미래 네트워크 기술동향_digieco_0912

미래 네트워크 기술 동향

Prepared for 정부통합전산센터 보안통신 기획과

2009.10.30

KT 중앙연구소

황진경 부장

[email protected]

목 차

I. 미래의 모습 (비전)

II. 현재 인터넷의 문제 및 미래인터넷 동인

III. 미래인터넷 요구사항

IV. 미래인터넷 연구동향

NCIA-FN세미나 [email protected] 2/50

V. 미래인터넷 관련 기술

VI. Summary

I. 미래의 모습 (비전)


미래 사회 예측

� 지식사회가 온다 – 피터드러커 (현대 경영의 아버지)

� 이제부터 세계는 빠른자와 느린자로 나누어질것이다 – 앨빈 토플러 (미래학의 창시자)

� 21세기는 Feeling, Fiction, Female이 주도하는 3F시대이다 – 존 나이스빗(메가트렌드 창시자)

� 20년 후에는 AI가 우리의 교육,건강을 체크할 것이다 – 제롬 글렌 (유엔 미래포럼 의장)

� Rush ! 시간 부족 사회가 온다 – 티머시 맥 (세계 미래회의 회장)


� 핏속을 헤엄치며 바이러스와 싸우는 로봇 멀지 않았다 – 에릭 드렉슬러 (나노공학의 아버지)

� 가상이 눈앞의 현실이 된다 – 윌리엄 하랄 (조지 워싱턴 대학교수)

� 50년 내 신인류가 탄생하는 포스트 휴먼시대가 열린다 – 호세 코르데이로(베네주엘라 교수)

� 2070년에는 평균 수명이 120세가 될 것이다 – 파비엔 구-보디망 (세계 미래 학회장)

� 문화와 꿈을 생산하는 Dream Society 가 온다 – 짐 데이토(하와이대 미래 전략센터 소장)

Picture of future – KT 백용창부장

미래 트렌드 – 종이신문이 사라지고 실감미디어의 등장 [NIA]


[NIA] 트렌드로 보는 미래사회의 5대 특징과 준비과제, IT & Future Strategy 제8호, 2009.10. 20, NIA

미래 트렌드 –전자 민주주의의 등장과 대의 민주제 쇠퇴 [NIA]


미래 트렌드 – 그린경제

�최근 기후변화와 에너지위기가 동시에 도래하면서 탄소 배출권 시장, 신재생에너지 시장 등 녹색시장도 빠른 속도로 성장 중

– 탄소배출권시장 규모 “640억 달러(2007) � 1500억 달러(2010)”

�각국 정부의 강력한 지원과 함께 에너지와 환경 분야를 중심으로 그린산업에 뛰어드는 기업이 꾸준히 증가

[NIA]


미래 트렌드 – 공짜 경제

�공짜경제 시대의 도래

– 서비스를 무료나 저렴하게 제공하고, 대신 시장의 관심과 명성, 고객기반을 확보해 새로운 수익을 창출하는 공짜경제(freeconomics)등장

[NIA]


미래 트렌드 – 비대면 커뮤니케이션 무한확장(오감통신)

� 소셜 네트워크 서비스 활성화 및 소셜 텔레비전 보급

[NIA]


미래 트렌드 – 비대면 커뮤니케이션 무한확장(오감통신)

�이미지를 통한 커뮤니케이션 문화의 확대

– 미래에는 비언어적 의사소통으로 감성과 감정을 표현하기 위해 새로운 기호와 상징의역할이 필요

� 인간과 기계, 기계간 커뮤니케이션 가능

[NIA]


II. 현재 인터넷의 문제점 및 미래인터넷의 동인


미래 네트워크 동인

� 동인 : 네트워크 패러다임의 변화

� 인터넷 등장

– 미 국방성 군사 목적 ARPANET 요구사항(‘69)

•많은 통신 시설이 파괴되더라도 계속 살아 남는 통신

네트워크를 고안할 것.

• 다양한 통신기술을 활용할 수 있을 것

회선 기반의 네트워크


– 과학기술계의 결론

•패킷 (packet) 방식의 통신네트워크

•연결을 만들지 않음

•전체의 70% 이상이 파괴되어도 계속 생존하여 통신기능 유지함

패킷 기반의 네트워크

미래 네트워크

현재 인터넷현재 인터넷

최양희, KRnet 2007,FIF2008 Internet = Inter + NetInternet = Inter + Net

미래 네트워크 동인

� 인터넷은 현재 정보통신 뿐 아니라 국가 critical infrastructure로 발전

• 전자정부

• 교통통제, 에너지 통제

• 금융, e-business

• 교육, 의료, 환경

• 생산, 프로세스 제어


• 생산, 프로세스 제어

• 각종 서비스 산업 등

– 보안, 실시간성, 끊기지 않는 서비스 제공 필요

– 1 시간이라도 인터넷이 없으면 … 상당한 불편과 피해

현재 인터넷의 문제점

� 인터넷의 문제점

– 품질보장

end-to-end 프로토콜 기반의 패킷전달 방식은, 한지점의 병목이 전체 서비스품질에영향을 주는 구조적 한계 (해결책: end-middle-end )

– 이동성:

인터넷 설계 당시 현재와 같이 이동 통신, 무선 인터넷 활성화 될것을 고려하지 못하였음. 인터넷에 이동성을 추가로 부여하기 위한 노력은 성공적이지 않음.

향후 네트워크는 유선 보다 무선망이 더 큰 비중을 차지할 것이므로, 이종의 다양한 무

다양한 문제점을 patch 형식으로 만 해결해서는 복잡도 증가, 또다른 문제 발생


향후 네트워크는 유선 보다 무선망이 더 큰 비중을 차지할 것이므로, 이종의 다양한 무선망과 이동성의 효율적인 제공이 필요

– 보안성:

인터넷은 원래 군사용, 연구용으로 설계되어, 사용자는 정당한 방법으로 인터넷 규율을 준수하며 인터넷을 사용할 것으로 가정되었다. 그러나 실세계에서는 다양한 사람들이 서로 배타적인 이익을 추구하므로 타인에게 피해를 줄 수 있는 현상도 발생한다. 이러한 위험을 미연에 방지하고 차단하여 사용자가 안심하고 사용할 수 있는 보안 기능의제공이 새로이 요구

백은경, 주간기술동향 2009


� 인터넷의 문제점

– 경제성

인프라 구축에 기여하는 네트워크 제공자나 요소자원 제공자에게 적정한 수익보장못함. 추가적인 투자나 네트워크 협업에의 적극적 참여 제한 � 모든 제공자가 적정한 경제적 보상을 받을 수 있는 구조 필요

– 확장성

라우팅 테이블 크기 증가로인한 확장성 문제 직면. 네트워크의 성장속도에따른 확장성네트워크 구조필요

다양한 문제점을 patch 형식으로 만 해결해서는 복잡도 증가, 또다른 문제 발생


네트워크 구조필요

– 견고성/신뢰성

양적, 질적 성장에 따른 문제 발생시, 원인 파악 및 해결에 큰 노력소요. 문제에 대한 견고성 제공을 통해 사용자와 운영자간에 신뢰확보 필요

– 편의성

사용자에게 편의성 제공이 무엇보다도 우선되어야 함. 이용자의 환경을 예측하고, 그에맞는 편의성 제공 필요. 다양한 유무선 액세스 기술을 통해, 사용자가 익숙한 인터페이스 제공 필요

백은경, 주간기술동향 2009


� 인터넷을 통해 제공이 어려운 획기적 기술/혁신적 응용들

– 아주 작은 디바이스

sensors, RFID

– 수많은 디바이스

Internet of Things, vehicles

– 새로운 응용들

방송, 컨텐츠 분배


방송, 컨텐츠 분배

– 새로운 기술들

optical switch

cognitive radio

content centric networking

sensor network

low-cost mass storage

최양희, KRnet 2007,FIF2008


미래 네트워크 접근방법

� 문제점 해결방안

– 점진적 해결 (Evolutionary approach)

• Next Generation Internet (차세대 인터넷) or NGN

현재 기술을 점진적으로 보완

• IETF에서 지금까지 수백개의 RFC를 발간 – 제한된 성공

IPv6, BGP4, IPsec, Mobile IP 등



패킷 기반의 네트워크

미래 네트워크

– 혁신적 해결 (Revolutionary approach)

• Future Internet (미래인터넷) : Clean slate approach

혁신적인 기술을 도입

IP, Packet 개념 재검토

Network, Address 개념 재검토

미래 인터넷미래 인터넷

III. 미래 사회를 위한 네트워크

(= 미래 인터넷) 요구사항


(= 미래 인터넷) 요구사항

미래인터넷 연구에서 지향하는 서비스

�유럽 (EU) : 교통, 에너지, 환경 등•Personal service creation,

•Future home

•Future of traffic

•Virtual reality

•Productivity tools

�미국 (NSF): 헬쓰케어, 텔레컨퍼런스 등•Ubiquitous health care

•Participatory urban sensing


•Participatory urban sensing

•Dealing with personal data

•Tele-presence

�일본 (NIST): 의료, 교통, 긴급 서비스 등

•medical care, transportation, emergency services

�한국 (KT) : ?

…

사회의 중추적인 인프라 서비스

미래인터넷 연구에서 지향하는 서비스

• KT 미래인터넷 서비스

미래 인터넷을 통하여 사회시스템에 커다란 영향을 미칠 수 있는 응용분야

• 의료 및 건강관리 시스템

• 생산성 향상을 위한 실감형 텔리프레즌스 응용

• 지휘, 통제 및 통신 시스템

• 대규모 센서 네트워크를 이용한 환경보호 시스템


• 대규모 센서 네트워크를 이용한 환경보호 시스템

미래 인터넷 응용들의 공통된 핵심 요구사항:

• 다양한 전달모드의 효율적인 수용능력

• 네트워크 컴퓨팅을 위한 빠른 응답시간 보장능력

• 정교한 시간과 위치의 식별능력

미래 인터넷 요구사항 - 다양한 전달모드의 효율적인 수용능력

• Directions of network services

•• HBS : Huge Band ServiceHBS : Huge Band Service

•• BPS : Broadband Packet ServiceBPS : Broadband Packet Service

•• TMS : TinyTMS : Tiny--band Mass Serviceband Mass Service

TMSTMS

* NTT 관점


Narrow

Number of

networked

terminals

Communication

Bandwidth

Wide

Small

Huge

BPSBPS

RFID Tags

Sensors

Actuators

etc.

Digitization of

various events in

the real world.

TMSTMS

HBSHBSInteractive Video Communication,Circulation of CGM, Cloud-Computing etc.

Huge Data Center, High quality communication with realistic sensation, CDN etc.

Current network services(VoIP, Web, P2P etc.)

미래 인터넷 요구사항 - 네트워크 컴퓨팅기반 빠른 응답시간 보장 능력

Tele-orchestration


22

전기신호 전달 : 1만Km/sec, 공기 중 음성전달 : 340m/sec의 시간차이를 이용한 원격 연주회

⇒ 현재 인터넷은 protocol/OS overhead로 인하여 미디어 처리 및 전달 시간이 critical

⇒ 미래 인터넷은 Time-critical synchronous applications를 다양하게 제공하는 인프라

미래 인터넷 요구사항 - 정교한 시간과 위치의 식별능력

• Person-himself (P-self)

• Person-to-Person (P2P)

• Person-to-Machine (P2M)

• Machine-to-Machine (M2M)

•기존 인터넷에서 제공이 불가능한 超실시간성(200ms~수ms이내), 超임장감의 응답 특성을

요구

•M2M: M2M refers to data communications between machines. M2M is most commonly


Actuation Sensing

•M2M: M2M refers to data communications between machines. M2M is most commonly

translated as Machine-to-Machine but has sometimes been translated as Man-to-

Machine, Machine-to-Man, Machine-to-Mobile and Mobile-to-Machine. [wikipedia]

미래 인터넷 요구사항 – 데이터 중심 네트워크

� 고화질 데이터와 같은 큰 데이터를 빠르게

� 센서 네트워크와 같은 작지만 대규모 데이터 처리를 효과적으로

� Web 2.0 참여형 정보 구축이 유연하게

� 향후 대부분을 차지할 이동 단말/이동 네트워크를 효과적으로 지원하는

� 초광대역, 초실시간 전달 및 처리가 가능한 네트워크


IV. 미래인터넷 연구 동향

- 각국의 research agenda


- 각국의 research agenda

미래 인터넷 연구 동향

� 유럽, 북미, 일본의 미래인터넷 연구동향

jkhwang 2009.02.23중앙연구소

미국 FIND 연구범위

� Robust content distribution

� Naming, security, resilience

� Management and sharing of personal information

� Real time multi-media distribution

� Multicast

� Network-embedded storage and computation


� Location mgt (human and object)

� Identity mgt. (human and object)

� Distributed name management

유럽 FP-7 연구 범위


일본 AKARI 연구 범위


한국 FN 연구범위


V. 미래인터넷 관련 기술

미래 인터넷/미래 네트워크 정의

� 국내 (FIF포럼)

− 현재 인터넷의 문제를 근본적으로 해결하며, 향후 새로운 요구사항의수용이 용이한 네트워크

− 중기적으로 가용한 네트워크로서 기존 망 기술을 배재하지 않음

� 국제 (ISO 회의, 북미 대학등)

− 앞으로 개발되어 30-50년동안 지속될 네트워크 /기술로써,

− Revolutionary 네트워크이나, 현재 NGN의 operation을 파괴하지


− Revolutionary 네트워크이나, 현재 NGN의 operation을 파괴하지않으며

− Backward compatibility가 필요조건은 아니나, exclude도 아님

� 국제표준 (ITU-T Q21/13, 2009.01회의)

- Future Network (FN) is a network which is able to provide revolutionary services, capabilities, and facilities that are hard to provide using existing network technologies.

-Note: FN provides mechanisms that benefit every participant as much as they contribute. It will be studied based on clean-slate approaches.

미래인터넷 기술-가상화,프로그래머빌리티,연합

� GENI (Global Environment for Networking Innovations)

� 새로운 네트워크를 위한 글로벌 테스트베드 : 2005.8 미국 NSF 발의 연구프로그램

� 가상화 (virtualization) 에 의해 서로 다른 네트워크 기술을 동시에 제약없이 테스트

� GENI 테스트에 참여하는 연구자에게 GENI 구성요소를 프로그램하고, 이를 기반으로새로운 네트워크 설계 아이디어를 테스트

핵심기술개념: Slicing, Virtualization, ProgrammabilitySlice 개념:

각 노드 자원을 필요한대로 연결제공

Slice 개념:

각 노드 자원을 필요한대로 연결제공


각 노드 자원을 필요한대로 연결제공각 노드 자원을 필요한대로 연결제공

Slice-1Slice-1

Slice-2Slice-2

미래인터넷 기술 - 가상화

� Virtualization Software

� Components

� Substrate Hardware


� Aggregate

미래인터넷 기술 – 가상화/연합 구조

� GENI Spiral 1

Operations

NSF ClearinghouseNSF ClearinghouseFederations


Operations

Researchers

GENI Aggregates

미래인터넷 기술 – 프로그래머빌리티


KT vision for Future Network

� User can create, access, use own service network

� 기존 PSTN, Internet 의 고정된 기능의 네트워크를, 가상화, 연합, 프로그램기능을 통해 이용자에게 요구되는 맞춤 네트워크를 구성 & 제공


VI. Summary


Summary

�미래인터넷 최신 기술동향을 제시

�미래사회모습의 예측을 통해, 미래 네트워크에서 요구되는기능 도출 접근

�또한 현재 인터넷의 문제 및 미래인터넷 동인을 통해 미래인터넷 요구사항을 도출

�미래인터넷 연구동향 및 관련 기술을 정리


�

�클라우드 기술과 관련성

– IT centric cloud computing을 network centric으로 확장하며, IP네트워크의 제한을 넘어선 기술로서 접근

– 미래인터넷의 여러 기술들이 테스트베드 기반으로 개발 � 미래인터넷 상용망으로의 가능성 고려 필요


감사합니다.

Further questions to [email protected]

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