[논문]데이터 분산 서비스를 활용한 실시간 시험자료 토픽 설계

최원규

doi:10.6109/jkiice.2017.21.7.1447

데이터 분산 서비스를 활용한 실시간 시험자료 토픽 설계
Design to Realtime Test Data Topic Utilize of Data Distribution Service 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.21 no.7, 2017년, pp.1447 - 1454

최원규 (Agency for Defense Development)

초록
AI-Helper

실시간 시험자료 토픽은 시험을 수행하는 네트워크에 연결되어 있는 여러 계측 장비로부터 실시간으로 데이터를 수신하여 분석 처리하고 계측장비로 데이터를 제공하거나 가시화 할 수 있는 일종의 패킷 형태를 의미한다. 기존 UDP 통신프로토콜을 활용한 구조에서는 모든 계측장비들이 전송하는 데이터를 하나의 패킷으로 통합 설계하여 계측장비들의 필요유무와 상관없이 송 수신 하는 한계점이 존재하였다. 하지만 DDS(Data Distribution Service)를 활용하여 제안하는 시스템의 토픽 설계는 다음과 같은 장점들이 있다. 각 시스템에서 사용하는 플랫폼에 유연하게 공통된 API를 사용하여 개발이 가능하며 향후 장비 업그레이드 시 필요 토픽의 추가 선언 등 최소 작업만 필요하고 전체 시스템을 재설계하지 않아도 된다. 또한 시스템 간 연계를 위한 계측장비 및 시스템이 추가로 도입 시에도 공통 메시지 포맷을 적용하여 개발하기 때문에 기존 장비의 수정이 불필요하여 시스템의 확장이 용이하다. 추가 장비의 도입은 토픽의 QoS(Quality of Service) 튜닝을 통하여 우선 적용할 수 있기 때문에 통신의 성능을 조정 및 유지할 수 있다. 본 논문에서는 이종 시스템간의 플랫폼과 통신 프로토콜을 통합 설계한 DDS 미들웨어를 활용하여 새로운 센서 및 계측장비 도입 시 기존 시스템 구성장비들의 수정과 시스템의 별도 통신 커넥션, 신규 장비의 도입 및 업그레이드에 따른 시스템 S/W 재설계를 지양하는 토픽의 설계를 통해 보다 효율적인 자료 전달체계를 제안하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

The realtime test data topic means that process for the data efficiently from many kinds of measurement device at the test range. There are many measurement devices in test range. The test range require accurate observation and determine on test object. In this realtime test data slaving framework system, the system can produce variety of test informations and all these data also must be transmitted to test information management or display system in realtime. Using RTI DDS(Data Distribution Service) middle ware Ver 5.2, we can product the efficiency of system usability and QoS(Quality of Service) requirements. So the application user enables to concentrate on applications, not middle ware. As the reason, Complex function is provided by the DDS, not the application such as Visualization Software. In this paper, I suggest the realtime test data topic on slaving framework of realtime test data based on DDS at the test range system.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

계측장비와 시험에 특성에 따른 효율성을 위한 QoS를 설정하고 기 선언된 Topic에 배치함으로 특정 Topic에 의하여 시험망 전체성능에 영향을 최소화 하고자 하였다. 이러한 Topic별 특성에 따라 QoS Profiling 분류기준, Topic profiling 은 다음 표 2,3과 같다.
DDS는 사용자 애플리케이션들로부터의 어떤 간섭요구 없이 모든 메시지 전송에 대한 것을 자동적으로 다룬다. 본 논문에서는 데이터 중심의 실시간 데이터 분배와 불특정 다수에게 동일하거나 각기 다른 데이터를 선택적으로 발간 및 구독하여 제공하는 DDS를 활용하여 공통 메시지 기반의 실시간 시험자료 토픽을 설계한다.
본 논문에서는 이종 시스템 간 플랫폼과 통신프로토콜을 공유할 수 있는 메시지 포맷을 통합 설계하여 센서 및 계측장비 도입 시 기존 시스템의 수정·별도 통신 커넥션·신규 장비의 도입 및 업그레이드에 따른 시스템 S/W 재설계를 지양하여 효율적인 자료 전달체계를 안정적으로 운용할 수 있는 메시지 구조를 제안하고자 한다.
이에 본 논문에서는 이러한 한계점 및 주안점을 극복 및 발전시켜 각 센서 및 장비들에서 통합시스템이 필요로 하는 공통적인 특징을 선별하여 Topic으로 설계하고 각 장비들의 환경사항과 기타 시험에 미치는 영향과 계측장비들의 특성을 고려하여 QoS로 설정할 수 있는 Topic을 제시하여 보다 효율적인 데이터 처리가 가능하게 설계하고자 한다.

제안 방법

DDS의 계층관계는 그림 3과 같다. NDDS의 복잡한 API들을 응용 소프트웨어에서 사용하기 쉽도록 인터페이스를 단순화 하고 메시지 특성에 따라 메시지 종류를 분류, 분류된 종류에 적합한 QoS 값을 profiling 하여 DDS 응용 소프트웨어가 적용 할 수 있도록 설계 한다.
기 구성되어 있는 시험자료 연동시스템의 패킷 및 메시지 분석을 통하여 향후 시험 장비가 추가 되더라도 설치 및 운용 가능하도록 표준 Topic을 시험장 환경을 반영하여 위의 표1과 같이 설계 하였다. (특정 장비의 스펙을 스크린 하고자 oo으로 표시하였음)
다중표적 유도탄 비행시험을 위한 실시간 자료처리 시스템 설계[1] 에 의하면, 다중표적 유도탄의 비행시험을 위하여 실시간 자료처리 시스템을 제안하였으며 다중표적을 추적하기 위하여 다중 계측장비가 도입이 되었고 이를 하나로 통합하여 시험 관련자가 효율적으로 시험을 통제할 수 있도록 가시화 하는 프로그램을 제안하고 있다. 또한 실시간 계측자료 처리시스템에서 센서로 수신되는 1:1 자료를 기반으로 통합패킷을 구성하고 이를 가공하여 각 센서 및 장비로 연동자료를 송신하는 개념을 제안하고 있다. 이를 통해 계측장비들에게 계측효율성을 증대시킬 수 있는 자료로 사용할 수 있도록 제안 하고 있다.
본 논문에서는 상용제품인 RTI(Real-Time Innovation)사의 RTI DDS 5.2 Version을 활용하여 시험자료 연동 프레임워크를 기반으로 DDS Topic을 설계하였다.
이를 최소화하기 위해서 기존 프레임워크 시스템의 각 시스템 구성장비의 다른 플랫폼과 통신프로토콜을 하나의 미들웨어로 통합하고 새로운 계측장비 도입 시 기존 시스템 구성장비들에 대한 수정을 최소화하여 처리 시스템과 저장 시스템 및 전시 시스템 간, 별도 통신 커넥션을 수립할 수 있는 실시간 시험자료 연동 프레임워크가 도입되었다. 이러한 계측장비 등의 업그레이드에 따른 기존 시스템 S/W 재설계 및 메시지 설계 수정 등이 불가피하게 발생하는 등의 어려움을 해결하고자 사용자가 유연한 플랫폼과 개발언어로 사용할 수 있도록 시험망 DDS의 통신 기본 단위인 공통 Topic 설계를 통하여 효율적인 자료 전달체계를 구축하였다.
이를 하나의 집중형 시스템에 적용할 경우에는 병목현상이나 정전 등 특정 이벤트가 일어났을 경우에 데이터를 상실할 수 있다. 이를 최소화하기 위해서 기존 프레임워크 시스템의 각 시스템 구성장비의 다른 플랫폼과 통신프로토콜을 하나의 미들웨어로 통합하고 새로운 계측장비 도입 시 기존 시스템 구성장비들에 대한 수정을 최소화하여 처리 시스템과 저장 시스템 및 전시 시스템 간, 별도 통신 커넥션을 수립할 수 있는 실시간 시험자료 연동 프레임워크가 도입되었다. 이러한 계측장비 등의 업그레이드에 따른 기존 시스템 S/W 재설계 및 메시지 설계 수정 등이 불가피하게 발생하는 등의 어려움을 해결하고자 사용자가 유연한 플랫폼과 개발언어로 사용할 수 있도록 시험망 DDS의 통신 기본 단위인 공통 Topic 설계를 통하여 효율적인 자료 전달체계를 구축하였다.
각 응용프로그램은 여러 개의 Domain에 참가할 수 있으며 Multiple Domain을 사용할 경우 독립성, 확장성 등이 용이하다. 이를 통하여 시험의 유형별로 Domain을 나누어 정보가 다른 Domain에 흘러가지 않도록 설계하였다.
DDS를 활용한 실시간 시험자료 연동프레임워크[3]에서는 위에서 언급한 문제점을 해결하기 위하여 각 장비 및 센서 들을 통합할 수 있는 미들웨어 프레임워크에 대하여 제안하였다. 제안한 프레임워크는 데이터를 발간하는 주체와 구독하는 주체간의 상관관계에 주목하여 기술하였으며 통신 방식에 주안점을 두며 설명하였다.

성능/효과

개발자와 사용자는 서로의 합의가 없이도 프로토콜의 규약에 대한 제약을 받지 않는다. 플랫폼 및 다양한 언어의 지원으로 이식성이 높고 재사용이 용이해졌으며, DDS에서 제공하는 QoS는 데이터 전달의 신뢰성 및 효율성을 향상 시켜주었다. 이러한 점은 동적 네트워크를 생성하기 때문에 다수의 시스템들에게 서비스를 제공할 수 있으며 원격관리 등을 통하여 서비스 목록을 추가할 수도 있고, 기존 서비스 업데이트를 위하여 시스템을 멈추지 않아도 된다.

후속연구

향후, DDS를 활용한 실시간 시험자료 Topic을 Participant와 Domain의 제한으로 보안을 유지하고 있지만 근본적인 보안대책으로 Topic 송수신 시, 보안알고리즘을 적용하여 악의적 공격 및 정보탈취에 대비하는 연구와 보다 효율적인 QoS의 방안 연구, 그리고 연동정보(Slaving Data)의 미래예측[7]을 통한계측효율성 증대 연구 등 프레임워크의 발전에 따라 연구도 계속 발전될 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	본 논문의 DDS를 활용하여 제안하는 시스템의 토픽 설계는 어떤 장점을 가지고 있는가?	하지만 DDS(Data Distribution Service)를 활용하여 제안하는 시스템의 토픽 설계는 다음과 같은 장점들이 있다. 각 시스템에서 사용하는 플랫폼에 유연하게 공통된 API를 사용하여 개발이 가능하며 향후 장비 업그레이드 시 필요 토픽의 추가 선언 등 최소 작업만 필요하고 전체 시스템을 재설계하지 않아도 된다. 또한 시스템 간 연계를 위한 계측장비 및 시스템이 추가로 도입 시에도 공통 메시지 포맷을 적용하여 개발하기 때문에 기존 장비의 수정이 불필요하여 시스템의 확장이 용이하다. 추가 장비의 도입은 토픽의 QoS(Quality of Service) 튜닝을 통하여 우선 적용할 수 있기 때문에 통신의 성능을 조정 및 유지할 수 있다.
	기존 UDP 통신프로토콜은 어떤 한계점이 존재하였는가?	실시간 시험자료 토픽은 시험을 수행하는 네트워크에 연결되어 있는 여러 계측 장비로부터 실시간으로 데이터를 수신하여 분석 처리하고 계측장비로 데이터를 제공하거나 가시화 할 수 있는 일종의 패킷 형태를 의미한다. 기존 UDP 통신프로토콜을 활용한 구조에서는 모든 계측장비들이 전송하는 데이터를 하나의 패킷으로 통합 설계하여 계측장비들의 필요유무와 상관없이 송 수신 하는 한계점이 존재하였다. 하지만 DDS(Data Distribution Service)를 활용하여 제안하는 시스템의 토픽 설계는 다음과 같은 장점들이 있다.
	실시간 시험자료 토픽이란?	실시간 시험자료 토픽은 시험을 수행하는 네트워크에 연결되어 있는 여러 계측 장비로부터 실시간으로 데이터를 수신하여 분석 처리하고 계측장비로 데이터를 제공하거나 가시화 할 수 있는 일종의 패킷 형태를 의미한다. 기존 UDP 통신프로토콜을 활용한 구조에서는 모든 계측장비들이 전송하는 데이터를 하나의 패킷으로 통합 설계하여 계측장비들의 필요유무와 상관없이 송 수신 하는 한계점이 존재하였다.

참고문헌 (7)

K. H. Jeong, S. J. Oh, H. J. Bang, Y. J. Lee, H. B. Kim. "Design of Flight Data Processing System for Multiple Target Flight Test,", Journal of The Korean Society for Aeronautical and Space Sciences, vol. 38, no. 10, pp. 1012- 1019, Aug. 2010.

원문보기 상세보기
K. H. Jeong, S. J. Oh, H. J. Bang, Y. J. Lee, H. B. Kim. "A Study on the Data Fusion Method for Flight Test," 2010 Spring Conference of The Korean Society for Aeronautical and Space Sciences , pp. 866-870, April 2010.
W. G. Choi, "Real-time Test Data Reference Framework of Using DDS," M.S. Thesis, Graduate School of Information and Communication Technology, Suwon, 2016.
National IT Industry Promotion Agency, (2010. July) DDS Middleware Standard Technique Trend, [Internet]. Available : http://www.nipa.kr/know/periodical0View.it.
H. H. Lee, J. S. Choi, J. Y. Choi. "Design of a Robot Middleware based on Distributed Data Service," Journal of Korean Institute of Information Scientists Engineering, 39.2A, pp. 197-199, Nov. 2012.
W. G. Choi, D. G. Kang, C. J. Lee, K. H. Kim, "The Data Slaving Device for Effective Measuring on Flight Object", 2016 Fall Conference of the Korea Institute of Military Science and Technology, p.609, June 2016.
W. G. Choi, D. G. Kang, "BigData Processing Technology and Military Sector Application Plan Technique", 2015 Fall Conference of the Korea Institute of Military Science and Technology, p.1039, June 2015.

LOADING...

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증