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들어가기에 앞서서
2013년 12월에 발표한 가트너(Gartner) 보고서에 의하면 사물인터넷 (IoT: Internet of Things) 기기 시장이 2009년 9,466억원에서 2020년에는 약 30배 증가한 27조 3000억원에 이를 것이라고 합니다. 가트너 보고서 뿐만 아니라 각종 리서치 기관에서 사물 인터넷의 폭발적인 증가를 예측하고 있습니다. 최근 IT업계의 가장 큰 이슈는 사물인터넷이라는 것에 누구도 의구심이 들지는 않을 것입니다.
사물인터넷에 접근하는 방식은 여러 가지가 있을 수 있습니다. 산업적인 측면과 기술적인 측면. 기술적인 측면에서도 무선기술, 서비스 플랫폼 기술 등으로 접근할 수 있을 겁니다.
본 문서를 포함하여 향후 몇 편의 기술문서들은 사물인터넷을 네트워크 프로토콜 관점에서 접근하여 설명하도록 하겠습니다. 이 글은 그 첫 번째로 사물인터넷과 IPv6의 관계에 대해서 설명하도록 하겠습니다.
사물 인터넷과 센서 네트워크의 차이
사물인터넷과 IPv6의 관계에 대해서 설명하기에 앞서, 우선 사물인터넷(Internet of Things)과 센서 네트워크(Sensor Networks)의 차이점에 대해서 먼저 설명드리겠습니다. 센서 네트워크는 예전부터 있었던 말이었습니다. 센서 네트워크는 통칭 센서 노드들(Zigbee, Bluetooth, NFC)이 데이타를 수집 및 전달하는 네트워크를 말합니다.
그리고 사물 인터넷은 1999년에 처음으로 언급되기 시작하여(http://www.rfidjournal.com/articles/view?4986 )
대략 2~3년 전부터 폭발적으로 쓰이기 시작하였습니다.
사물인터넷과 센서네트워크의 차이는 결국, 사물인터넷의 “Things”과 센서 네트워크의 “Sensor Node”의 차이라고 볼 수 있습니다.
우선, 사물 인터넷 (Internet of Things)의 용어에서 Things가 무엇을 의미하는지부터 설명하도록 하겠습니다. 여러 가지 정의가 있을 수 있는데요, Kevin Ashton은 RFID Journal, July 22, 2009, " That 'Internet of Things' Thing" 에서 다음과 같이 정의하였습니다.
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"기존의 Data은 사람이 타이핑을 하거나, 사진을 찍거나, 문서를 스캔하는 등의 사람의 능동적인 의지에 의하여 생성이 되었다. 이러한 Data 생성 방식은 한계가 있다. 사람의 Resource는 한정적이며 집중력 및 정교함 역시 정확하지 않기 때문이다. Things는 (전통적인 방법과 달리) 인간의 도움이 없이 Data를 수집, 가공, 전달 하며 자신이 상태를 스스로 판단하는 컴퓨터를 말한다" |
이처럼 Kevin Ashton는 Things을 인간의 도움 없이 데이타를 스스로 만들어내는 컴퓨터라고 하였는 데요. 현재도 이런 Things들이 상당한 많은 Traffic를 생성하고 있습니다. 한 통계자료(http://www.incapsula.com/blog/bot-traffic-report-2013.html)에 의하면 웹트래픽 중에서 인간이 생성하는 트래픽은 38.5% 밖에 안 된다고 합니다(2014년 말 기준). 그리고 매년 Things들이 만들어 내는 웹트래픽이 더 늘고 있다고 합니다.
그러면 이런 Things과 Sensor Nodes간의 공통점과 차이점은 무엇일까요?
이 Things과 Sensor node의 공통점은 저전력(Low Power Consumption)을 요구한다는 것입니다.
Device가 데이타를 끊임 없이 Sensing/Gathering/Modifying/Forwarding하기 위해서는 무엇보다 Device의 Lifetime이 중요한 요구 조건이기 때문에, 필연적으로 저전력이 Things/Sensor Nodes가 갖춰야 할 가장 중요한 요구 조건이 되었습니다.
또 다른 공통점으로 저사양 (Low-cost Computing)을 들기도 합니다(하지만, 고성능의 일을 수행하기 위하여 Wi-Fi, Cellular Devices를 IoT Device로 활용하기도 하기 때문에 '저사양'을 IoT Devices의 필수 조건이라고 보기에는 약간의 무리가 있을 수도 있다고 합니다).
이처럼 얼핏 보면, Things과 Sensor Node은 동일시하는 개념으로 볼 수 있는데요.
그렇다면, Things과 Sensor Node간의 차이점은 무엇일까?
Thing과 Sensor Node간의 가장 큰 차이점이자 유일한 차이점은, "Device가 기존 인터넷하고 연결이 되느냐" 입니다. 기존 Sensor Networks에서는 각 Sensor Nodes이 독립된 Networks를 형성하기 때문에, 각 Sensor Nodes이 Public Network와 통신이 가능하지 않아도 상관없습니다.
반면, 사물 인터넷에서는 Things이 기존 Public Network, 즉 Internet하고 연결이 되어야 합니다.
따라서, 일반적으로 Things는 IP Stack이 올라가고 IP주소를 가지는 것을 염두에 둡니다(다만, 사물인터넷이 넓은 의미로 기존 센서 네트워크의 개념도 포괄하여 IP Stack이 올라가지 않은 Sensor Nodes를 IoT Device로 보는 경향도 있습니다) .
사물 인터넷의 IP Layer의 의미
Things는 일반적으로 IP Stack이 작동하는 것을 염두에 둔다고 하였습니다. 그리고 이것이 기존 Sensor Node와의 유일한 차이점이자 가장 큰 차이점이라고 하였습니다.
사물인터넷이 (기존 센서네트워크와 다르게) 산업적으로 크게 각광받는 것은 바로 이 IP Layer 덕분이지 않나 싶습니다.
다들 알다시피 센서 네트워크는 사물인터넷이 생기기전 훨씬 이전부터 있었던 개념이었지만 산업적으로 성공하지는 못 했습니다.
왜 그랬을까요?
그 답변을 하기에 앞서, 우선 TCP/IP protocol suite 얘기를 꺼내고자 합니다.
다들 아시다시피, 인터넷의 통신 규약은 TCP/IP protocol로 이루어져 있습니다. 수 많은 규약들이 있었을 텐데, 왜 인터넷은 TCP/IP로 진화를 하게 되었을까요? TCP/IP의 가장 큰 특징이 뭘까요?
그것은 모든 Network Platform이 IP layer로 수렴한다는 것입니다. 모든 Network Interface(Layer 1,2)가 IP Layer로 수렴하다 보니, Application Program를 만드는 개발자는 Network Platform를 전혀 고려하지 않고 Program를 개발할 수 있습니다. 왜냐하면, 모든 Network Platform은 IP Protocols과 호환이 가능하기 때문입니다. 이것이 인터넷이 유연성과 확장성을 가지게 된 배경입니다.
그러면 다시 센서 네트워크 얘기로 돌아가도록 하겠습니다.
기존의 센서 네트워크는 어땠지요? 각자의 무선기술(Zigbee, Bluetooth 등)만 고집을 하고 서로간의 연결을 하는 연결고리가 없었습니다. 그러니 산업적/기술적 생태계가 확장을 못했습니다.
반면, 사물인터넷은 IP Layer라는 연결 고리가 있습니다. 바로, 인터넷을 통해서 초연결을 지원해주는 겁니다. 그래서, 센서네트워크와는 다르게 산업적/기술적 생태계가 비약적으로 발달될 것으로 예측되는 것입니다.
사물인터넷과 IPv6
사물 인터넷의 가장 큰 특징은 각 Things이 인터넷과 연결이 되어야 한다고 하였습니다. 인터넷과 연결이 되기 위해서는 Things는 당연히 IP Stack이 올라가야 하며, 인터넷에서 각 Things를 Unique하게 구별할 수 있도록 IP Address를 가지고 있어야 합니다.
가트너에 의하면 2020년까지 260억 개의 Devices이 IoT에 사용될 것이라고 합니다(http://www.gartner.com/newsroom/id/2636073) .
이처럼 IoT World에서는 굉장히 많은 수의 Things이 IP주소를 가지게 될 것입니다. 당연히, IP주소 개수에 한계가 있는 IPv4주소(최대 43억개)로는 IoT를 지원할 수가 없습니다.
다음 그림은 구글에서 예측한 Connective Devices의 수와 IPv4 주소의 개수를 비교한 그림입니다. (http://www.google.com/intl/en/ipv6/)
이런 이유로 IoT Devices은 IPv6 Stack이 올라가 있으며, IPv6 주소를 가지는 것을 고려합니다.
마무리
이번 시간은 IoT Node에 IPv6주소가 왜 필요한지에 대해서 알아보았습니다. 다음 시간에는 IoT Nodes의 Protocol Stack에 대해서 알아보도록 하겠습니다.
기고자 소개
고득녕 매니저 (engineer@sk.com)
홍용근 박사 (yghong@etri.re.kr)
상호: (주)엔앰씨컨설팅그룹 주소: 서울시 강남구 테헤란로 128, 3층 387호 대표이사: 손장우 전화: 02-3444-5747 메일: webmaster@netmanias.com 등록번호: 서울 아03722 제호: 넷매니아즈 등록일자: 2015년 5월 4일 발행/편집인: 손장우 청소년보호책임자: 이수정
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좋은 글 감사합니다. 다만 사물인터넷이 처음 언급된 시점은 2009년이 아닌 1999년이라는 게 일반적입니다. 인용하신 글에서도 1999년의 발표에서 처음 언급되었다고 말하고 있습니다.
네트워크 관련 일을 하고 있다고는 하지만... 비교적 상위 레벨의 일을 담당하고 있다보니..
업무에 있어서 아직까지 IPv6에 압박은 그리 크지 않은 편인데요.
이제 슬슬 압박이 시작 되겠군요. ㅎㅎ
좋은 글 감사합니다. ^^
안녕하세요!! 지나가다님!!
"IPv6 Network의 이해" 공동 저자 고득녕입니다.
지나가다님의 의견 감사드리고요. 지나가다님의 의견이 맞습니다.
제가 Wikipedia에 있는 내용을 확인 안하고 그대로 인용하다보니 이런 오류가 나왔습니다.
소중한 의견 감사하고요.
앞으로도 netmanias에 많은 관심 부탁 드립니다. !!
IP라는 Suite가 요즘들어서는 무거워 보여요. 보안등 신규문제 발생 시 오히려 고전 NW가 훨 나아요?
IoT가 활성화되면 카독 대란 2가(IoT대란) 발생되지 않나 전문가들은 애기합니다.
Short Datagram이 전체 NW traffic에 70%를 점유한다는 사실을 이제서야 알았네요.
ALL-IP 고민스럽네요^^
오랜만에 전문가 그룹에 놀러왔네요~~
무선 공유기 밑으로 ip 구분이 아닌 port 구분으로 여러대의 컴을 사용할 수 있는 것 처럼,
unique 한 ip 할당 없이 여러개의 thing 들이 공유기 아래에서 port 구분으로 서로 통신할 수 있지 않을까요?
구글의 예측에서와 마찬가지로 IP pool은 많이 부족하지만, 역설적으로 2015년이 지난 현재까지도 IPv6가 활성화가 되지 않고 있는 부분은 반추 해 볼만 합니다. 즉, google의 저 그래프는 (공인)IPv4가 부족하다는 의미이지, IPv6가 필요하다는 의미는 아니다라는 것이죠.
IPv6를 하려면 필연적으로 데이터의 양이 많아지는데, things 하나하나가 연결된다면 그야말로 엄청난 양일테지요.. 게다가 언급하셨지만 IoT의 트래픽은 on-demand가 아니니까요. 그 추가되는 트래픽에 대한 비용을 과연 사용자가 부담해야 할까요? 그렇다고 ISP같은 서비스 산업에서 감내할 수도 없고 말입니다.
여기에 오니 오랫만에 홍박사님도 뵙네요. 고득녕씨는 페북에서 답글로 인사드린 것 같고.. 정말로 IPv6가 활성화되려면 사설 IPv4 주소로는 불가능한 서비스가 발생을 해야 하겠지요. 통신의 이니시에이션을 받는 입장 대부분 통신 서버라 하죠. 이 부분이 Things에 있어야만 하는 응용이 사물인터넷에서 많이 나와야 하겠죠. 그렇지만 이 부분으 mDNS 등을 이용해서 미리 NAT의 path를 열어주면 IPv4 사설 주소도 가능하니 핵심은 아닌 듯 하구요. 그냥 IP 기반 Things가 활성화 되려면 하나의 서브넷에 있는 Things가 같은 넷에 있는 Things와는 다른 서브넷 밖의 인터넷 통신대상자가 있을 때에는 확실히 IP가 필요하겠죠. 그렇지 않은 경우는 항상 사물 인터넷 게이트웨이까지는 비 IP통신이어도 문제가 없다는 논쟁에서 피해갈 수는 없겠죠. 그러나 이도 왜 IPv4가 아니고 IPv6여야 하느냐에 대한 확실한 대답은 아니죠. 다행히 전 표준화 단체가 6LoWPAN등 IPv6쪽만을 사물인터넷 디바이스 네트워크에 적용하고 있는 것은 IPv6 활성화를 위해서는 좋은 Trends라 생각합니다.