화 플랫폼 개발 프로젝트인 OPNFV(Open Platform for NFV)의 목적과 개발범위 그리고 향후 개발방향을 중심으로 소개한다.
최근 컴퓨터 가상화 기술이 발전됨에 따라 소프트웨어를 서비스 형태로 사용하는 소프트웨어 서비스(Software as a Service SaaS)가 많은 응용분야에서 사용되고 있다. 본 논문은 이러한 소프트웨어 서비스 기술을 이용하여 가상 3D 콘텐츠의 실시간 방송 서비스를 하고자 한다. 그러나 이러한 서비스를 위하여 기존 소프트웨어 서비스형 솔루션을 이용하면 사용자가 증가함에 따라 급속히 서버 성능이 저하되거나 여러 가지 제한사항들이 많은 문제점들을 가지고 있다. 그래서 본 논문은 성능 개선을 위하여 클라이언트 장치 및 소프트웨어 가상화하고 데이터 집중적인 작업들은 서버에서 직접 실행하고 그래픽 집중적인 작업들은 네트워크 전송을 통하여 클라이언트에서 처리되는 분할 실행 방식을 제안한다.
가상화 기술은 클라우드 컴퓨팅의 핵심 기술로서 서버 및 스토리지, 하드웨어 등을 분리된 시스템이 아닌 하나의 자원 영역으로 간주하여 자원을 필요에 따라 할당할 수 있다. 클라우드 컴퓨팅 환경에서는 가상화 기술을 통해 자원을 통합하여 활용을 극대화하고, 운영비용 절감 및 공간절약의 효과를 얻을 수 있다. 그러나 가상화 가술을 제공하는 가상화 소프트웨어의 경우, 소프트웨어 자체에서 발생할 수 있는 보안 취약점이 존재하게 되고, 이를 이용한 보안 위협 요소는 가상화 환경 기반의 클라우드 컴퓨팅 서비스의 신뢰도를 저하시킬 수 있다. 본 논문에서는 가상머신(VM : Virtual Machine)이 갖는 취약점 분석을 통하여 가상화 환경에서 발생 가능한 보안 위협을 정의하고, 분석 결과를 기반으로 클라우드 컴퓨팅의 가상화 환경에서 고려해야할 보안 문제 및 대응 방안을 기술한다.
내장형 시스템이 점점 복잡해지면서 하드웨어/소프트웨어 통합설계의 중요성은 더욱 부각되고 있다. 이 하드웨어/소프트웨어 통합설계의 핵심 요소는 하드웨어/소프트웨어 통합시뮬레이션이다. 내장형 시스템을 구성하는 여러 컴포넌트들을 통합시뮬레이션 할 때 이종의 여러 시뮬레이터들을 동시에 사용하는 경우가 많은데 이 때 가장 문제가 되는 점은 시뮬레이터 간의 동기화에 따른 성능 저하이다. 이를 개선하기 위해 가상 동기화 기법이 제안된 바 있다. 그러나 가상 동기화 기법도 느린 시뮬레이터의 속도에 종속 될 수밖에 없다. 보통 가장 느린 시뮬레이터는 하드웨어 RTL 시뮬레이터이다. 본 논문은 하드웨어 RTL 시뮬레이터를 FPGA 에뮬레이터로 대체하면서 가상 동기화 기법을 사용한 통합에뮬레이션 환경을 구축해 보았다. 가상 동기화 기법을 적용하는 것은, 가상 동기화 기법의 장점대로 가상 동기화 기법의 통합시뮬레이션 커널과 FPGA 에뮬레이터 사이에 통신을 할 수 있게 해주는 인터페이스 프로그램을 제작하는 것만으로 가능했고 이렇게 구축한 환경에서 H.263 디코더로 실험을 한 결과 약 2.5배의 성능 향상을 얻을 수 있었다.
최근, 다양한 인터넷 환경을 제공하는 유연성을 가진 소프트웨어 기반의 라우터 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히, 소프트웨어 라우터에 확장성을 더하기 위해 라우터를 가상화하려는 연구가 증가하고 있다. 하지만, 소프트웨어 라우터를 가상화하면, 가상화로 인한 오버헤드로 인해 성능 저하가 더욱 심화된다. 게다가, 기존의 소프트웨어 라우터에서 제안된 GPU 기반 packet routing 기법들은 native 환경에서의 연구거나 실제 네트워크 상에 적용되지 않은 단점이 있다. 따라서, 기존의 연구로는 GPU routing이 가상 라우터에서 어떤 효과를 보일지를 예측하기 어렵다. 본 논문은 실제로 가상 라우터를 구축하고, 실제 네트워크 패킷을 전송함으로써 가상 라우터에서의 GPU routing의 영향을 보인다. 이를 위해, GPU를 가상화하는 Savanna와 가상 라우터 역할의 Pathfinder를 구현하고, 가상 라우터와 연결된 외부 머신으로부터 패킷을 전송한다.
가상화는 컴퓨팅 자원의 최적화를 지원하고 사용자에게 동일한 환경을 제공하는 기술이다. 이러한 가상화 기술은 클라우드 컴퓨팅 환경의 핵심 기술로 사용되고 있다. 그러나 가상화 환경을 구축하는 소프트웨어는 취약점을 가짐으로 감염된 가상환경은 게스트 OS와 물리적 컴퓨팅 지원 천체에 커다란 파급효과를 가져오게 된다. 본 논문은 가상화 개요와 가상화 네트워크 구조를 설명하고, 가상환경에서 발생 가능한 6가지 위협에 대하여 분류한다. 또한 가상화 환경에서의 악성코드 루트킷(rootkit)인 Blue Pill과 SubVirt의 동작원리에 대하여 기술한다.
소프트웨어 정의 네트워킹 (SDN)과 네트워크 기능 가상화는 최근들어 급부상 하고 있는 기술이며, Big Data 시대에 큰 잠재력을 가지고 있다. 네트워크 기능 가상화 (NFV)는 방화벽이나 스위치, 라우터와 같은 네트워크 장비를 가상화하는 개념이다. 가상화란 실제로 존재하지 않는 것을 실제로 존재하는 것처럼 하는 것을 의미한다. 가상화 기술을 사용하여 네트워크 노드 기능의 전체 클래스를 통신 서비스를 생성하기 위해 연결하는 네트워크 아키텍쳐 개념이다. 본 논문에서는 IoT 아키텍쳐 설계를 위해 NFV를 이용해 설계하며 SDN 기반 IoT 프레임 워크를 제안한다.
스마트폰 사용의 대중화로 촉발된 4차 산업혁명시대에는, 인간의 일상생활과 모든 산업현장이 소프트웨어화 및 지능화되어 가고 있다. 2018년부터 전국 모든 학생을 대상으로 소프트웨어 보편교육을 실시함에 따라, 수요가 폭증하고 소프트웨어 기술과 아두이노를 활용하여 하드웨어를 연동하고 있다. 그러나 고비용의 콘트롤 보드와 수십 종에 이르는 다양한 전자부품을 별도로 준비해야 하고 문제가 발생하고 있다. 또한 동일한 실습교육을 반복 실시할 경우, 상당히 많은 부품이 분실되거나 망가진다. 새롭게 수업을 시작할 상태로 준비하는 것도 매우 심각한 문제가 되고 있다. 본 연구에서는 아두이노 보드와 각종 전자부품들을 가상화 기술을 기반으로 VR기술로 구현한다. 또한 3D 그래픽 실감형 아두이노 키트와 각종 전자부품들을 API 형태로 제공한다. 가상화 기반에서 소프트웨어와 가상의 하드웨어를 연동하여 처리하는 방안을 제안한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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