Virtual Reality의 많은 응용 분야 중 중요한 한가지는 collaboration 분야이다. collaboration이란 거리적으로 떨어져 있는 사람들이 네트워크를 통해 상호 작용하고 공동의 작업을 할수 있게 해 주는 것으로, 시스템은 사용자의 의지를 있는 그대로 표출할 수 있도록 다양한 멀티미디어 서비스를 제공해 주어야 한다. 본 논문에서는 다양한 멀티미디어 서비스를 제공하여 네트워크상의 사용자들이 collaboration work을 수행할 수 있게 해주는 시스템인 Webber에 대해서 설명한다. Webber는 서버/클라이언트 구조를 기반으로 구현되었고, 네트워크로 연결된 사용자들이 가상의 환경에서 키보드, 마우스, 펜 입력 장치 또는 마이크를 사용하여 의사소통을 할 수 있는 환경을 제공한다. Webber는 시스템에서 제공되는 서비스를 담당하는 Service-PUP(Processing Unit Plug-in)이라는 서비스 블럭(Service Block과 이들PUP들을 관리하고 이들간의 통신을 담당하는 Framework로 구성되어 있다. 각 ,Service-Pup들은 하나의 기계에 다중 프로세스로 구축되거나 네트워크로 연결된 서로 다른 기계에 분산될 수 있고, 이들 PUP의 독립성으로 인해 서비스의 유지 보수, 새로운 서비스의 추가 삭제가 간편하다.
몰입형 가상현실 시스템의 발전은 더욱 현실감 있는 가상 현실의 구현을 가능케 했으며, 이런 몰입형 가상 현실의 현실감으로 인해 자동차 설계나 시뮬레이션 실험 등의 공학 분야에서부터 의료 분야에 이르기까지, 가상 현실은 그 실용 범위를 꾸준히 넓힐 수 있었다. 최근에는 문화재 복원 분야에 몰입형 가상현실 시스템을 사용하는 연구가 활발하게 이뤄지고 있으며, 가상현실과 네트워크 환경을 접목해서 원거리에 있는 시스템 사용자들 간에 컨텐츠를 공유하고 상호작용을 교류하는 가상 협업 시스템도 실용화 단계에 이르렀다. 본 논문에서는 가상협업환경에 가상 문화재 복원이라는 컨텐츠를 접목시킨 소프트웨어의 설계와 구현에 관해 논한다. 복원에 사용된 컨텐츠는 1868 년 흥선대원군이 중건했을 당시의 경복궁이며, 경복궁의 3D 모델링 데이터를 몰입형 가상 현실 시스템인 CAVE 환경에서 가시화하고 협업 환경을 구축하는데 구현의 초점을 맞추었다. 몰입형 가상 현실을 사용한 협업 시스템은 협업환경을 필요로 하는 모든 응용 분야를 확장해서 사용자의 이해도와 체험도를 최대로 이끌어낼 수 있으므로, 향수 다양한 분야로 그 범위를 확장해서 적용할 수 있다.
가상 환경 시스템의 대표적인 응용인 MMORPG에서는 아주 많은 사용자들이 더욱 현실적인 환경에서 게임하기를 원하고 있다. 하지만 많은 사용자에게 가상 환경을 서비스하면서 응답 지연이 없는 Seamless한 환경을 제공하는 것은 매우 어렵다. 하나의 서버가 아닌 여러 대의 서버로 실제 환경을 구성해야 하고 사용자가 특정 지역으로 이동할 때 실제 서버에서 데이터를 공유해야 하는 상황이 발생하기 때문이다. 이때 사용자는 서버 간 정보 동기화 과정에서 응답 지연을 경험하게 되고 이러한 상황은 가상 환경의 현실감을 떨어뜨린다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 서버 간 정보 동기화 과정에서 발생하는 응답 지연을 최소화해야 한다. 본 논문에서는 가상 환경에 대한 정보를 제공하는 필드 서버 간의 효율적인 정보 동기화 및 필드 서버와 PC(Player Character) 간의 응답 지연 최소화를 위한 마이그레이션 에이전트를 제안하고 클라우드 컴퓨팅 네트워크에서 구현하였다. 제안한 시스템은 PC의 수가 70,000 ~ 90,000인 구간에서 기존 시스템보다 필드 서버의 CPU 이용률이 6 ~ 13% 증가하였고 응답 시간은 5 ~ 10초 감소하였다.
네트워크 가상화를 위한 대표적인 개방적 아키텍처로 OpenFow를 들 수 있다. OpenfFow는 가상 네트워크(Software Defined Network) 개념을 실현하기 위한 랜 스위치 제어 프로토콜의 집합체로서 데이터 센터 등 주로 유선랜 환경을 목표로 설계되어 활용되고 있다. 이 논문에서는 OpenFlow를 무선랜의 AP(Access Point)에 적용하여 WiFi 디바이스들로 구성된 가상 무선 네트워크 관리 프레임을 구현한다. 구현된 관리 프레임은 WiFi 디바이스들의 토폴로지와 트래픽 상황을 중앙 관제 센터에서 모니터링할 수 있고, 플로우 경로를 설정함으로써 라우터를 경유하지 않고 AP 수준에서 스위칭(라우팅)이 가능하여 전체적인 트래픽 혼잡을 크게 줄일 수 있다.
일반적으로 네트워크 공격은 단위 공격이 혼합된 시나리오 형태이다. 시나리오 공격은 광범위한 네트워크 환경에서 이루어지기 때문에 공격 범위가 분명하지 않아 공격과 관련 없어 보이는 불분명한 패킷들까지 분석이 요구된다. 이는 공격에 무관한 패킷들까지 분석에 가담시켜 공격 패턴 탐지를 보다 어렵게 하는 요인이다. 본 논문은 시나리오를 갖는 공격에서 공격에 관련된 패킷 분류를 돕는 공격 시나리오 시뮬레이션 시스템을 설계하고 구현한다. 제안된 시스템은 분석대상 네트워크를 시뮬레이터의 가상환경으로 복제하고, 시나리오에 기반을 둔 공격 행위가 포함된 TCPDUMP패킷을 복제된 가상환경에서 시뮬레이션 할 수 있다. 이 시스템은 보안 관리자들이 공격 시나리오 패턴분석에 유용하게 활용할 수 있을 것이다.
여러 장치들과 연동하여서 동작하는 네트워크 시스템 개발 시, 회귀 테스트는 전체 시스템의 안정성을 보장하기 위한 가장 필요한 테스트중의 하나이다. 그러나, 서비스가 되고 있거나 연동을 위한 추가적인 장비가 필요할 경우 테스트의 제약을 받게 된다. 본 논문에서는 자동 회귀 테스트를 위한 가상 네트워크 망을 제공하는 시뮬레이터를 디자인 한다. 또한, 시뮬레이터를 효율적으로 관리 및 동작하기 위한 UI 환경을 제안한다. 오픈 소스를 기반으로 제작된 본 시나리오의 관리 툴은 회귀 테스트의 자동화와 시나리오의 생성 및 배포가 가능하며 여러 프로토콜을 통합하여 사용할 수 있는 환경과 검증 코드를 제공한다. 이로 인해 네트워크 시스템 상의 소프트웨어에 대해 기능 및 회귀 테스트가 가능해 질것이고 결과적으로 프로그램의 개발 시간 단축과 유지보수에 탁월한 환경을 제공받게 될 것이다.
가상화는 다중의 온라인 서비스를 소규모의 컴퓨팅 자원에 배치하는 혁신적인 접근방식이다. 가상화된 서버 환경은 가상머신 (virtual machine: VM)으로 불리는 플랫폼의 다중 성능사이에 공유되는 컴퓨팅 자원들을 허용한다. 서버 가상화를 통해 응용 서버는 가상머신 으로 인캡슐 되었으며 CPU나 메모리 자원 풀에 API와 함께 재배치되었다. 네트워킹과 보안은 네트워크 가상화라는 새로운 소프트웨어 추상화 계층으로 이동하기 시작했으며, 가상 네트워크를 생성함으로써 여러 응용에 대하여 네트워킹과 보안을 빠르게 배치할 수 있게 되었다. SRN은 추계적 페트리 네트의 확장형으로 시스템 분석을 위한 함축된 모델링 기능을 제공한다. 본 논문에서는, 가상 스위치를 기반으로 한 네트워크 가상화 SRN 모델을 개발하고 모델에서 관심 있는 성능지표인 스위칭 지연과 처리율에 대한 수치결과를 가상 스위치 용량과 실행 중인 가상머신 수에 따라 구한다. 이들 성능지표는 SRN 모델에서 적절한 보상율을 제공하는 함수의 기댓값으로 표현되어 그 해가 구해진다.
네트워크 상에서 서로 다르게 저작된 애니메이션 기술과 데이터를 결합하여 동일한 뷰를 표현 가능하게 하기 위해선 공유 가상 환경 시스템과 같은 요소가 필요하게 된다. 이러한 시스템을 구현하기 위해선 여러 가지 요구 사항이 필요하게 된다. 즉, 데이터 공유, 멀티미디어 렌더링, 상호작용 등이다. 본 논문에서는 이러한 요구 사항을 만족하고, 서로 다른 네트워크 상에 있는 3차원 데이터를 웹을 통하여 동일된 가상 환경상에 표현함으로써 데이터 공유에 따른 애니메이션 및 물체의 제어를 효율적으로 처리 가능하게 한다.
본 논문의 연구목적은 5G 통신네트워크 보안에서 표준화가 진행되고 있는 상황에서 주요 고려 사항인 슬라이싱 보안 정책에 대한 방향을 검토하고, 5G 통신 네트워크 가상화의 보안 취약점 진단 항목들을 도출하며, 위험관리에 대한 주요 논의 사항들을 분석하고 제시하는데 있다. 연구방법은 유럽 핵심보안 연구기관인 ENISA(European Union Agency for Cybersecurity)의 5G 통신네트워크의 가상화 보안 정책 방향과, 국외 주요 관련 저널로부터 5G 통신네트워크의 가상화 보안정책과 취약점 분석 등의 연구 내용을 분석에 활용하였다. 본 논문의 연구 결과에서는 5G 통신 네트워크의 가상화 보안에서 보안구조를 정리하였고, 보안 위협들과 위험관리 요소를 도출하였다. 또한 위험관리 영역에서 보안 서비스별로 취약점 진단 항목들을 도출하였다. 본 연구의 기여도는 여전히 논의 되고 있는 5G 통신 네트워크 가상화 보안에서 보안 위협 항목들을 요약하였다는 것과, 유럽의 5G 통신네트워크 사이버보안 방향을 파악 할 수 있었다는 것, 그리고 5G 통신 네트워크의 가상화 보안에 고려되어야 하는 취약점 진단 항목들을 도출하였다는 데 있다. 아울러 본 연구의 결과는 국내 5G 통신네트워크 가상화 보안을 위한 취약점 진단 항목들을 개발하는데 기초 자료로 활용 될 수 있다. 향후 5G 통신네트워크 가상화 보안의 취약점 진단 항목에 대한 상세한 진단 프로세스를 연구하는 것이 필요하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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