Yeon-Hee Noh;Dong-Han Jung;Young-San Kim;Hyo-Jo Lee
한국컴퓨터정보학회논문지
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제29권1호
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pp.139-149
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2024
본 논문은 함정 전투체계 피아식별기 연동 소프트웨어에 대한 표준 연동 아키텍처를 제안한다. 제안된 표준 연동 아키텍처는 기존의 11종 피아식별기 연동 소프트웨어의 수정 공수 및 신뢰성시험 수행시간 단축을 위해 고안된 방법으로, 의존도가 높은 체계 및 장비 정보들을 식별하고 표준 요구사항 및 기능을 새로 정의하였다. 이를 기반으로 차기 함정전투체계 표준 연동 아키텍처(NSCP)를 적용해 1차 설계를 진행하였다. 이후 휘처 모델(Feature Model)을 통해 다중 체계 및 장비 연동에 대한 추가 공통요소와 가변요소를 도출하고 S.O.L.I.D 원칙을 고려해 최종 아키텍처를 설계하였다. 제안된 피아식별기 표준 연동 SW는 공통 아키텍처를 통한 관리 효율성 증대와 소스코드의 재사용성 및 확장성 증가, 신뢰성시험 수행시간 단축을 통한 개발비용 감소 효과를 기대할 수 있다.
본 논문에서는 표준연동 아키텍처(HLA/RTI)기반 다해상도 연동이 가능한 시뮬레이션을 구성하여 공학급(QUEST), 교전급(SADM), 임무급(EADSIM)의 모델을 연동하였다. 공학급 모델은 전투실험 공학분석 시범체계에서 개발된 전투실험 통합개발환경(QUEST)을 이용하여 모델을 개발하였다. 교전급 모델은 SADM을 이용하여 개발하고 임무급 모델은 EADSIM을 이용하여 모델을 개발하였다. 여러 계층의 모델을 연동하기 위해 표준 연동 아키텍처 기반(HLA/RTI)으로 설계하고 구현하였다. 각기 다른 분산된 환경에서 수행되고 있는 시뮬레이션 프로그램들이 상호 연동을 위해 표준 연동 인터페이스 명세에 만족하는 연동 시뮬레이션을 설계하고 각 시뮬레이션 프로그램 간의 중계 역할을 담당하는 통합연동 게이트웨이를 개발하였다. 다해상도 연동 시뮬레이션을 통해 여러 계층 간의 모델을 연동하여 해양 무기체계 효과도 분석을 위한 모델충실도를 향상하고 운용자 필요에 따라 요구되는 전장 환경을 신속하게 구성할 수 있다. 또한 표준연동 아키텍처(HLA/RTI)를 기반으로 설계하게 된 다른 시뮬레이션 프로그램과도 쉽고 효율적으로 연동할 수 있다.
국방 분야의 시스템 개발은 다양한 데이터표준 및 프로토콜로 인해 체계 간 상호 연동에 어려움이 있다. 특히, 다양한 아키텍처가 적용되는 LVC 연동훈련 체계는 적용 프로토콜 간 데이터 교환을 위해서 공통의 표준기술이 필요하다. 본 논문은 이러한 이기종 체계들 간 상호 연동을 위해서 객체 모델 변환 프레임워크를 제시하였다. 제안 프레임워크는 다양한 이기종 체계가 가지는 객체 모델들과 프로토콜들을 구분하여 독립적으로 연동할 수 있도록 하였다. 또한, 체계 간의 종속성을 줄이고 구성 요소의 유연한 설계를 제공하기 위해서 3-Part 지원 모듈의 플러그인 방식 구조로 설계하였다.
EPCglobal 네트워크란 EPC(Electronic Product Code)와 RFID(Radio Frequency Identification) 기술을 바탕으로 제품에 식별번호를 부여하고 정보를 저장할 수 있는 공간을 네트워크로 연동하여 공급자, 수요자, 소비가 제품에 관련된 정보를 알 수 있게 해주는 시스템을 말한다. 또한 EPCglobal 네트워크 아키텍처 프레임워크(EPCglobal network architecture framework)는 EPC를 사용하여 공급과 유통망 강화라는 업체간의 공동 목표를 위한 서비스하는 것이다. EPCglobal 네트워크 아키텍처 중 EPCIS(EPC Information System) 수집 애플리케이션, EPCIS 접근 애플리케이션에서 이벤트 정의 시 공통적인 의사소통을 위한 표준 어휘 정의가 필수적이며, 그 어휘 종류에는 표준 어휘(standard vocabulary)와 사용자어휘(user vocabulary)가 있다. 이 논문은 이 가운데 EPCglobal 네트워크 아키텍처의 표준 어휘 정의에 초점을 두고, 사용자 어휘는 부분적으로 정의하고자 한다. 따라서 이 논문은 EPCglobal 네트워크 프레임 아키텍처의 이벤트 정의 시 사용될 표준 어휘를 제안하고, XML 구현을 통해 실제 사용 가능한 환경을 제공할 것이다.
USN(Ubiquitous Sensor Network) 환경은 상황 인식 컴퓨팅을 통해 센서에서 실시간으로 측정된 정보를 응용 서비스들에게 전달하여 서비스를 제공한다. 그러나 국내 서비스 환경은 응용 서비스를 제공하는 제공자와 사용자간의 서비스 플랫폼 아키텍처에 대한 연구가 대부분이며, 센서를 통해 감지된 정보를 처리하는 제공자간의 표준 서비스 플랫폼 아키텍처 연구는 미약한 수준이다. 이에 본 논문에서는 센서 응용 및 미들웨어 부분에서의 표준화된 플랫폼 기술을 위해 OGC(Open Geospatial Consortium)의 SWE(Sensor Web Enablement)를 구성하는 관련 표준 분석 및 국내 표준 연구 분석을 통한 새로운 서비스 아키텍처 제안 및 기존 국내 시스템과의 연동을 위한 제공자 측면의 각 콤포넌트 설계 및 구현을 하였다.
HLA(High Level Architecture)는 분산 환경의 모델링 및 시뮬레이션(Modeling & Simulation)을 위한 공통 아키텍처를 제공하는 기술 표준이며, RTI(Run-Time Infrastructure)를 통해 HLA 서비스를 제공한다. HLA는 연동 객체 모델인 FOM(Federation Object Model)을 기반으로 시뮬레이션 환경을 구성하며, 시뮬레이션에 참여하는 모든 시뮬레이터는 동일한 FOM을 소유해야 한다. 따라서 시뮬레이션 체계 간 연동을 수행하기 위해서는 FOM을 통합하거나 FOM 간 연동을 위한 게이트웨이를 구현해야 한다. 한편, FOM을 통합하는 방법은 각 시뮬레이션의 연동 인터페이스 수정이 필요하기 때문에 게이트웨이를 구현하는 방법이 기존 시스템의 변경을 최소화할 수 있다. 따라서 본 논문은 HLA기반 시뮬레이션의 체계 간 연동을 제공할 수 있는 게이트웨이 구조를 제시한다. 특히, XML 형태의 객체 모델을 기반으로 교환 메시지를 정의하고, 메시지 처리 모듈을 게이트웨이에 플러그인 함으로써 시뮬레이션 체계 간 연동의 용이함을 보여준다.
최근 웹서비스는 응용 간 통신과 상호운용성의 필요가 증가됨에 따라 빠르게 성장하고 있다. 웹 서비스는 표준 참조아키텍처로서 다양한 연산 수행 응용을 결합하도록 하고 사용자에게 서로 다른 동적인 정보를 제공하며 소프트웨어 응용간의 상호운영성과 확장성을 개선 하기 위한 표준화된 통신 수단을 제공한다. 한편 웹서비스에 대한 국방 분야에 적용을 위해서는 위험요소분석, 대응정책 및 해결책에 대한 방안이 요구된다. 이 논문에서는 웹서비스와 기존의 분산연동기법을 비교한 후 웹 서비스 적용 시 고려사항을 식별하고 기존 국방정보체계의 형태별 웹 서비스 적용방안을 고려한 후 국방정보체계를 위한 아키텍처를 설계한다. 또한 이기종 플랫폼과 이형 데이터베이스 연동을 위한 프로토타입을 구현한다.
해군 전투력의 핵심이라고 할 수 있는 함정전투체계(통칭 CMS)는 1993년 국산화에 성공한 이후 다방면에서 꾸준한 발전을 이루어왔다. 반면 CMS 소프트웨어는 컴퓨팅 시스템 환경이 비약적으로 발전해 왔음에도 불구하고 방위산업의 구조적인 특성 때문에 기술 및 구조적 발전이 미비했다. 따라서 CMS 소프트웨어 개발의 새로운 패러다임의 필요성이 대두되었다. 본 논문에서는 진보된 프로그래밍 패러다임인 객체지향 프로그래밍과 그 설계 원칙인 SOLID를 준수하는 함정전투체계 표준 연동 아키텍처로서 Naval Shield Component Platform(NSCP)를 제시하고 각 컴포넌트들의 구조와 기능 및 특징을 소개한다. 더 나아가 이를 통해 CMS 소프트웨어 개발에 있어 높은 재사용성, 동시성 그리고 유지보수성을 기대한다. 향후연구로 NSCP를 차기 CMS 소프트웨어 개발 프로젝트에 시범 적용하고 정량적, 정성적 평가를 통해 NSCP의 효용성을 평가할 예정이다.
무장통제 소프트웨어는 무장체계와 연동하여 함정 전투체계 내 무장 운용을 지원하는 기능을 수행한다. 무장통제 소프트웨어는 무장체계에 의존적이므로 연동 정보 변화에 따라 소프트웨어 수정이 필연적으로 이뤄지는 특성을 가진다. 소프트웨어의 수정은 신뢰성 시험과 같은 검증 단계를 반드시 거쳐야 하므로 개발 비용의 상승을 초래한다. 본 논문에서는 기존 무장통제 소프트웨어의 수정 요소를 최소화하기 위해 무장통제 소프트웨어 표준 아키텍처를 설계하였다. 연동 정보 관리를 위해 휘처 모델(Feature Model)로 공통요소와 가변요소를 구분하였고 디자인패턴 중 전략 패턴(Strategy Pattern)을 적용하여 소프트웨어 구조를 개선하였다. 소프트웨어 평가 실험을 통해 제안한 아키텍처가 기존 무장통제 소프트웨어보다 개발 비용이 감소하고 변경용이성과 재사용성이 향상된 것을 확인하였다.
사물인터넷(Internet of Things; IoT)이 발달하면서 FIWARE, oneM2M, AllJoyn 등의 많은 IoT 플랫폼이 개발되고 관련 표준들도 제정되고 있다. 이런 환경에서는 각 IoT 플랫폼의 통신 프로토콜, 보안정책 등이 상이하기 때문에 데이터가 연동되기 어렵고, 보안 인터워킹을 수행하는 것은 더욱 어려운 문제다. oneM2M과 FIWARE의 경우, Fi-Proxy 인터워킹 어댑터를 이용하여 상호간 인터워킹이 시연된 사례가 있지만 그 과정에서 보안이 고려되지는 않았다. oneM2M은 아직 보안 컴포넌트가 별도로 존재하지 않기 때문에, 본 논문에서는 oneM2M-FIWARE 보안 인터워킹 시나리오에 적용할 수 있는 OAuth 2.0 기반 oneM2M 보안 컴포넌트를 구현하고, FIWARE 보안 아키텍처를 분석 및 구현하여 시사점을 도출한다. 또한 본 논문은 oneM2M과 FIWARE 간의 보안 인터워킹 아키텍처를 제안하고, 이를 기반으로 향후 여러 도메인에 활용될 수 있는 구조를 가진 LED 예제를 개발한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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