한국인터넷진흥원

요약

요 약 문

 

이 보고서는 미래인터넷포럼(Future Internet Forum; FIF)의 각 분야별(아키텍처/보안, 무선/서비스, 테스트베드) 활동을 통하여 각 분야의 전문가들이 초고밀도 네트워킹 환경을 위한 네트워크 핵심기술과 관련된 현안 중 코그니티브 서비스 (Cognitive service)와 이를 지원하기 위한 초저지연 네트워킹, 신뢰 기반 정보 보호 기술, 초고밀도 네트워크 대응 SDI(Software-Defined Infrastructure) 기반 테스트베드에 대한 연구 결과를 담고 있다. 최근 촘촘하고 밀집 설치된 소형 기지국들의 자원 분할 및 스케줄링을 통해 기하급수적으로 증가하는 IoT 데이터를 인공지능 기술 기반으로 분석하여 저지연 서비스를 제공하는 초고밀도 네트워킹 기술에 대한 관심과 기대가 높아지고 있다. 이를 달성하기 위해 각 도메인 별 인공지능의 도움으로 최적의 서비스 제공을 할 수 있는 핵심 기술에 대한 연구가 필요함. 본 초고밀도 네트워크 환경에서 저지연 서비스 제공을 위한 핵심 기술로 (1) 엣지 환경에서의 IoT 신뢰성 지원 프로토콜 기술, (2) 신뢰 기반 초고밀도 네트워크 보안을 위한 5G 기술, (3) 초고밀도 네트워크 대응 SDI 기반 테스트베드 구축 기술을 선정하고 각 분야에 대한 최근 연구 동향 분석을 바탕으로 현재의 연구이슈를 도출하고 향후 연구 방향을 제시하였다.
초고밀도 네트워크 환경을 지원하기 위해서는 엣지에 위치한 단말들을 활용하여 지능공간에 존재하는 IoT들이 분산되어 생산하는 데이터로부터 지능을 포그 컴퓨팅과 클라우드 릿 기반 기술을 활용하여 축적하고 이를 바탕으로 지능적인 의사결정을 통해 실시간으로 서비스를 제공하기까지의 과정 전체를 실현하기 위한 정보통신기술의 총체적인 발전이 필요함을 확인하였다. 지능공간에 퍼져 있는 다양한 IoT 단말들은 대부분 무선네트워크로 연결 있는 저성능 컴퓨팅 단말들이 많기 때문에 지능적인 의사결정에 있어서 보안이 취약하며 초고밀도 네트워크 환경에서 즉시적으로 연결을 생성하고 서비스를 지원하기 위한 신뢰 기반 무선 네트워킹의 필요성을 도출하였다. 또한 초고밀도 네트워킹 환경에서 실시간 서비스 제공을 위해 사용자의 개인 정보를 공유해야 되는 상황이 점점 늘어나면서 동적으로 변하는 상황에 대응 가능한 보안 및 인증 기술 적용의 필요성을 도출하였다. 마지막으로 고밀도 네트워크 환경을 테스트하고 해당 공간에서의 저지연 서비스 성능을 검증을 위한 소프트웨어 정의 인프라 기반의 테스트베드 구축의 필요성을 도출하였다.

본 연구를 수행한 결과, 총 12회의 뉴스레터 발간을 통해 신뢰 기반 초고밀도 네트워크 구축에 필요한 핵심기술 동향과 이슈를 전산학, 전자공학, 컴퓨터공학 등의 관련 분야 산업계 종사자들과 연구자들 및 학생들에게 공유할 수 있었고, 인터넷을 통해 배포함으로써 일반인들에게도 기술을 소개하였다. 각 연구반에서 분야별로 상세하게 분석한 내용을 바탕으로 발행한 총 3건의 이슈분석서는 저지연 서비스와 이를 지원하기 위한 다양한 엣지 네트워크 요소기술, 차세대 5G 네트워크에서의 보안이슈, 및 이를 검증하기 위해 필요한 소프트웨어 정의 인프라 관련 기술의 현황과 발전 방향을 제시하였다. 이를 통해 대한민국 정부가 초고밀도 네트워크 구축을 위한 연구개발 계획을 설계하는 데 도움을 줄 것으로 기대된다. 또한 2018년 11월 9일에 진행한 Future Internet Summit 2018을 통하여 국내외 미래인터넷 관련 전문가들을 한 자리에 초청하여 깊이 있는 토의와 연구 진행상황 공유를 통해 국제협력을 더욱 강화시켰다.
본 과제를 통해 신뢰 기반 초고밀도 네트워크 구축을 위한 핵심 기술에 관련된 전문가들의 연구 현황이 공유되어서 초고밀도 네트워크에 대한 국가 경쟁력 확보의 출발점이 될 것으로 기대하고, 선진국의 유수 기관 연구자들과의 국제협력관계 강화를 통해 국제적 규모의 연구 협력의 장을 열고자 한다

목차

목 차
제 1 장 연구 개요 ···································································1
제 1 절 연구의 필요성 및 중요성 ··············································· 1
제 2 절 연구 목표 및 개요 ···························································6
제 3 절 연구 추진 체계 ·································································7
제 2 장 국내·외 연구 동향 ·················································16
제 1 절 엣지 환경에서의 IoT 서비스 모델 및 구조 연구 ···16
제 2 절 초저지연 IoT 서비스를 위한 5G 기반 네트워크 아키
텍처 ······························································································33
제 3 절 초고밀도 네트워크 실험을 위한 테스트베드 구축 기
술 ··································································································46
제 3 장 연구 내용 및 발전 방향 ·······································57
제 1 절 IoT 데이터 신뢰성 지원을 위한 프로토콜 기술 ···57
제 2 절 신뢰 기반 초고밀도 네트워크 보안 위한 5G 기술 69
제 3 절 초고밀도 네트워크 대응 테스트베드 구축 기술 ·····89
제 4 장 국제협력 활동 ·························································95
제 1 절 국제협력의 취지 및 목적 ·············································95
제 2 절 국제협력 활동 내용 ·······················································96
제 3 절 향후 국제협력 방안 ······················································115
제 5 장 결 론 ·································································116
[별첨]
1. 미니워크숍 발표자료 모음집
2. 산출물: FIS 발표자료 모음집
3. 산출물: 뉴스레터(최신 기술동향 소개 및 분석)