홈 네트워크 분야에서 신기술의 적용 및 시험, 연구 환경 구축, 응용서비스의 개발 등을 위하여 실제 가전기기를 대상으로 테스트를 한다면 많은 비용과 시간이 투자된다. 가전기기를 컴퓨터로 시뮬레이션하여 각 개별 가전의 홈 네트워크 테스트와 여러 가전기기의 연동 서비스 검증을 위해 홈 네트워크 테스트베드가 필요하다 본 논문에서는 개별 가전의 제어 및 모니터링을 지원하는 가전 시뮬레이터들과 홈 네트워크 연동 서비스를 지원하는 흠 네트워크 테스트베드를 설계하고 구축한다. 설계된 테스트베드는 재사용성을 위해 가전기기 시뮬레이션 동작을 모듈화하여 설계하고, 가전 시뮬레이션 동작 메시지는 XML을 이용하여 설계 구축한다.
이 논문에서는 현재 모바일 단말기 중 국내에 가장 많이 보급되어 있는 휴대폰을 이용하여 가정 내에 위치하고 있는 여러 가전 기기를 원격에서 또는 가정 내에서 안전하게 모니터링하고 제어할 수 있는 원격 제어 홈 게이트웨이 시스템을 설계 및 구현하였다. 제안한 시스템은 디지털 가전기기 및 디바이스들과의 Zigbee 통신을 지원하며 Linux 환경의 셋톱박스 내의 흠 서버는 네트워크를 통해 외부 휴대폰과 통신하여 원격지에서 가정내의 디바이스들의 상황 정보를 확인하고 상태를 변경할 수 있도록 설계함으로써 홈 오토메이션 홈 네트워크, 스마트오피스 등의 실내 환경 및 다양한 유비쿼터스 환경에서 홈 네트워크 미들웨어로 적용될 수 있을 것으로 보인다.
홈 네트워크가 다양하고 풍부한 콘텐츠를 보유하는 엔터테인먼트 네트워크로 발전함에 따라 향후에는 사용자들이 UCC(user created contents) P2P(peer-to-peer) 파일공유 응용의 사례와 유사하게 자신들의 관심 정보에 기초하여 콘텐츠를 홈 네트워크들 간의 커뮤니티를 예상하면서 이를 디지털 홈 커뮤니티(DHC: digital home community)로 명명한다. DHC 환경하에서 효율적으로 콘텐츠를 공유하려면 계층적인 P2P 기반 오버레이(overlay) 네트워킹에 의한 연결성 및 검색 기법, QoS 및 보안을 안정적으로 지원하는 P2P기반 콘텐츠 분배 기법, 그리고 이에 수반되는 각종 미디어지원 홈 네트워크기기들의 자원 관리 및 구성 기법 등의 다양한 사항들이 만족되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 DHC 환경에 적합한 특성을 지니는 오버레이 기반 콘텐츠 검색 및 전송 기법들에 대한 고찰을 시도해 본다.
홈 네트워크 기술은 최근에 급격히 발달하고 있으나, 안전성 분야에 대해서는 이직 연구가 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 홈 네트워크를 위한 보안 어플라이언스를 제안한다. 필터링과 리맵핑 기술을 이용하여 악의적인 접근을 차단하고, 홈 네트워크 내부의 정보를 보호함으로써 홈 네트워크의 안전성을 향상시키며. 사용자의 편의성을 고려한 통합된 환경설정 기능을 제공하는 보안 어플라이언스를 설계하고자 한다.
홈 네트워크 환경은 가정내의 다양한 디지털 기기들이 네트워크로 통합한 최첨단 생활환경으로써, 이동 에이전트는 이러한 홈 네트워크 환경에서의 새로운 컴퓨팅 요소로써 활용될 것으로 기대된다. 특히, 이동 에이전트의 이동성과 비동기적 수행능력은 가정내의 디지털 기기들을 제어하고 관리하기 위해 발생하는 네트워크 트래픽을 감소 시킬 수 있다. 그러나, 이동 에이전트를 홈 네트워크 환경에서 적용하기 위해서는 이동 에이전트에 대한 접근제어가 반드시 필요하다. 기존의 홈 네트워크 시스템에서는 홈 서버를 이용하여 사용자에 대한 접근제어를 수행한다. 홈 서버는 디지털 기기와 사용자의 권한을 명시하는 접근제어 목록을 이용하여 홈 네트워크로 접근하는 사용자에 대한 접근제어를 수행한다. 이를 위해 홈 서버는 디지털 기기와 사용자의 권한 간의 최신 정보를 저장하기 위해 주기적으로 접근제어 목록을 갱신하는 추가적인 연산을 수행한다. 따라서, 본 논문에서는 홈 네트워크 환경에서 이동 에이전트의 역할에 기반한 접근제어 프레임워크(Secure-KAgent)를 보인다. 본 프레임워크는 Role-Based Access Control(RBAC)을 기초한 접근 권한의 관리가 가능하다. 또한, 본 논문에서 제안하는 롤 티켓(Role ticket)을 이용함으로써 이동 에이전트에게 안전한 역할 분배를 보장한다.
홈 네트워크 제어 서비스 환경에서는 외부요인에 의한 장애, 네트워크 장애, 장치의 장애 등에 의해 장애가 발생할 수 있다. 더욱이 사용자는 시스템 결함 관리와 같은 복잡한 시스템 관리를 직접하는 것을 원하지 않는다. 따라서 홈 네트워크를 구성하는 홈 기기에 대해 장애가 발생할 경우 자동으로 복구하는 시스템을 필요로 한다. 이를 위해 본 논문에서는 홈 네트워크 제어 시스템 상의 홈 기기들의 제어 로그의 설계와 관리, 장애 발생시점의 홈 기기의 서비스 내용을 분석하여 홈 기기의 서비스 연속성을 보장하기 위한 방법을 제시하고 구현한다.
DLNA(Digital Living Network Alliance) 표준은 홈 네트워크 내에서 멀티미디어 콘텐츠의 공유를 용이하게 한다. 하지만 스마트폰, 태블릿 PC와 같은 이동 컴퓨팅 기기의 사용이 빠르게 확산되면서 콘텐츠 공유는 홈 네트워크의 영역에서 확장될 필요성이 생겼다. 본 논문에서는 이동 환경에서도 사용자가 DLNA 기반 홈 네트워크와 연결하여 원하는 멀티미디어 콘텐츠의 공유를 가능하게 하는 방법을 제시한다. 제안되는 방법은 모바일 VPN(Virtual Private Network)의 사용을 기반으로 하며, 무선 환경에서 홈 네트워크의 자원에 쉽게 접근할 수 있는 방법을 제시한다.
댁내의 정보가전을 댁외에서 동일한 환경으로 제어하고 관리하고자 할 때 홈 네트워크 미들웨어로 접근이 용이하지 않다. 본 논문에서는 외부에서 홈 네트워크를 제어하기 위해 개방형 프로토콜인 SIP와 UPnP를 이용하며 접근하는 방식을 제안한다. 즉, 홈 네트워크 내에서는 UPnP 미들웨어를 사용하고 댁외 광역 액세스 망에서는 SIP를 이용한다. 이를 위해 SIP와 UPnP를 연결 시켜주는 가교 역할의 브리지를 설계하여 홈 게이트웨이에 설치하여 댁외에서도 댁내의 정보가전을 제어 관리하는 방식을 제안한다.
홈 네트워크에서 요구되는 보안 서비스는 홈의 정의에 따라 달라질 수 있다. 그리고 댁내에 어떠한 홈 네트워크 기술들이 포함될 것인가에 따라 달라진다. 홈 네트워크에서는 다양한 디바이스들이 네트워크에 연결되어 있다. 이러한 홈 디바이스들은 외부의 공격으로부터 안전하지 않은 환경에 존재하게 된다. 따라서 홈 디바이스 내에 저장되어 있는 비밀정보를 보호하기 위한 요소들이 필요하다. 본 논문에서는 안전한 홈 네트워크 서비스를 제공하기 위해 필요한 홈 디바이스 내의 비밀정보를 보호하기 위한 시스템을 설계하고자 한다.
이제까지의 디지털 홈 연구는 네트워크기술과 보안 관련 시스템에 관한 것이 주를 이루었다. 홈 네트워크에서 개인화 되고 차별화 된 서비스의 제공이 새로운 이슈로 부각되고 있다. 본 논문에서 제안하는 시스템은 가족 구성원 각자의 특성을 고려한 차별적인 서비스를 제공한다. 출입통제시스템을 통하여 내부 사용자 정보를 얻고, 컨트롤러는 내부 사용자의 데이터베이스를 활성화시켜 차별적인 환경을 제공하고, 홈 네트워크의 서브시스템을 제어하는 것이다. 예로, 사용자 연령에 따라 TV 프로그램 혹은 채널을 제한하거나 사용자마다의 다른 인터넷 환경을 제공하거나 전화번호에 제한을 둘 수 있고, 홈쇼핑 결제 권한을 제한하는 등 가족 구성원간의 차별적인 환경을 자동으로 제공할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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