네트워크 생존성을 고려한 선박 통신망(SAN)의 이중화 네트워크 토폴로지 및 중복 전송 프로토콜의 설계 Design of Dual Network Topology and Redundant Transmitting Protocol for High Survivability of Ship Area Network (SAN)원문보기
지능형 선박(Smart Ship)에 탑재되는 정보화 장비의 종류와 수량이 증가하고 있는 최근 국내외 조선 산업계 동향에 따라, 이들 장비를 효율적으로 통합하고 제어할 수 있는 선박 백본 네트워크 개발의 필요성이 대두되고 있다. 선박 백본 네트워크는 자동화 및 무인화 특징을 가지는 지능형 선박에 구축된다는 점에서 고수준의 생존성을 요구한다. 따라서 본 논문에서는 이와 같은 네트워크 구축 환경의 특수성과 네트워크 생존성 요구 사항을 고려하여, 효율적인 선박 운용을 제공하는 고생존 선박 통신망(SAN : Ship AreaNetwork)에 대한 연구를 수행하고자 한다. 이를 위해 지능형 선박의 정보화 장비를 포함한 모든 네트워크 노드들이 이중 경로를 통해 서로 연결된 이중화네트워크 토폴로지를 설계하였다. 그리고 설계한 이중화 네트워크 토폴로지 환경에서 최소의 중복 전송을 통해 최대의 생존성 성능을 나타내는 효율적인 중복 전송 프로토콜을 설계하였다. 또한 본 논문에서 제안한 토폴로지 및 프로토콜이 적용된 새로운 선박 통신망의 성능을 그래프 이론, 확률 이론, 구현 명세, 시뮬레이션 등을 포함한 체계적이고 실증적인 분석을 통해 검증하였다.
지능형 선박(Smart Ship)에 탑재되는 정보화 장비의 종류와 수량이 증가하고 있는 최근 국내외 조선 산업계 동향에 따라, 이들 장비를 효율적으로 통합하고 제어할 수 있는 선박 백본 네트워크 개발의 필요성이 대두되고 있다. 선박 백본 네트워크는 자동화 및 무인화 특징을 가지는 지능형 선박에 구축된다는 점에서 고수준의 생존성을 요구한다. 따라서 본 논문에서는 이와 같은 네트워크 구축 환경의 특수성과 네트워크 생존성 요구 사항을 고려하여, 효율적인 선박 운용을 제공하는 고생존 선박 통신망(SAN : Ship Area Network)에 대한 연구를 수행하고자 한다. 이를 위해 지능형 선박의 정보화 장비를 포함한 모든 네트워크 노드들이 이중 경로를 통해 서로 연결된 이중화 네트워크 토폴로지를 설계하였다. 그리고 설계한 이중화 네트워크 토폴로지 환경에서 최소의 중복 전송을 통해 최대의 생존성 성능을 나타내는 효율적인 중복 전송 프로토콜을 설계하였다. 또한 본 논문에서 제안한 토폴로지 및 프로토콜이 적용된 새로운 선박 통신망의 성능을 그래프 이론, 확률 이론, 구현 명세, 시뮬레이션 등을 포함한 체계적이고 실증적인 분석을 통해 검증하였다.
In the shipbuilding industry, due to the global trends where the number of IT (Information Technology) devices of a smart ship have been increased rapidly, the need to develop a new shipboard backbone network has recently emerged for integrating and managing the IT devices of a smart ship efficientl...
In the shipbuilding industry, due to the global trends where the number of IT (Information Technology) devices of a smart ship have been increased rapidly, the need to develop a new shipboard backbone network has recently emerged for integrating and managing the IT devices of a smart ship efficiently. A shipboard backbone network requires high survivability because it is constructed in automatic and unmanned smart ships where a failure of the backbone network can cause critical problems. The purpose of this paper thus is to study SAN (Ship Area Network) as a efficient shipboard backbone network, considering particularity of shipboard environment and requirement of high survivability. In order to do so, we designed a dual network topology that all network nodes, including the IT devices installed in a smart ship, are connected each other through dual paths, and reuding tht IT devices pnstalles supporices network survivability as well as t Iffic efficiency for the dual network topology. And then, we verified the performance of the suggested SAN by theoretical and practical analysis including the graph theory, the probability theory, implemental specifications, and computer simulations.
In the shipbuilding industry, due to the global trends where the number of IT (Information Technology) devices of a smart ship have been increased rapidly, the need to develop a new shipboard backbone network has recently emerged for integrating and managing the IT devices of a smart ship efficiently. A shipboard backbone network requires high survivability because it is constructed in automatic and unmanned smart ships where a failure of the backbone network can cause critical problems. The purpose of this paper thus is to study SAN (Ship Area Network) as a efficient shipboard backbone network, considering particularity of shipboard environment and requirement of high survivability. In order to do so, we designed a dual network topology that all network nodes, including the IT devices installed in a smart ship, are connected each other through dual paths, and reuding tht IT devices pnstalles supporices network survivability as well as t Iffic efficiency for the dual network topology. And then, we verified the performance of the suggested SAN by theoretical and practical analysis including the graph theory, the probability theory, implemental specifications, and computer simulations.
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문제 정의
충돌, 침수 등과 같은 선박 사고에 의한 백본 네트워크의 결손은 운항 장애를 유발할 뿐만 아니라 최악의 경우 인명 재해의 원인이 되기 때문이다. 따라서 본 논문에서는 사고 상황에 견고하면서 효율적인 선박 운용을 제공하는 고생존 SAN을 제안하고자 한다. 이를 위해, 선박의 특수성을 고려한 이중화 네트워크 토폴로지를 설계하고, 표준의 중복 전송 프로토콜을 개선하였다.
그러나 이 융합 기술은 현재 개념 정립 단계이며, 특히 선박의 최적 통신망에 대한 연구 사례는 국내외적으로 미흡한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 선박 통합 네트워크를 구축하는 SAN에 대한 초기 연구 결과로, 지능형 선박의 고생존 SAN으로서 통합 스위치 시스템을 제안하였다. 통합 스위치 시스템은 네트워크 생존성뿐만 아니라 트래픽 효율성에 우수한 성능을 나타내며, 다양한 접근 방법에 따른 이론적 분석 및 실험 결과를 통해 그 최적 성능을 검증하였다.
지금까지 살펴본 분석 결과는 (그림 3)을 기반으로 이중화 토폴로지를 설계할 때 (그림 4)의 구조가 가장 타당한 토폴로지임을 의미한다. 본 논문에서는 국내 조선업체에서 SAN의 초기 모델로 제안한 (그림 4)의 토폴로지를 성능 비교의 대상 시스템으로 정의하고, 더욱 우수한 네트워크 생존성을 가지는 새로운 이중화 네트워크 토폴로지를 설계하고자 한다.
실제 선박 사고 상황에서는 동시다발적인 네트워크 장애가 발생한다는 점을 고려하면, 네트워크의 생존성은 다수의 네트워크 구성 요소의 결손 상황에서 단말 간의 전송 경로 설정 가능성을 나타내는 것이 적합하다. 이는 앞서 토폴로지의 신뢰율를 분석한 것과 동일한 접근 방식으로, 시뮬레이션은 계산식에 의한 신뢰율 산출이 어려운 이중화 SAN에 대해 정량적인 생존성 측정을 목적으로 한다.
반면, 선박 백본 네트워크만을 고려한 Shipboard LAN[6]과 SAFENET (Survivable Adaptable Fiber optic Embedded NETwork)[8]에서는 인터넷 환경에서 그 성능이 검증된 이중 환형 (Ring) 구조의 FDDI(Fiber Distributed Data Interface)를 선박 백본 네트워크의 토폴로지로 제안하고 있다. 이들 세 연구의 공통적인 목적은 네트워크의 생존성을 향상시키기 위해 경로 장애에 대비한 예비 경로를 확보해 두는 네트워크 보호(Protection) 기법[9]을 적용하여 선박 네트워크의 토폴로지를 설계하는 것이다.
그리고 세션 설정은 TCP/IP 프로토콜의 기능이므로, IEC 61162-410 표준에서 정의한 주 IP 및 부 IP의 범위 제한에 영향을 받지 않는다. 이를 바탕으로 본 논문은 Active open을 수행하는 클라이언트 단말이 세션 실패를 인지할 경우, Passive open을 수행하는 서버 단말의 주 IP와 부 IP를 바꾸어 통신하는 방안을 제안한다.
따라서 일정 수준의 네트워크 생존성을 보장하면서 트래픽의 효율성을 향상시키는 기법에 대한 연구가 필요하다. 이에 본 장에서는 중복 전송 프로토콜의 생존성과 효율성 성능을 분석하고, 최적 성능의 SAN을 위한 중복 전송 프로토콜의 개선 방안 및 그 명세를 제안한다.
이와 같은 표준 관련 사항들을 기반으로 본 논문에서는 기존에 연구된 선박-육상 통합 플랫폼에 끊김없이(seamless) 수용되고 성능 개선을 위한 지속적인 지원이 가능하도록 국제 통신 표준을 채택한 개방형 구조를 가지는 SAN을 제안하고자 한다.
토폴로지의 네트워크 생존성 평가를 위해 다음과 같은 신뢰율 산출의 개념적 아이디어에 착안하였다. (그림 7)과 같이 컴포넌트(네트워크 구성 요소)들이 직렬 구조로 설계된 시스템의 경우, 하나의 컴포넌트 결손이 전체 시스템의 결손을 유발한다(이와 같은 관점에서, 그래프 모델에서 1의 연결 계수는 시스템의 직렬 구조와 유사한 속성이다).
특히 IEC-6116410 전송 프로파일은 단말이 두 개의 인터페이스를 통해 동일한 데이터를 중복하여 송·수신하는 기능을 다룬 것으로, 그 목적은 선박 백본 네트워크의 부분 결손에 의해 단말 간의 통신이 마비되는 위험을 감소시키는 것이다.
가설 설정
(그림 5) 구조는 통합 스위치가 ICMS의 하드웨어 모듈로 구현되는 것을 가정한 것이다. 따라서 통합 스위치는 네트워크 결손을 감시하는 전용 중앙 장치로서 SAN의 고생존성을 제공한다.
IEC 61162-410 전송 프로파일의 기능 명세는 단말이 이중 경로를 통해 서로 연결되어 있는 네트워크 토폴로지 환경을 가정한 것으로, 단말을 제외한 선박 백본 네트워크의 구체적인 토폴로지 명세는 포함하지 않는다. 반면, 선박 백본 네트워크만을 고려한 Shipboard LAN[6]과 SAFENET (Survivable Adaptable Fiber optic Embedded NETwork)[8]에서는 인터넷 환경에서 그 성능이 검증된 이중 환형 (Ring) 구조의 FDDI(Fiber Distributed Data Interface)를 선박 백본 네트워크의 토폴로지로 제안하고 있다.
그래프 모델링 작업은 네트워크 생존성 비교 목적에 맞도록, 대상 네트워크를 한 쌍의 단말 S(Source)와 D(Destination)에 대한 프레임 전송 경로를 포함하는 부분 네트워크로 단순화하여 그래프 변환을 수행하였다. S와 D는 서로 다른 서브 네트워크에 위치하여 인터네트워킹이 필요하다고 가정한다. (그림 6)은 세 시스템에 대해 그래프 변환을 수행한 결과이다.
본 논문은 (그림 9)의 프레임 흐름에서 보여주는 바와 같이 SAN의 모든 노드들이 중복 프레임을 전송하는 상황을 가정한다. 네트워크 보호 기법으로 설계된 SAN 토폴로지의 이중 경로는 임의의 장애에 대한 전용 보호 경로를 포함하고, 이는 SAN의 시간 지연 없는 장애 복원을 지원한다.
이를 바탕으로 동일한 2의 연결 계수를 가지는 게이트웨이 시스템과 통합 스위치 시스템의 생존성을 비교하기 위해 다음 가정을 고려하였다. (그림 6)의 (b)와 (c)가 모델링한 이중화 토폴로지에서 단말로부터 같은 거리에 위치한 두 노드는 동시적 결손이 전체 시스템의 결손을 유발하는 가장 간단한 노드 쌍이다.
제안 방법
(그림 11)은 제안 방안을 단말 프로토콜에 적용하기 위하여 IEC 61162-410 전송 프로파일에 명세된 Redundancy 통신 모드를 수정한 것으로, 두 세션 설정이 모두 실패할 경우, 준비 실패(Ready Fail) 상태로 가기 전 목적지(서버)의 주 IP와 부 IP를 바꾸어 세션 설정을 한 번 더 시도하는 기능을 추가하였다. 이 방안은 ATP 모듈만을 수정하기 때문에 IEC 61162-410 전송 프로파일의 다른 모듈에 영향을 끼치지 않으면서 SAN의 생존성을 개선한다.
SAN 토폴로지의 네트워크 생존성을 분석하기 위해 그래프 이론을 사용하여 (그림 3), (그림 4), (그림 5)의 세 토폴로지를 평가하였다. 그래프 이론을 적용하기 위해 먼저 세 토폴로지를 각각 기본 시스템, 게이트웨이 시스템, 통합 스위치 시스템으로 표기하고, 그래프 표현 방식을 사용하여 모델링하였다.
그래프 이론을 적용하기 위해 먼저 세 토폴로지를 각각 기본 시스템, 게이트웨이 시스템, 통합 스위치 시스템으로 표기하고, 그래프 표현 방식을 사용하여 모델링하였다. 그래프 모델링 작업은 네트워크 생존성 비교 목적에 맞도록, 대상 네트워크를 한 쌍의 단말 S(Source)와 D(Destination)에 대한 프레임 전송 경로를 포함하는 부분 네트워크로 단순화하여 그래프 변환을 수행하였다. S와 D는 서로 다른 서브 네트워크에 위치하여 인터네트워킹이 필요하다고 가정한다.
SAN 토폴로지의 네트워크 생존성을 분석하기 위해 그래프 이론을 사용하여 (그림 3), (그림 4), (그림 5)의 세 토폴로지를 평가하였다. 그래프 이론을 적용하기 위해 먼저 세 토폴로지를 각각 기본 시스템, 게이트웨이 시스템, 통합 스위치 시스템으로 표기하고, 그래프 표현 방식을 사용하여 모델링하였다. 그래프 모델링 작업은 네트워크 생존성 비교 목적에 맞도록, 대상 네트워크를 한 쌍의 단말 S(Source)와 D(Destination)에 대한 프레임 전송 경로를 포함하는 부분 네트워크로 단순화하여 그래프 변환을 수행하였다.
본 장에서는 게이트웨이 시스템과 통합 스위치 시스템을 대상으로, 선박 사고 상황을 시뮬레이션하여 시스템의 생존성을 정량적으로 평가한다. 그리고 시뮬레이션 결과 분석을 통해 검증된 성능 우수성에 근거하여, 앞서 이론적 평가에서와 마찬가지로, 고생존 SAN으로서 통합 스위치 시스템을 제안한다.
동일한 네트워크 생존성을 나타내면서 중복된 프레임의 개수를 줄일 수 있는 중복 전송 기능의 효율성 개선 방안을 제안하기 위해, 다음과 같은 실제의 선박 통신 상황을 분석하였다. 표준에서 기술한 단말 간의 두 인터페이스의 독립적인 세션 설정에 따라 중앙 장치인 브릿지와 통합 스위치에서 중복 전송하는 두 프레임 중 하나는 반드시 폐기된다.
즉, 네트워크 생존성은 네트워크 토폴로지 특성과 밀접한 관련이 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 본 장에서는 모든 네트워크 노드가 이중 경로에 접속된 이중화 SAN 토폴로지를 설계하고, 그 생존성을 분석한다.
본 장에서는 게이트웨이 시스템과 통합 스위치 시스템을 대상으로, 선박 사고 상황을 시뮬레이션하여 시스템의 생존성을 정량적으로 평가한다. 그리고 시뮬레이션 결과 분석을 통해 검증된 성능 우수성에 근거하여, 앞서 이론적 평가에서와 마찬가지로, 고생존 SAN으로서 통합 스위치 시스템을 제안한다.
이러한 이유로. 생존성 평가 시뮬레이션은 링크 결손 및 노드 결손 상황을 구분하여 수행하였으며, 시뮬레이션 결과로서 연결율 지표는 두 상황에 대한 평균값을 의미하도록 조정하였다.
시뮬레이션 방법은 (그림 6)에서 모델링한 게이트웨이 시스템과 통합 스위치 시스템을 대상으로 변화하는 확률(결손율)에 따라 네트워크 구성 요소(노드와 링크)를 제거하여, 서로 다른 서브네트워크에 위치한 두 단말 S와 D의 연결 설정 여부(Connectedness)를 통계하는 방식을 사용하였다. 이때, 새로운 네트워크 생존성 지표로 연결율(Connectedness ratio)을 정의한다.
이와 같이, 자율 운항 제어 시스템은 안전한 선박 운용을 위해 정보화 장비로부터 수집된 자료를 처리하는 새로운 임베디드(Embedded) 장비가 필수적이다. 이 장비는 SAN에 최적화된 인터네트워킹 기능을 내장한다는 점에 착안하여, 본 논문에서는 (그림 4) 구조를 바탕으로 새로운 인터네트워킹 장비인 통합 스위치를 도입함으로써 (그림 5)와 같은 이중화 SAN 토폴로지를 설계하였다.
따라서 본 논문에서는 사고 상황에 견고하면서 효율적인 선박 운용을 제공하는 고생존 SAN을 제안하고자 한다. 이를 위해, 선박의 특수성을 고려한 이중화 네트워크 토폴로지를 설계하고, 표준의 중복 전송 프로토콜을 개선하였다. 또한 제안하는 SAN의 생존성을 수학 이론 및 시뮬레이션 결과를 통해 검증하였다.
이중화 SAN 토폴로지를 효율적으로 운용하는 프로토콜을 제안하기 위해, (그림 4)와 (그림 5)의 토폴로지를 대상으로 중복 전송 프로토콜에 따라 프레임이 전달되는 네트워크 상황을 분석하였다. (그림 9)는 이중화 SAN 토폴로지에서 단말이 두 개의 서로 다른 주소를 가지는 인터페이스를 통하여 분리된 두 네트워크에 연결되어 있는 상태를 나타낸다.
확률 이론에서 신뢰율은 그래프 모델의 노드 및 링크에 해당하는 컴포넌트(Component)가 직렬, 병렬, 또는 혼합 구조를 가지는 시스템에서 각 컴포넌트가 확률에 따라 결손될 때 전체 시스템이 정상 동작할 확률을 의미한다[13]. 즉, 신뢰율은 다수의 네트워크 구성 요소에 장애가 발생한 상황에서 단말 간의 전송 경로 확보 가능성을 평가한다. 따라서 신뢰율은 네트워크의 단일 지점 장애에 대한 우회 경로 존재 여부만을 평가하는 연결 계수에 비해 좀 더 실용적인 네트워크 생존성 지표가 된다.
데이터처리
이를 위해, 선박의 특수성을 고려한 이중화 네트워크 토폴로지를 설계하고, 표준의 중복 전송 프로토콜을 개선하였다. 또한 제안하는 SAN의 생존성을 수학 이론 및 시뮬레이션 결과를 통해 검증하였다.
성능/효과
(그림 15)의 시뮬레이션 결과를 통해 통합 스위치 시스템에서는 각 네트워크 구성 요소의 생존율이 64% 이상이면 이중화 SAN 구축을 통한 생존율 성능 이득이 발생하는 것을 확인하였다. 반면, 게이트웨이 시스템에서는 네트워크 구성 요소의 생존율이 88% 이상을 만족시켜야 생존율 성능 이득이 발생한다.
(그림 8)은 통합 스위치 시스템이 게이트웨이 시스템의 게이트웨이 - 브릿지 - 게이트웨이로 연결되는 3개의 컴포넌트를 통합 스위치 컴포넌트 하나로 통합시킨 구조를 보여준다. (식 1)의 의미에 따라, 본 논문에서 제안하는 통합 스위치 시스템은 간단한 구조적 특징을 통해 게이트웨이 시스템보다 우수한 생존성을 나타낸다는 것을 알 수 있다.
네트워크의 트리형 토폴로지에서 가장 중요한 고려사항은 부모 노드와 자식 노드 간의 점대점(Point to Point) 링크 구축이다. 건물 크기를 가지는 선박의 규모를 감안하면 SAN에서 점대점 링크들은 큰 제약사항이 되지 않으므로 고생존 및 고효율 장점을 가지는 선박 네트워크의 트리형 토폴로지는 기존 연구에서 제안하는 환형(Ring) 토폴로지보다 SAN에 더욱 적합한 구조이다.
그리고 두 시스템 모두 공통적으로 프로토콜 수정 (실선)을 통해 그 이전(점선)보다 생존율이 개선되었다. 분석 결과, 네트워크 생존성을 위해 제안된 프로토콜은 평균적으로 게이트웨이 시스템에서는 4.
따라서 일부 장애가 전체 네트워크에 끼치는 영향을 최소화시킨다. 둘째, 게이트웨이들의 네트워크가 선박 관제실에 위치하여 관리자는 인터네트워킹 장애 시 효율적으로 대응할 수 있다. 이와 같은 중앙 집중형 구조에서는 전체 네트워크의 감시와 유지가 용이하다.
그러나 두 통합 스위치는 동일한 MAC 주소를 가지더라도 게이트웨이의 서브네트워킹(Subnetworking) 기능을 제공하기 위해 서로 다른 IP 주소를 유지할 필요가 있다. 따라서 두 통합 스위치가 서로 다른 IP 주소와 서로 동일한 MAC 주소를 가지는 것은 본 논문에서 제안하는 통합 스위치 시스템의 중요한 구현 명세가 된다.
9%의 생존율을 향상시키는 것을 확인하였다. 또한 네트워크 효율성을 위해 제안된 프로토콜은 불필요하게 중복 전송되는 프레임을 제거하며, 특히 통합 스위치 시스템은 표준에 의한 2개의 중복 프레임만으로 최적 생존성 및 효율성을 달성한다.
또한, 통합 스위치 시스템에서는 네트워크 구성 요소 장애율(결손율)이 4.3% 이하인 영역에서, 네트워크 결손이 거의 발생하지 않는다고 판단할 수 있는 99.5% 이상의 네트워크 생존율을 달성한다. 반면, 게이트웨이 시스템에서는 2.
그리고 두 시스템 모두 공통적으로 프로토콜 수정 (실선)을 통해 그 이전(점선)보다 생존율이 개선되었다. 분석 결과, 네트워크 생존성을 위해 제안된 프로토콜은 평균적으로 게이트웨이 시스템에서는 4.2%, 통합 스위치 시스템에서는 4.9%의 생존율을 향상시키는 것을 확인하였다. 또한 네트워크 효율성을 위해 제안된 프로토콜은 불필요하게 중복 전송되는 프레임을 제거하며, 특히 통합 스위치 시스템은 표준에 의한 2개의 중복 프레임만으로 최적 생존성 및 효율성을 달성한다.
이와 같은 중앙 집중형 구조에서는 전체 네트워크의 감시와 유지가 용이하다. 셋째, 선박의 정보화 장비와 중앙 시스템은 항상 최단 경로를 통해 정보를 교환한다. 이 정보는 SAN에서 가장 빈번하게 발생하는 트래픽이므로, SAN의 트리형 토폴로지는 전체 네트워크의 처리량을 높인다.
네트워크 결손 시뮬레이션을 두 이중화 토폴로지에 대해 프로토콜 개선 전후의 환경에서 수행한 결과는 (그림 15)와 같다. 이 결과는 본 논문에서 제안하는 통합 스위치 시스템이 모든 구간에서 게이트웨이 시스템보다 우수한 네트워크 생존성을 가지는 것을 보여준다.
반면, 게이트웨이 시스템에서는 네트워크 구성 요소의 생존율이 88% 이상을 만족시켜야 생존율 성능 이득이 발생한다. 이중화 SAN 구축의 목적이 낮은 생존율을 가지는 네트워크 구성 요소를 조합하여 전체 시스템의 생존율을 향상시키는 것이라는 점을 고려하면, 이 분석 결과는 비교적 높은 확률로 네트워크 구성 요소 결손이 발생하는 선박 사고 상황을 대비하기 위한 통합 스위치 시스템 구축의 타당성을 보여준다.
즉, 네트워크 생존성은 네트워크 토폴로지 특성과 밀접한 관련이 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 본 장에서는 모든 네트워크 노드가 이중 경로에 접속된 이중화 SAN 토폴로지를 설계하고, 그 생존성을 분석한다.
따라서 본 논문에서는 선박 통합 네트워크를 구축하는 SAN에 대한 초기 연구 결과로, 지능형 선박의 고생존 SAN으로서 통합 스위치 시스템을 제안하였다. 통합 스위치 시스템은 네트워크 생존성뿐만 아니라 트래픽 효율성에 우수한 성능을 나타내며, 다양한 접근 방법에 따른 이론적 분석 및 실험 결과를 통해 그 최적 성능을 검증하였다.
후속연구
본 논문을 통해 연구된 통합 스위치 시스템은 향후 지능형 선박의 다양한 서비스들을 지원하는 통신 인프라로 활용될 수 있으며, 그 결과 지능형 선박 제조에 필요한 비용을 크게 절감할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 SAN이 미래 지능형 선박에서 제공하는 다양한 서비스들을 위한 핵심 기반 기술임을 감안하면, 이에 대한 원천 기술 확보는 국내 선박 제품의 국가 경쟁력을 향상시키고, 국내 조선 산업체가 세계 시장을 주도하는데 매우 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
본 논문을 통해 연구된 통합 스위치 시스템은 향후 지능형 선박의 다양한 서비스들을 지원하는 통신 인프라로 활용될 수 있으며, 그 결과 지능형 선박 제조에 필요한 비용을 크게 절감할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 SAN이 미래 지능형 선박에서 제공하는 다양한 서비스들을 위한 핵심 기반 기술임을 감안하면, 이에 대한 원천 기술 확보는 국내 선박 제품의 국가 경쟁력을 향상시키고, 국내 조선 산업체가 세계 시장을 주도하는데 매우 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
SAN란 무엇인가?
SAN은 자동화 및 무인화 특징을 가지는 지능형 선박에 구축되는 백본 네트워크라는 점에서 고수준의 생존성을 만족해야 한다. 충돌, 침수 등과 같은 선박 사고에 의한 백본 네트워크의 결손은 운항 장애를 유발할 뿐만 아니라 최악의 경우 인명 재해의 원인이 되기 때문이다.
조선 기술과정보 기술이 융합된 신규 기술 개발을 목표로 하는 추진 전략의 첫 번째 단계는 무엇인가?
국내 조선 산업계는 이와 같은 불리한 여건을 극복하기 위해 대형 조선업체와 정보 연구소를 주축으로 조선 기술과정보 기술이 융합된 신규 기술 개발을 목표로 여러 단계의 추진 전략을 기획하고 있다. 그 중 첫 번째 단계가 선박에 배치된 정보화 장비들을 통합하고 제어하는 지능형 선박의 백본 네트워크 기술 개발이다.
IEC 61162-410 표준은 무엇을 기술하고 있는가?
선박에 탑재된 정보화 장비들 사이의 통신 방식을 다룬 IEC 61162-410 표준은 선박 통합화 네트워크를 구축하기 위한 전송 계층 프로토콜의 기능 명세를 기술하고 있다[7]. 이 표준은 응용 계층에 제공되는 TLI(Transport Layer Interface)와 함께 새로운 전송 프로파일 (T-profile)을 정의 한다.
참고문헌 (13)
김재명, "IT 기반 선박 토탈 솔루션 기술 개발 현황과 추진방향", IT SoC Magazine 2008년 11월호, pp.40-47, 2008.
오문균, 박윤용, 김재명, 함호상, "조선 IT 융복합 기술 동향 및 산업 전망", 한국정보처리학회지, 제16권, 제4호, pp.47-56, 2009.
L-Der Chou and Jeng Yih Juang, "Network- Integrated Ship Automatic System and Internetworking to the Internet," Journal of Marine Science and Technology, Vol.4, No.1, pp.35-41, 1996.
IEC61162-410, "Multiple Talkers and Multiple Listeners - Ship System Interconnection - Transport Profile Requirements and Basic Transport Profile," 2001.
LT Jeffrey L. Paige, "SAFENET: The Standard and its Application," Proceedings of the 15th Conference on Local Computer Networks, pp.268-273, 1990.
Arun Somani, "Survivability And Traffic Grooming In WDM Optical Networks," Cambridge University Press, 2006.
손치원, 신정화, 탁성우, "네트워크 생존성과 트래픽 효율성을 고려한 선박 통신 시스템(SAN)에 관한 연구", 한국정보처리학회 춘계학술발표대회, 16권, 제1호, pp.1132-1135, 2009.
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