무선 인터넷(Wireless Internet)의 발달로 인해 언제 어디서나 네트워킹이 가능한 환경이 구축되면서 휴대폰과 PDA 등의 모바일 단말기가 여러 분야에서 활용되고 있다. 특히 원격 제어에 있어서 모바일 단말기의 이동성은 큰 장점을 가진다. 본 논문은 모바일 단말기 중에서 가장 대중적인 휴대폰을 사용하여 원격 컴퓨터의 스크린 이미지를 전송받고, GUI 제어와 모니터링을 수행하는 Mobile VNC(Virtual Network Computing) 시스템을 설계 및 구현하였다. 제안하는 시스템은 휴대폰 상의 Mobile Viewer, 다수의 원격 컴퓨터 상의 VNC Server, VNC Monitor로 구성된다 VNC 서버와 모바일 뷰어 사이의 통신을 위해서 MRFB(Mobile RFB) 프로토콜을 사용하고, 모바일 뷰어로 전송되는 스크린 이미지는 휴대폰의 자바 실행 환경인 SK-VM이 지원하는 PNG 포맷으로 엔코딩한다. 구현 결과, 이미지 용량은 2KB-8KB로 측정되었고, 65회 전송 결과 평균 초당 전송률은 에뮬레이터에서 4.93fps, 실제 휴대폰은 0.8fps로 기존 시스템보다 빠른 성능을 보였다.
무선 인터넷(Wireless Internet)의 발달로 인해 언제 어디서나 네트워킹이 가능한 환경이 구축되면서 휴대폰과 PDA 등의 모바일 단말기가 여러 분야에서 활용되고 있다. 특히 원격 제어에 있어서 모바일 단말기의 이동성은 큰 장점을 가진다. 본 논문은 모바일 단말기 중에서 가장 대중적인 휴대폰을 사용하여 원격 컴퓨터의 스크린 이미지를 전송받고, GUI 제어와 모니터링을 수행하는 Mobile VNC(Virtual Network Computing) 시스템을 설계 및 구현하였다. 제안하는 시스템은 휴대폰 상의 Mobile Viewer, 다수의 원격 컴퓨터 상의 VNC Server, VNC Monitor로 구성된다 VNC 서버와 모바일 뷰어 사이의 통신을 위해서 MRFB(Mobile RFB) 프로토콜을 사용하고, 모바일 뷰어로 전송되는 스크린 이미지는 휴대폰의 자바 실행 환경인 SK-VM이 지원하는 PNG 포맷으로 엔코딩한다. 구현 결과, 이미지 용량은 2KB-8KB로 측정되었고, 65회 전송 결과 평균 초당 전송률은 에뮬레이터에서 4.93fps, 실제 휴대폰은 0.8fps로 기존 시스템보다 빠른 성능을 보였다.
The Growth in wireless Internet has made Networking possible at anytime and anywhere. So mobile devices like cellular phone and PDA are now used in various fields. In particular, the mobility of mobile devices has a great advantage in remote control. This paper designed and implemented a Mobile VNC ...
The Growth in wireless Internet has made Networking possible at anytime and anywhere. So mobile devices like cellular phone and PDA are now used in various fields. In particular, the mobility of mobile devices has a great advantage in remote control. This paper designed and implemented a Mobile VNC system that transmitted the screen image of a remote computer, control the remote computer GU and monitor all by cellular phone. The proposed system consists of a Mobile Viewer un on the cellular phone, VNC Server m on a number of remote computers and a VNC Monitor. For communication between the VNC Server and the Mobile Viewer the MRFB protocol is used. The screen image transmitted to the Mobile Viewer is encoded in the PNG format supported by SK-VM, the Java execution environment of the Cellular phone. According to implementation results, the image is about $2KB\~8KB$. According to the 65 times transmission test, the average frame per second is 4.93fps in the emulator and a real cellular phone takes 0.8fps. Therefore, the proposed system is more efficient than existing systems.
The Growth in wireless Internet has made Networking possible at anytime and anywhere. So mobile devices like cellular phone and PDA are now used in various fields. In particular, the mobility of mobile devices has a great advantage in remote control. This paper designed and implemented a Mobile VNC system that transmitted the screen image of a remote computer, control the remote computer GU and monitor all by cellular phone. The proposed system consists of a Mobile Viewer un on the cellular phone, VNC Server m on a number of remote computers and a VNC Monitor. For communication between the VNC Server and the Mobile Viewer the MRFB protocol is used. The screen image transmitted to the Mobile Viewer is encoded in the PNG format supported by SK-VM, the Java execution environment of the Cellular phone. According to implementation results, the image is about $2KB\~8KB$. According to the 65 times transmission test, the average frame per second is 4.93fps in the emulator and a real cellular phone takes 0.8fps. Therefore, the proposed system is more efficient than existing systems.
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문제 정의
본 논문은 VNC를 기반으로 휴대폰을 VNC 클라이언트로 사용하여 원격 컴퓨터를 제어하는 시스템을 설계 및 구현하였다. 휴대폰은 포인팅 장치가 부재하고, 키보드 및 화면 크기에 제약이 있으므로 표준 컴퓨터모델을 기준으로 구상된 RFB 프로토콜은 사용하기가 적합하지 않다.
본 논문은 휴대폰을 사용하여 이미지 기반의 원격제어 시스템을 제안하고, 실제 휴대폰으로 실행하여 시스템의 유용성을 테스트하였다.
제안 방법
VNC 서버는 RealVNC의 자바 공개 소스를 수정하여 J2SDK 142에서 구현 및 컴파일하였다. VNC 서버는 Java Web Start 기술을 사용하여 원격에 위치한 다수의 컴퓨터에서 다운로드해서 실행한다.
그리고 뷰어가 VNC 서버 리스트를 재요청한 경우 현재 모니터에 연결된 VNC 서버의 IP 리스트를 재전송하여 뷰어가 제어할 수 있는 VNC 서버에 대한 가용한 정보를 유지하도록 한다. 또한 뷰어로부터 동시 제어 명령을 받아서 다수의 VNC 서버에 전송하여 제어가 수행되도록 한다.
따라서 본 논문이 제안하는 시스템은 VNC 모니터(Monitor)를 위치시켜 다수의 VNC 서버를 관리하고, 동시 제어 명령을 수행한다. VNC 서버와 휴대폰 상의 모바일 뷰어(Mobile Viewer)가 직접 연결되어 이미지와 명령을 전송하므로 모니터의 개입 없이 원격 컴퓨터의 GUI 제어가 가능하다.
그리고 휴대폰과 원격 컴퓨터가 직접 소켓통신으로 연결되므로 기존의 시스템[2, 4]이 웹 서버를 경유하여 이미지와 명령을 전송하는 방식보다 효율적이다. 또한 휴대폰의 뷰어에서 모니터에 연결된 모든 컴퓨터에 적용되는 동시 제어 명령으로서 종료와 재부팅을 실행하였다.
VNC 서버는 Java Web Start 기술을 사용하여 원격에 위치한 다수의 컴퓨터에서 다운로드해서 실행한다. 모바일 뷰어는 J2ME를 기반으로 구현하여 SK-VM 에뮬레이터 1.3.2로 테스트하고 SK-VM 1.2 버전이 탑재된 삼섬 SCH-E380 휴대폰으로 실행하였다. VNC 모니터는 서블릿(Servlet)으로 구현하였고, Tomcat 4.
SK-VM에서 지원되는 이미지 포맷은 MIDP 규격에 정의된 포맷인 PNG와 XCE에서 자체 정의한 LBM 이다. 본 논문의 제안 시스템은 스크린 이미지를 PNG로 엔코딩하였다. SVNC 시스템에 비해 이미지 용량은 4KB 이상 감소했고, 초당 프레임 전송률(fps)은 4.
뷰어의 실행이 시작되면 사용자는 인증을 위해 ID와 패스워드를 입력한다. 뷰어는 타임 스탬프(Timestamp) 와 랜덤 숫자(Rarmdom Number), 입력한 ID와 패스워드를 SHA1 해쉬 알고리즘을 사용하여 160bit의 메시지 다이제스트(MD : Message Digest)를 구하고 이것을 모니터에 전송하여 사용자 인증을 수행하게 된다. J2ME는 암호화를 위한 자바 암호 표준인 JCA(Java Cryptography Architecture)와 JCE(java Cryptography Extension)를 포함하지 않으므로 Bouncy Castle 라이브러리[8]가 제공하는 함수와 클래스를 사용한다.
모니터는 모바일 뷰어가 처음 접속하면 패스워드 기반의 사용자인증을 수행한다. 인증 모듈은 Bouncy Castle 라이브러리를 사용하여 구현하였고, SHA1 해쉬 알고리즘岡을 사용하여 뷰어가 전송한 메시지 다이제스트의 인증 여부를 결정하는 처리 방법은 다음과 같다.
표 4는 32 색상을 기준으로 한다. 제안 시스템과 Rajicone 각각의 휴대폰실행 환경에 맞게 이미지를 엔코딩하였다. 즉 제안 시스템은 PNG로, Rajicone NTT DoCoMo의 DOJA라는 프로파일이 지원하는 GIF 포맷으로 스크린 이미지를 엔코딩한다.
제안하는 시스템은 원격 컴퓨터에서 실행되는 VNC 서버(s), VNC 모니터, 휴대폰 상의 모바일 뷰어로 구성되며 통신을 위해 MRFB 프로토콜을 사용한다. 시스템 구성은 그림 1과 같다.
제안하는 시스템은 텍스트 기반의 원격 제어 시스템에서 벗어나 사용자는 원거리에 위치한 컴퓨터의 스크린 이미지를 휴대폰으로 전송받고, GUI 제어를 수행할 수 있다. 그리고 휴대폰과 원격 컴퓨터가 직접 소켓통신으로 연결되므로 기존의 시스템[2, 4]이 웹 서버를 경유하여 이미지와 명령을 전송하는 방식보다 효율적이다.
제안 시스템과 Rajicone 각각의 휴대폰실행 환경에 맞게 이미지를 엔코딩하였다. 즉 제안 시스템은 PNG로, Rajicone NTT DoCoMo의 DOJA라는 프로파일이 지원하는 GIF 포맷으로 스크린 이미지를 엔코딩한다. 제안 시스템의 휴대폰은 데이터 통신으로 EVDO 기술을 사용하고 Rajicone FOMA, 즉 NTT DoCoMo의 IMT 2000 기술을 사용한다.
제안 시스템의 휴대폰은 데이터 통신으로 EVDO 기술을 사용하고 Rajicone FOMA, 즉 NTT DoCoMo의 IMT 2000 기술을 사용한다. 초당 전송률 테스트를 위해 제안 시스템의 뷰어는 총 65회 스크린 이미지를 서버에게 요청하였고, 각 이미지를 전송받아 화면에 표시되는데 소요된 시간을 계산하였다. Rajicon은 총 20회 테스트했다.
추가된 화면 모드 필드는 뷰어의 두 가지 화면 모드인 Zoom in과 Zoom out을 구별하고, 마우스 이벤트 필드는 클릭과 더블 클릭을 구별한다. X 좌표와 Y 좌표는 휴대폰 화면에서 마우스 이미지의 X, Y 좌표를 뜻한다.
대상 데이터
제안 시스템의 VNC 서버가 전송하는 이미지 크기는 휴대폰의 화면 크기인 128x130이고, 32bit 색상의 PNG로 엔코딩한다. 이미지 용량은 2~8KB이다.
SVNC 시스템은 3비트의 Gray 이미지와 256 색상의 스크린 이미지를 제공한다. 표 3에서는 256 색상의 이미지를 비교 대상으로 하였다. SK-VM에서 지원되는 이미지 포맷은 MIDP 규격에 정의된 포맷인 PNG와 XCE에서 자체 정의한 LBM 이다.
이론/모형
SK-VMe J2ME(Java 2 Micro Edition) 를 기반으로 작성된 애플리케이션을 다운 로드해서 실행시킬 수 있는 자바 실행 환경이다. SK-VMe SK 텔레콤의 사내 벤처 인 XCE에서 clean room 방식으로 J2ME를 구현하였고 XVM(eXtended Virtual Machine)을 사용한다. 본 논문은 시스템 개발과 실제 휴대폰 상의 실행을 위해 SK-VM을 사용한다.
VNC 클라이언트는 원격 컴퓨터의 VNC 서버가 전송하는 스크린 이미지 프레임을 받아서 자신의 디스플레이 장치에 표시하고, 원격 컴퓨터의 GUI를 제어한다. VNC 클라이언트와 VNC 서버의 통신을 위해 RFB (Remote Frame Buffer) 프로토콜을 사용한다[6]. 이 프로토콜은 씬 클라이언트(THn Client) 프로토콜로서 클라이언트의 처리량과 요구 사항을 최소화하므로 클라이 언트는 다양한 하드웨어 상에서 구현이 가능하다[5].
휴대폰은 포인팅 장치가 부재하고, 키보드 및 화면 크기에 제약이 있으므로 표준 컴퓨터모델을 기준으로 구상된 RFB 프로토콜은 사용하기가 적합하지 않다. 따라서 본 논문에서 모바일 환경에 맞게 개선한 MRFB (Mobile RFB) 프로토콜을 사용한다. 원격 컴퓨터의 스크린 이미지는 J2ME MIDP 규격에 정의되고, 휴대폰의 자바 실행 환경인 SK-VM이 지원하는 PNG 포맷으로 엔코딩한다.
SK-VMe SK 텔레콤의 사내 벤처 인 XCE에서 clean room 방식으로 J2ME를 구현하였고 XVM(eXtended Virtual Machine)을 사용한다. 본 논문은 시스템 개발과 실제 휴대폰 상의 실행을 위해 SK-VM을 사용한다.
비율이다. 유사 변환 시, 이미지 축소에 따른 질적 저하를 줄이고 변형될 픽셀값을 결정하기 위해 양선형 보간법(Bilinear Inter中이ation)을 사용한다. 양선형보간법은 인접한 4개의 픽셀의 가중치로 각 픽셀의 값을 계산한다【9].
즉 제안 시스템은 PNG로, Rajicone NTT DoCoMo의 DOJA라는 프로파일이 지원하는 GIF 포맷으로 스크린 이미지를 엔코딩한다. 제안 시스템의 휴대폰은 데이터 통신으로 EVDO 기술을 사용하고 Rajicone FOMA, 즉 NTT DoCoMo의 IMT 2000 기술을 사용한다. 초당 전송률 테스트를 위해 제안 시스템의 뷰어는 총 65회 스크린 이미지를 서버에게 요청하였고, 각 이미지를 전송받아 화면에 표시되는데 소요된 시간을 계산하였다.
성능/효과
본 논문의 제안 시스템은 스크린 이미지를 PNG로 엔코딩하였다. SVNC 시스템에 비해 이미지 용량은 4KB 이상 감소했고, 초당 프레임 전송률(fps)은 4.93fps로 증가하였다.
Rajicon은 총 20회 테스트했다. 본 시스템의 평균 초당 전송률은 0.8fps로 1개의 이미지 프레임을 전송받아 표시하는데 평균적으로 1.22초가 소요되었고, Rajicone 2.0초가 소요되었다. 제안 시스템의 이미지 용량이 상대적으로 크지만 휴대폰과 원격 컴퓨터가 소켓 통신을 통해 직접 스크린 이미지를 전송하므로 웹 서버를 통해 명령과 이미지를 전달받는 Rajicon보다 초당 전송률이 높게 측정된 것으로 추측된다.
0초가 소요되었다. 제안 시스템의 이미지 용량이 상대적으로 크지만 휴대폰과 원격 컴퓨터가 소켓 통신을 통해 직접 스크린 이미지를 전송하므로 웹 서버를 통해 명령과 이미지를 전달받는 Rajicon보다 초당 전송률이 높게 측정된 것으로 추측된다.
참고문헌 (10)
Toshiaki Uemukai, Takahiro Hara, Masahiko Tsukamoto, Shojiro Nishio, 'A Remote Display Environment : An Integration of Mobile and Ubiquitous Computing Environments', Wireless Communications and Networking Conference(WCNC), 2002. vol.2 pp.618 - 624, 2002
Norman Makoto Su, Yutaka Sakane, Masahiko Tsukamoto, Shojiro Nishio, 'Rajicon:Remote PC GUI Operations via Constricted Interfaces', Proceedings of the 8th annual international conference on Mobile computing and networking, Session: Systems Issues, pp.251-262, 2002
Mariana Nikolova, Frans Meijs, Peter Voorwinden, 'Remote Mobile Control of Home Appliances' , Consumer Electronics, IEEE Transactions on, Volume: 49 , Issue: 1, Feb. P123-127, 2003
Buntarou Shizuki, Masato Nakasu, Jiro Tanaka, 'VNC-Based Access To Remote Computers From Cellular Phones', Proceedings of the IASTED International Conference On Communication Systems and Networks(CSN 2002), pp. 74-79, September 2002
T. Richardson, Q. Stafford-Fraser, K. R. Wood, and A. Hopper, 'Virtual Network Computing', IEEE Internet Computing, 2(1), 33-38, 1998
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