상호운용 연구 동향상호운용 연구 동향

홍익대학교 소프트웨어공학 연구실김영철

2009. 10. 28

배경

Interoperability has been a topic of concern for atInteroperability has been a topic of concern for at

least 30 years

DoD continues to experience interoperability problems–DoD continues to experience interoperability problems

Much work has already been done:

Milit li t d–Military policy created

– Interoperability defined

T f i t bilit id tifi d– Types of interoperability identified

– Frameworks, methods, models, and measures for

interoperability createdinteroperability created

상호운용성 정의

국제표준 정의국제표준 정의– ISO/IEC 9216 품질 메트릭 (기능성 → 상호운용성)

– The ability of two or more systems or components to exchangeinformation and to use the information that has been exchangedinformation and to use the information that has been exchanged.

IEEE Standard Computer Dictionary: A Compilation of IEEE Standard Computer Glossaries. New York, NY: 1990.

– Being able to accomplish end-user applications using different typesof computer systems, operating systems, and application software,interconnected by different types of local and wide area networks.

James A. O'Bien and George M. [1]

미국 국방부 정의미국 국방부 정의– 체계, 부대, 군이 효과적으로 임무를 수행하기 위하여, 다른 체계, 부대 혹은 군과

정보 혹은 서비스를 교환 이용하는 능력 [Joint Pubs 1-02, 2004]

한국 국방부 정의– 서로 다른 군 , 부대, 체계 간 특정 서비스, 정보 또는 데이터를 막힘없이 공유,

교환 및 운용할 수 있는 능력 [국방부 상호운용성 관리규정 07 11 16]교환 및 운용할 수 있는 능력 [국방부 상호운용성 관리규정, 07.11.16]

상호운용성 역사

SOA MDA

LISI Integration Protocol,Any Platform

IDL FDS POSIX ITA HLAITMF, ebXML e-MDA

‘80 ‘83 ‘85 ‘88 ‘90 ‘95‘96 ‘98‘99 ‘01 ‘03 ‘05 ‘0980 83 85 88 90 95 96 98 99 01 03 05 09

12 상호운용성 관련 모델 식별12 상호운용성 관련 모델 식별

Related Works for Interoperability

1) Wrapper [Language level]– Java의 Wrapper Class의 pp

2) XML(eXtensible Markup Language)3) Federated Database System for managing Distributed, Heterogeneous Databases[1994]

:Heterogeneous databases :서로 다른 platform에서 사용 가능

– Internal database: Conceptual database, Physical database– Exported schema– Federated Schema : Integration

– External database: Logical database4) Heterogeneous database의 연동과 Soap을 통한 통합체제의 프로토콜 연구 [KIDA ]5) Inter-Legacy간의 Interface Mechanism: IDL (Interface Definition Language)

– Interface: Component들을 interface로 연결– Connector: Interface들을 연결해주는 connector를 이용o o 들을 연결해주는 o o 를 이용– Adaptor: Component 의 성질을 변형시켜주는 Adaptor를 놓아서 적용시킴

6) Standardized API(Application Programming Interface: API의 Interface 재정의7) Any Platform (CORBA, EJB, .Net)상에서의 상호운영성 연구: 통합 이슈8) MDA (Model Driven Architecture): Meta Modeling을 통해8) MDA (Model Driven Architecture) Meta Modeling을 통해– ArcStyler 도구

9) High-level Architecture: 현재 시도[카네기멜론대학, 미군성]10) Interoperability Testing Methodology and Framework [ICU 1999]– 실제 통신 환경하에서 프로토콜에 대한 해석차, 선택사항, 파라미터의 구현차이실제 통신 환경하에서 프로토콜에 대한 해석차, 선택사항, 파라미터의 구현차이

11) IMM (Interoperability Maturity Model) : LISI

Inter-Legacy간의 Interface Mechanism: IDL [Lamb 1983][Lamb, 1983]

IDL (Interface Description Language) is a softwareIDL (Interface Description Language) is a software

interface description language (also referred to as

Interface Descriptor Language) created by Williamp g g ) y

Wulf and John Nestor of Carnegie Mellon University

and David Lamb of Queen's University, Canada.

Like other interface description languages, IDL

defined interfaces in a language- and machine-g g

independent way, allowing the specification of

interfaces between components written in different

languages, and possibly executing on different

machines using remote procedure calls.

IDL (Interface Definition Language)

Structure simple Root exp IsStructure simple Root exp Istree ::= lefaf | inner;inner => op: operator,

sons:Seq Of tree;sons:Seq Of tree;leaf => name:String;operator ::= plus | minus | times | dicide;

plus =>; minus=>; times =>; divide =>;plus minus times divideEnd

Simple IDL structure

St t 1 R fi i l IStructure rep1 Refines simple IsFor leaf.name Use fixedstring 20;For operator Use enumeration;

EndEndStructure rep2 Refines simple Is

For leaf.name Use index;EndEnd

Refining structures

Federated Database System for managing Distributed, Heterogeneous Databases

Federated Database System for managing Distributed, Heterogeneous Databases [M L d d H i bi 1985][McLeod and Heimbigner, 1985]

A federated database system is a type of meta-database managementsystem (DBMS) which transparently integrates multiple autonomousdatabase systems into a single federated database.

The constituent databases are interconnected via a computer network,and may be geographically decentralized.

Since the constituent database systems remain autonomous, afederated database system is a contrastable alternative to the( )(sometimes daunting) task of merging together several disparatedatabases.

A federated database (or virtual database) is the fully-integrated,l i l it f ll tit t d t b i f d t d d t blogical composite of all constituent databases in a federated databasesystem.

McLeod and Heimbigner[1] were one of the first papers to define aFederated Database Architecture define the architecture andFederated Database Architecture define the architecture andinterconnect databases that minimize central authority yet supportspartial sharing and coordination among database systems

Federated database system for managing distributed, heterogeneous, and autonomous databaseg ,

ExternalschemaExternalschema

ExternalschemaExternalschema

ExternalschemaExternalschema

ExportExport ExportExport E tE t

Federatedschema

Federatedschema

ConceptualConceptual

ExportschemaExportschema

ExportschemaExportschema

ExportschemaExportschema

ConceptualConceptual

Logicalh

Logicalh

Conceptualschema

Conceptualschema

Conceptualschema

Conceptualschema

LogicalLogicalschemaschema schemaschema

Component ComponentComponent DBS

Component DBS

High Level Architecture

ITA(Information Technology Architecture)/EA(Enterprise Architecture)[미국 연방 정부 990][미국 연방 정부, 1990]

일정한 기준과 절차에 따라 업무 응용 데이터 기술 보안일정한 기준과 절차에 따라 업무, 응용, 데이터, 기술 보안

등 조직 전체의 정보화 구성 요소들을 통합적으로 분석한 뒤

이들 간의 관계를 구조적으로 정리한 체계 및 이를 바탕으로이들 간의 관계를 구조적으로 정리한 체계 및 이를 바탕으로

정보 시스템을 효율적으로 구성하기 위한 방법.

미국 국방부가 1991년 걸프전을 계기로 군 지휘 통제 시 관미국 국방부가 1991년 걸프전을 계기로 군 지휘 통제 시 관

계 기관 및 정보 시스템 간 상호운용성(Interoperability)

확보의 중요성을 절감하여 도입한 일종의 방법론확보의 중요성을 절감하여 도입한 일종의 방법론.

우리나라는 범정부 정보 기술 아키텍처 적용을 전자 정부 핵

심 과제의 하나로 추진중

국방 정보시스템에서의 상호운용성 위기

걸프전에서의 상호운용성 오류걸프전에서의 상호운용성 오류

–상호운용성이 검증되지 않은 시스템을 실전에 배치하여 많은 문제점 발생

pack

pack

pack

pack

합동합동, , 연합연합전장전장 환경환경

13/31

What ITA : EA+TRM+SP

ITA = EA (Enterprise Architecture)ITA EA (Enterprise Architecture)

+ TRM (Technical Reference Model)

+ SP (Standards Profile)+ SP (Standards Profile)

EA = Business Processes업무

(Business)EA Business Processes

+ Information Flows and Relationships

+ Applications 응 용

정 보

(Information)

Applications

+ Data Descriptions

+ Technology Infrastructure자 료(Data)

응 용(Application)

Technology Infrastructure

기 술(Technology)

(Data)

14

High-level Architecture: 현재 시도[DoD, 1995]

Networked Virtual Environment(NVE)Networked Virtual Environment(NVE)

– Interactions among simulation nodes connected to the

networknetwork

High Level Distributed Simulation Architecture for NVE

– Interaction among federates connected to the networkInteraction among federates connected to the network

– Federation corresponds to NVEentity

Federateentity

Federateentity

실세계 Federation

HLA (High Level Architecture)

Simulationsi t ilit t d t i

Weapon SystemsReal-world C4I

Individual

InstrumentedRanges

environment, military systems, doctrine

Interfacesto live

players

Combatants

ExerciseMgmt

After-ActionReview

HLA Interface Specification

players

Runtime Infrastructure

Reusable across all DoD simulation systemsKey:

Communications (e.g., DSI)

Reusable across all DoD simulation systemsy

unique

Reusable across a simulation domain

미국의 적용 사례

타체계 SBA를 통한 동시 공학환경

2.개념설계

3 기능설계체계 Digital System Model임무

소요서

3.기능설계

1.체계소요

체계개념

운용요구서

g y

자원저잗소 자원 저잗소

4.물리적 설계

8 비용 일정

분산네트워크 자원저잗소

5.공학개발/제조타체계

7 운영유지

8.비용,일정

사업관리

6.시험평가7.운영유지,물류,교육

Adapter on any Platform

Any Platform (CORBA, EJB, .Net)상에서의 상호운영성 연구: 통합 이슈[Robert Kim, 2003]성 연구 통합 이슈[Robert Kim, 2003]

컴포넌트 기반 시스템의 상호운영에 대한 기술적 접근 방안 정립컴포넌트 기반 시스템의 상호운영에 대한 기술적 접근 방안 정립

컴포넌트 기반 시스템의 상호운용 적합성 시험 및 평가

어댑터를 이용한 컴포넌트상호운용성 확보어댑터를 이용한 컴포넌트상호운용성 확보

Adapter

CORBA

Adapter

CORBA

상호운용 적합성 및인증 기술

EJB COM

상호운용성 시험 기술 상호운용 적합성 및인증 기술

EJB COM

상호운용성 시험 기술

국방 컴포넌트 기반 시스템상호운용성 확보

국방 컴포넌트 기반 시스템상호운용성 확보

국방 컴포넌트 기반 시스템상호운용성 확보

국방 컴포넌트 기반 시스템상호운용성 확보

문제점

구축

20/31

단순한 상호운용 복잡한 상호운용

SOA & Web 2.0

SOA(Service Oriented Architecture)[Gartner, 1996]1996]

SOA는 공개, 기민성, 확장, 연합, 자립적 요소들로 구성된 조합가SOA는 공개, 기민성, 확장, 연합, 자립적 요소들로 구성된 조합가

능한 아키텍처, 서비스 품질, 다양한 벤더, 상호 운영성, 서비스

발견 그리고 잠재적으로 재사용 가능한 서비스들이 웹서비스로

구현된다.

SOA는 비지니스 로직과 기술을 추상화하여, 이 도메인 간에 느슨

한 합을 유 한한 결합을 유도한다.

SOA는 과거 플랫폼의 진화물로서, 전통적인 아키텍처의 특징들

을 고스란히 가지고 있으며 명확한 원칙을 가지고 SOE를 지원하을 고스란히 가지고 있으며, 명확한 원칙을 가지고 SOE를 지원하

며 서비스 지향을 촉진한다.

SOA는 엔터프라이즈 환경을 이상적으로는 표준화하지만 치밀한SOA는 엔터프라이즈 환경을 이상적으로는 표준화하지만, 치밀한

사전 계획에 의한 이전 필요성과 현재도 진화하고 있는 기술에 대

한 지원만이 이러한 목적을 달성할 수 있다.한 지원만이 이러한 목적을 달성할 수 있다

SOA(Service Oriented Architecture)

Public or Private

ServiceRegistry

Public or PrivateUDDI Registry

ServiceDescription

WSDLDescription

WSDLDescriptionPublishFind

ServiceRequester

S i

ServiceServiceProvider

ServiceBindServiceProxy

(Client)

ServiceDescription

Service

SOAP Protocolhttp

< SOA>

MDA (Model Driven Architecture)

MDA (Model Driven Architecture)[OMG, 2001]

The Model-Driven Architecture approach defines system functionalityusing a platform-independent model (PIM) using an appropriatedomain-specific language.

Then, given a platform definition model (PDM) corresponding to CORBA,.NET, the Web, etc., the PIM is translated to one or more platform-specific models (PSMs) that computers can run. (EDIT: This requiresmappings and transformations and should be modeled too.)

The PSM may use different Domain Specific Languages, or a GeneralPurpose Language like Java, C#, PHP, Python, etc.[citation needed].Automated tools generally perform this translation.

Th OMG i ti id h ifi ti th thThe OMG organization provides rough specifications rather thanimplementations, often as answers to Requests for Proposals (RFPs).Implementations come from private companies or open source groups.

MDA principles can also apply to other areas such as business processMDA principles can also apply to other areas such as business processmodeling where the PIM is translated to either automated or manualprocesses[citation needed].

MDA (Model Driven Architecture)

MDA (Model Driven Architecture) for Embedded Software System

e-MDA (Embedded Model Driven Architecture)[Robert Kim, 2005]Architecture)[Robert Kim, 2005]

IT산업의 발달로 새롭게 등장한 많은 임베디드 시스템 응용의 복IT산업의 발달로 새롭게 등장한 많은 임베디드 시스템 응용의 복

잡도가 증가함으로 인해 독자적인 개발만으로는 경쟁력을 얻을

수 없기 때문에 플랫폼에 독립적인 개발방법론의 확보가 시급수 없기 때문에 플랫폼에 독립적인 개발방법론의 확 가 시급

개발 과정에서의 에러율을 감소시키기 위하여 개발 프로세스와

테스트 프로세스가 동시에 진행되어야 함테스트 프로세스가 동시에 진행되어야 함

임베디드 소프트웨어의 개발 환경이 일반 소프트웨어의 개발환경

보다 훨씬 어려워서 효과적인 개발도구 없이는 경쟁력 있는 개발보다 훨씬 어려워서 효과적인 개발도구 없이는 경쟁력 있는 개발

불가

업체들이 개발한 제품들 간의 인터페이스가 다르고 연동이 불가업체들이 개발한 제품들 간의 인터페이스가 다르고 연동이 불가

능하여 고비용, 저효율을 야기하고 임베디드 소프트웨어 산업 절

반의 활성화를 저해하고 있음성 있

e-MDA (Embedded Model Driven Architecture)Architecture)

e-MDA 기반의 모델변환 프레임워크

iPhone AndroidWindows Mobile iPhone AndroidWindows Mobile

AppleMicrosoft Google AppleMicrosoft Google

29

e-MDA (Embedded Model Driven Architecture)

R i t A l i

Architecture)

MDA based ModelingT I M

Requirement Analysis

xUML

Process

input

TSMRepository

Modeland

ComponentStoreTSMAutomation

NET C

modelreuse

Store

Auto Trans.

xUMLProfile

.NET C

code porting

Wi CE

Code Porting

WinCE Embedded Linux uCOS

IMM (Interoperability Maturity Model) : LISI[DoD, 1998]

IMM (Interoperability Maturity Model) : LISI[DoD, 1998]1998]

LISI (Level of Information Systems Interoperability)LISI (Level of Information Systems Interoperability)

–배경

미국 국방부에서 국방 정보시스템간의 상호운용성 문제의 중요성을 인식하고 연구소와 함께 연구개발한 상호운용성 평가 모델고 CMU SEI 연구소와 함께 연구개발한 상호운용성 평가 모델

–목적

국방 정보 시스템간의 상호운용성 소요를 식별

상호운용성 소요를 충족시키기 위한 국방 정보체계의 요구능력(기술)을 식별

보다 높은 상태의 상호운용을 달성하기 위한 실질적인 해결책 및 전환 전략을 제공을 제공

–기능

국방 정보체계의 상호운용의 각 수준을 정의하여 상호운용성에 대한 공통의 이해를 촉진

국방 정보체계 수명 주기 동안 상호운용성을 평가하고 개선시키기 위한 방법을 제공

LISI 능력모델

능력모델(Capability Model)

–참조모델에서정의된 요구기능을 만족하기 위한 구체적인 능력

–구체적인기술은 구현옵션(ImplementationOption)에서 선택

PP AA II DDIn tero p era b ility A ttr ib u te s

I t tiM u lti-N a tio n a l

L E V E L(E n v iro n m en t)

C

WANSIPRNET

ExampleImplementation Options

4

3

c

a

c

(U n iv e r sa l) G o v t E n te rp rise

D o m a inO rg an iza tio n -w id e G ro u p C o lla b o ra tio n

In te ra c tiv e(c ro ss

a p p lic a tio n s )

D i

E n te rp riseM o d e l

W A N

M u lti-D im e n s io n a lT o p o lo g ie s

E n te rp rise s

b

F u ll O b je c t C u t & P a ste

S h a re d D a ta(e .g ., S itu a tio n D isp lay sD irec t D B E x ch an g es )

D B M S

b

D o m a inL l

E n te r p r iseL e v e l

C ro ss-E n te rp rise

M o d e lsC ro ss G o v e rn m en tE n te rp rise

SIPRNETJWICS

NIPRNET(Internet) Services

3

2 b

c

(In te g r a te d )

O rg an iza tio n w id eD o c tr in e , P ro ced u re s ,

T ra in in g , e tc .

B a s ic O p e ra tio n sD o cu m en ts

B rie f in g sP ic tu re s & M ap s

S p read sh ee ts

W e b B ro w se r

F u ll T e x t C u t & P a s te

G ro u p C o lla b o ra tio n(e .g .,W h ite B o a rd s , V T C )

L A N

D o m a inM o d e ls

P ro g ra mM o d e ls

&A d v a n c e d

W A Nb

a

C o m m o nO p e ra tin g

E n v iro n m e n tF u n c tio n a lL e v e l

L e v e lDatabasesImageryGraphics

Word Processing

MappingChart

ARC INFOARCVIEW2

1d

a(D istr ib u te d )P ro g ra m

S tan d a rd P ro ced u re s ,T ra in in g , e tc .

S ta n d a rd sC o m p lia n t

B a s ic M e ssa g in g(e .g .,U n fo rm a tted T ex t,

E -m a il w /o a ttach m en ts )

S p read sh ee tsD a tab ases

T w o W a y

D a taF o rm a ts

N E T

B a s icD a ta

F tS im p le In te rac tio n

cb

A d v . M e ssa g in gM essag e P a rse rs

E -M ail w /A ttach m en ts

C o n n e c te dL e v e l

L e v e l

D a ta F ile T ra n sfe r

Standards

ARCVIEWATLASCMTK

Dew DropDelorme

D

0c

(P e e r -to -P e e r )S ec u rity P ro file

N /A P riv a teD a ta

O n e W a y

C o llo ca ted sy s tem s,S in g le o p e ra to r

C o llo ca ted sy s tem s,S ep a ra te o p e ra to rs

F o rm a tsS im p le In te rac tio n(e .g ., T e lem e try , R em o te A cces s

T ex t C h a tte r, V o ice , F ax )

R e m o v a b leM e d ia

ba

bM a n u a l

R e -e n tryIso la te d

L e v e l

M e d ia E x ch a n g eP ro ced u re s

M e d ia F o rm a tsd

StandardsDoD JTA

ANSIISO

IEEE

EdgeDocument Formats.asc .txt.aw .doc

(M a n u a l)ao

N o n -co llo ca ted sy s tem s ,E x ch an g e v ia O p e ra to rs

N O K N O W N IN T E R O P E R A B IL IT Y

.lwp .pdf.rtf .wpx

LISI 평가 절차

34/31

상호운용 성숙도 메트릭

개발 단계별 CIMM체계간 상호운용성 성숙도 측정체계간 상호운용성 성숙도 측정

상호운용성 평가모델 기술 상호운용성 시험기술

요구사항분석

설계 상세설계 시험 인수

개발 단계별 상호운용성 측정

Heterogeneous database의 연동과 Soap을 통한 통합체제의 프로토콜 연구 [KIDA 2003]한 통합체제의 프로토콜 연구 [KIDA, 2003]

현재까지 정보체계의 시스템 통합사업은 주로 하나의 핵심 시스현재까지 정보체계의 시스템 통합사업은 주로 하나의 핵심 시스

템을 기준으로 나머지 시스템들을 연결하는 수직적 통합방식

(Orchestration)의 연계방안이 추진되어져왔다.( )의 연계방안이 추진되어져왔다

하지만 앞으로는 정보체계의 통합 및 상호 연계의 범위가 계속 확

대되어감에 따라 서로 다른 조직 혹은 기업간 정보체계간 연계 및대되어감에 따라 서로 다른 조직 혹은 기업간 정보체계간 연계 및

협업을 필요로 하게 되며, 이 경우 수직적 통합은 불가능 하게 된

다.

이렇게 서로 다른 조직/기업의 정보 체계간 대등한 관계의 협업구

조를 토대로 상호연동체계를 구성하는 기술(Choreography)을( g p y)

포함하여, 웹서비스는 수직적/수평적 통합 모두를 포괄하는 표준

안으로 Web Service Composition을 제시하고 있다.

Any Platform (CORBA, EJB, .Net)상에서의 상호운영성 연구: 통합 이슈[Robert Kim, 2003]성 연구 통합 이슈[Robert Kim, 2003]

컴포넌트 기반 시스템의 상호운영에 대한 기술적 접근 방안 정립컴포넌트 기반 시스템의 상호운영에 대한 기술적 접근 방안 정립

컴포넌트 기반 시스템의 상호운용 적합성 시험 및 평가

어댑터를 이용한 컴포넌트상호운용성 확보어댑터를 이용한 컴포넌트상호운용성 확보

Adapter

CORBA

Adapter

CORBA

상호운용 적합성 및인증 기술

EJB COM

상호운용성 시험 기술 상호운용 적합성 및인증 기술

EJB COM

상호운용성 시험 기술

국방 컴포넌트 기반 시스템상호운용성 확보

국방 컴포넌트 기반 시스템상호운용성 확보

국방 컴포넌트 기반 시스템상호운용성 확보

국방 컴포넌트 기반 시스템상호운용성 확보

문제점

구축

38/31

단순한 상호운용 복잡한 상호운용