• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.63-71
• /
• 2019

4차 산업혁명시대를 맞이하여 스마트팩토리의 구축에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 이러한 스마트팩토리의 구축과 관련된 다양한 기술들 중에서 핵심기술 중의 하나는 데이터의 송수신을 처리하는 IoT용 프로토콜 부문이다. 이와 관련하여 일반적으로 MQTT 프로토콜이 가장 많이 사용되고 있으나 기존의 MQTT 기술은 메시지의 우선순위 개념이 없기 때문에 실시간성을 요구하는 산업용 현장에 적용하기에는 다소 부족한 면이 있다. 특히 특정 설비의 고장발생에 따른 관련 설비 전체의 비상정지 등과 같은 긴급 상황에서는 긴급한 메시지의 우선순위 처리가 매우 중요하다. 이를 개선하기 위해 우선순위 기반 MQTT에 관한 연구도 일부 진행되고 있으나 이러한 연구들은 MQTT 표준 규격을 변형한 방식이기 때문에 실제 현장에서 사용하기에는 문제점을 안고 있다. 따라서 본 연구에서는 MQTT 표준을 준수하면서도 메시지의 우선순위 처리가 가능한 MQTT에 관련한 연구를 실시하고 이를 검증한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보처리학회 2016년도 추계학술발표대회
• /
• pp.789-792
• /
• 2016

사물인터넷 시장의 발전에 따라 많은 통신 프로토콜과 그에 해당하는 장비들이 발전을 하고 있다. 다양한 통신 프로토콜 사용에 따라 이질성 문제가 대두되어 이를 해결하는 미들웨어 기반의 가상 어댑터들이 나왔다. 하지만 이러한 가상 어댑터들은 통신 프로토콜 간의 이질성 문제는 해결하지만 인터넷 같은 외부 망과는 상호 호환이 안 되는 문제가 있다. 본 논문에서는 MQTT(Message Queuing Telemetry)를 활용하여 기존 가상 어댑터들과 외부 망 간 양방향 연동을 가능케 하는 MQTT 어댑터를 제안한다. 본 연구를 통하여 어댑터는 내부 센서 데이터 활용뿐만 아니라 외부 망의 데이터도 활용할 수 있어 폭넓은 상호 운용성을 확보할 수 있다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
• /
• 한국컴퓨터정보학회 2018년도 제58차 하계학술대회논문집 26권2호
• /
• pp.223-224
• /
• 2018

Internet of Things (IoT) 특성상 경량 디바이스를 사용하기 때문에 한정된 메모리 용량과 컴퓨팅 파워를 효율적으로 활용하기 위한 경량 통신 프로토콜이 요구된다. 본 논문에서는 IoT 기기에서 사용하는 경량 프로토콜인 MQTT를 이용해 센서 노드들이 보내는 데이터의 양을 최소화하여 트래픽 효율을 높이는 broker 캐싱을 제안한다. Broker 캐싱은 MQTT에서 센서 노드가 보낸 데이터를 broker가 캐싱해두고, 센서 노드로부터 중복 처리형 패킷을 받았을 때 캐싱한 데이터를 subscriber에게 전송한다.

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제15권5호
• /
• pp.981-986
• /
• 2020

사물인터넷은 장소나 시간에 제약 없이 센서와 통신 기능이 내장된 사물이 사람과 사물에 상호 작용이 가능하도록 구성된 사물 공간 연결망을 말한다. IoT는 인간의 편의를 위한 서비스 목적으로 개발된 연결망이지만 현재는 전력전송, 에너지관리, 공장자동화와 같은 산업 전반에 그 사용범위가 확대되고 있는 상태이다. 그러나 IoT의 통신프로토콜인 MQTT는 푸시 기술 기반의 경량 메시지 전송 프로토콜로 보안에 취약함을 갖고 있고 이것은 개인정보 침해나 산업정보 유출 같은 위험성이 내재되어 있다고 할 수 있다. 우리는 이런 문제점을 해결하기 위해 경량 메시지전송 MQTT 프로토콜에 서로 다른 혼돈계가 임의의 값으로 동기화되는 특성을 이용하여 보안 채널을 생성하는 동기화 MQTT 보안 채널을 설계하였다. 우리가 설계한 통신 채널은 혼돈 신호의 난수 유사성, 초기치 민감성, 신호의 재생산성과 같은 특성을 이용한 방법으로 잡음 채널에 정보를 전송하는 방법이라고 할 수 있다. 우리가 제시한 킷값으로 동기화된 암호화 방법은 경량 메시지 전송 프로토콜에 최적화된 방법으로 IoT의 MQTT에 적용된다면 보안 채널 생성에 효과적이라고 할 수 있다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제16권5호
• /
• pp.137-142
• /
• 2016

2-Step 개방형 시스템은 힐링플랫폼과 개인건강 문서저장소 사이의 중계를 목적으로 제안되었다. 또한 TOS는 프로바이더(provider)의 건강문서 접근/요청 과정을 실시간으로 모니터링 하기 위해 대량 커넥션 기반의 pubsub서비스를 고려하여 설계되었다. TOS에서는 pubsub시의 통신 프로토콜의 용도로 WebSocket을 사용하고 있다. 그러나 힐링플랫폼의 사용자 단말인 모바일 기기의 저품질 무선 네트워크 운영 환경을 감안해볼 때, 전송 프로토콜 뿐 아니라 QoS를 지원하는 메시징 프로토콜 또한 추가될 필요가 있다. MQTT는 모바일 기기에 최적화된 경량 메시징 프로토콜로서 저속/저품질인 무선 네트워크 상황을 감안한 신뢰성 있는 메시징 QoS를 정의하고 있다. 본 논문에서는 힐링플랫폼의 사용자 단말인 모바일 기기를 고려하여 대량의 커넥션 및 펍섭시의 QoS를 지원하는 MQTT 프로토콜 기반의 메시지 브로커를 설계한다. 이를 위해, 우선 TOS와 MQTT 메시지 브로커 간의 모델을 설계하고, 제안 설계를 바탕으로 프로토타입을 구현한 후, 마지막으로 MQTT 클라이언트 툴을 사용한 load-test를 통해 기존연구와의 성능지표를 비교하도록 한다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제21권7호
• /
• pp.1320-1326
• /
• 2017

최근 IoT는 제한된 네트워크 환경에서의 디바이스 통신을 충족시키기 위해 경량화 프로토콜에 대한 연구가 진행중이다. MQTT는 대표적인 경량화 프로토콜이며, 오버헤드를 최소화하기 위해 작은 고정 헤더를 지원하고, publish/subscribe구조를 채택함으로써 실시간성을 보장한다. 하지만 MQTT는 중요 데이터에 대한 우선순위 처리를 지원하지 않아 특정 IoT 서비스에서의 QoS를 제공할 수 없다. 본 논문에서는 MQTT에서 다양한 IoT 서비스의 우선 순위를 고려하기 위한 메시지 처리 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 노드에서 MQTT의 고정헤더에 우선순위 플래그를 추가하여 메시지를 전송하며, broker에서는 해당 메시지에 대한 우선순위를 확인하여 우선적으로 처리한다. 실험 및 평가를 통해 우선순위에 따라 노드간의 종단 간 지연의 감소를 확인하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
• /
• 제11권6호
• /
• pp.778-783
• /
• 2018

정보통신과 산업기술의 급속한 발전으로 인간과 모든 프로그램 그리고 사물들이 인터넷을 통해 연결되는 초연결사회(hyper-connected society)가 구현되고 있다. 초연결사회를 구현하기 위한 정보의 수집은 사물과 사물 그리고 사물과 인간을 연결하는 사물인터넷(IoT: Internet of Thing)이 그 역할을 담당하고 있다. (MQTT: Message Queuing Telemetry Transport)는 이런 사물인터넷의 제약된 통신환경에 최적화되어 개발된 푸시 기술(push technology) 기반의 경량 메시지 전송 프로토콜이다. 초연결사회를 지향하면서 IoT가 담고 있는 정보는 센서의 환경정보에서 이제는 사람의 질병과 건강관리까지 담당하는 광범위한 정보가 되었다. 이런 MQTT에 대한 보안 문제는 환경정보 유출뿐만 아니라 개인의 정보 침해에까지 이르게 되었다. 우리는 이런 MQTT의 보안의 문제점을 해결하기 위해 혼돈계의 초기치 민감성, 유사 난수성을 무결성과 기밀성에 적용하여 새로운 보안 MQTT통신방법을 설계하였다. 우리가 설계한 혼돈계를 이용한 암호화 방법은 구조가 간단하고 계산량이 적기 때문에 IoT와 같은 제한된 통신환경에 적합한 통신방법이라고 생각된다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.728-738
• /
• 2016

ICT 기술의 발전은 인간이 생산해내는 정보뿐 아니라 일상 사물을 인터넷에 연결하여 사물의 정보와 사물이 센싱하는 환경 정보까지 공유할 수 있는 사물인터넷 시대의 도래를 촉진하고 있다. 이에 사물과 사물 간 데이터를 전송하는 많은 방법들이 제안되고 있으며 대표적으로 HTTP 프로토콜을 활용한 데이터 전송 방법이 대중적으로 사용되고 있다. 하지만 방대한 데이터들을 효과적으로 처리하기 위하여 사물 인터넷 플랫폼 시장에서는 좀 더 신속하고 안정적인 통신 프로토콜을 지향하고 있다. HTTP 프로토콜을 지원하는 시스템에서는 헤더가 데이터에 비해 상대적으로 크기에 전송 효율의 문제를 보인다. 또한 시스템 과부하의 문제점이 대두되고 있으며 기업 간 자체 사물인터넷 표준은 데이터 교환 호환성을 방해하고 있다. 이에 본 논문에서는 경량의 표준 사물인터넷 프로토콜인 MQTT와 Web Socket을 활용하여 전송 효율을 개선하고 신속하고 안정성 있는 사물인터넷 플랫폼을 위한 데이터 수집 솔루션을 제안한다.

• KNOM Review
• /
• 제22권1호
• /
• pp.30-41
• /
• 2019

MQTT 프로토콜은 IoT 정보 전송을 위한 오픈 Publish / Subscribe 시스템 중 하나이다. 본 논문에서는 MQTT 클러스터링 시스템에 동적으로 참여하는 가입자를 적절한 브로커에 배정하는 알고리즘을 제안한다. 중앙 집중식 브로커가 있는 MQTT 시스템에서는 가입자와 중개자 간의 연결 및 메시지 손실이 발생한다. 이 논문에서는 확장 가능한 개방형 IoT 시스템을 개발하고 SDN 인프라에서 MQTT 브로커 클러스터링을 고려하여 이 문제를 해결한다. 특히 이 논문은 SDN 기반 MQTT 클러스터에서 브로커의 부하 및 통신비용을 줄이기 위해 브로커의 주제 공유에 따라 브로커에 가입자를 할당하는 문제에 중점을 둔다. 실험 결과는 제안 된 알고리즘이 기존의 방법에 비해 부하 및 비용을 감소시킴을 보여준다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제18권6호
• /
• pp.83-90
• /
• 2018

LoRa(Long Range)는 장거리, 저 전력 통신 기술이다. 근거리 무선 통신 기술보다 통신 범위가 넓어 다수의 AP를 설치하지 않고도 통신할 수 있으며, 초기 인프라 구축비용을 줄일 수 있다. MQTT(Message, Queuing, Telemetry, Transport) 프로토콜 또한 저 전력, 경량 프로토콜로 LoRa와 함께 사용 시 모듈의 지속성을 증가시키고, 유지보수 비용을 줄일 수 있다. 본 논문에서는 이러한 LoRa와 MQTT를 활용해 공장 안의 다양한 환경 정보를 취합하는 시스템을 개발하였다. 먼 거리에 위치한 작업장들의 환경 센서 데이터를 관리 시스템에서 모니터링 할 수 있고, 각 작업장에 있는 설비들을 제어할 수 있다. 또한, 성능 실험을 통해 LoRa와 MQTT 활용이 장거리, 전력소모 측면에서 효과적임을 확인했다.