T T A S t a n d a r d Web view5 CoAP에서의 다중 자원 관리1 5.1 자원 디렉토리1 5.2...

T T A S t a n d a r d

정보통신단체표준(국문표준) 제정일: 2016 년 12 월 xx 일TTAx.xx-xx.xxxx

CoAP 기반 자원 제약적인 단말에서

복합 자원 식별 기법

(CoAP based Identification for

Multiple Resource in Constrained

Node)

표준초안 검토

위원회사물인터넷 네트워킹 특별프로젝트그룹(SPG 12)

표준안 심의 위원회 사물인터넷 특별기술위원회(STC 1)

성명 소 속 직위 위원회 및 직위 표준번호

표준(과제) 제안 최윤철 ETRI 선임연구원 -SPG12 위원

표준 초안 작성자 최윤철 ETRI 선임연구원 SPG12 위원 -TTAx.xx-xx.xxxx

김도현 제주대학교 교수 SPG12 위원

사무국 담당 김동호 TTA 부장 -

사무국 담당 이종화 TTA 전임연구원

김피터종옥 TTA 수석연구원

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발행인 : 한국정보통신기술협회 회장

발행처 : 한국정보통신기술협회

13591, 경기도 성남시 분당구 분당로 47 Tel : 031-724-0114, Fax : 031-724-0109 발행일 : 2016.12

정보통신단체표준(국문표준)

서 문

1 표준의 목적

CoAP 은 제약적인 노드와 네트워크 환경에서 웝 전송 프로토콜을 활용하여 통신을 하는

프로토콜이다. 본 표준에서는 단일 CoAP 개체에 복수개의 CoAP 리소스를 갖는 복합

CoAP 노드에 대해서 설명하고, 이러한 환경에서 유닛 아이디를 옵션을 정의하여 이를

기반으로 통합 자원을 구분하는 방법에 대해서 기술한다.

2 주요 내용 요약

본 표준에서는 CoAP 환경에서 다중 센서와 다중 액츄에이터를 갖는 복합 노드상에서 갖는

유닛 아이디에 대해서 기술을 한다. CoAP 에서의 유닛 아이디 옵션 확장을 통해서 단일

인터넷 주소로 복합 센서와 액츄에이터로 구성되는 복합 노드에서 통신이 가능하게

해준다. 통합 리소스는 개별 혹은 묶음으로 통신이 가능하고, 이를 위해서는 CoAP 메시지에 옵션에 유닛 아이디와 사이즈를 정의해야 된다.

3 인용 표준과의 비교

3.1 인용 표준과의 관련성

이 표준은 IETF RFC 7252("The Constrained Application Protocol(CoAP)", 2014)를 기반으로 하여 복합 CoAP 노드를 위해 옵션 필드를 확장하는 방법에 대하여 기술을

하였다.

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Preface

1 Purpose

This standard describes a technique utilizing CoAP locations and methods require the node has CoAP unit identifier option for the case of processing the complex form of the group of nodes, or if the node has a plurality of sensors.

2 Summary

This standard is described unit identification scheme based on CoAP for multiple sensor and actuator in a composite node. The Unit ID option in the CoAP enables the usage of composite nodes consisting of multiple sensors and actuators while having a single IP address for communication. The integrated resources can be individually or collectively communicated with and controlled using CoAP messages with additional options of UnitSize and UnitID.

3 Relationship to Reference Standards

This standard describes how to extend the option field for composition CoAP node based on the IETF RFC 7252 ( "The Constrained Application Protocol (CoAP)", 2014).

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목 차

1 적용 범위·······························································································1

2 인용 표준·······························································································1

3 용어 정의·······························································································1

4 약어·······································································································1

5 CoAP 에서의 다중 자원 관리·····································································15.1 자원 디렉토리······················································································15.2 유닛 식별자·························································································25.3 CoAP 옵션 필드 확장············································································45.4 유닛 식별자 교환 절차···········································································5

부록 Ⅰ-1 지식재산권 확약서 정보·······························································8Ⅰ-2 시험인증 관련 사항······································································9Ⅰ-3 본 표준의 연계(family) 표준·······················································10Ⅰ-4 참고 문헌··················································································11Ⅰ-5 영문표준 해설서········································································12Ⅰ-6 표준의 이력···············································································13

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CoAP 에서의 다중 유닛 식별

Identification for Multiple Units in CoAP

1 적용 범위

메모리, 프로세스 파워, 전력등과 같은 요소가 제한적인 장치들에서 인터넷 연결이

가능하도록 하는 CoAP 프로토콜을 지원하는 단말에서 복수개의 자원을 갖는 환경으로

네트워크 환경을 구성하거나 또는 여러 노드들을 그룹 형태로 제어하는 환경에선 본

표준안 적용이 가능하다.

2 인용 표준

3 용어 정의

3.1 제한된 환경에서의 응용 프로토콜(CoAP, Constrained Application Protocol))소형기기와 연동하기 위한 사물인터넷 프로토콜로 IETF RFC 7252 에 정의되어 있으며, UDP/IP 계층 위에서 동작할 수 있는 응용 계층 메시지를 전달하기 위한 프로토콜

4 약어

5 CoAP 에서의 다중 자원 관리

본 표준에서는 단일 노드에서 복수개의 센서를 갖는 환경에서 센서들이 갖는 자원을 제어 , 관리하기 위해서 자원 디렉토리를 정의 하였다. 그리고 자원 디렉토리에 자원을 저장

하거나 검색을 할때 노드를 구별하기 위하여 유닛 식별자를 정의하였다. 이것을 기반으로

복수개의 센서를 갖는 단일 노드 혹은 노드 그룹과 갖은 형태인 복합 노드에서도 자원

식별및 저장이 가능하도록 CoAP 옵션을 확장하여 노드내에 있는 자원을 구분하거나, 상위 노드에 속하는 하위 노드들을 구분하는 방법에 대해서 기술하고자 한다.

5.1 자원 디렉토리

자원 디렉토리에서는 자원에 대한 발견, 등록, 검색 등의 기능이 가능하고, 노드에서 자원

디렉토리에 모든 통합된 자원을 등록하면, 사용자는 하나 또는 복수의 자원을 확인하거나

연결 하는것이 가능하다. 그림 5-1 에서는 자원 디렉토리를 통해서 다중 자원이 등록되어

있는 것을 보여 준다.


(그림 5-1) 말단 유닛 식별자 및 자원 디렉토리

5.2 유닛 식별자

복합 노드도 단일 노드와 동일 하게 노드에 할당된 IP 주소를 통하여 액세스 하고, 복합

노드에서는 복수개의 자원을 가지고 있어서 하위 자원을 유닛 식별자를 통해서 구별하고

연결을 한다. 그리고 복합 노드에 속하는 하위 자원은 유닛 식별자를 기반으로 자원

디렉토리에 등록 가능하다.

(그림 5-2) 복수 유닛 ID 기반 통합 CoAP 노드 인터랙션 활용 예

그림 5-2 는 빛 센서 및 방 내부의 빛을 제어하는 두 개의 스위치들을 결합하는 CoAP 복합

노드 활용 예의 시나리오를 나타낸다. 예를 들어, 사용자는 UnitSize=1 및

UnitID=”lightSensor001”의 CoAP 메시지를 데이터 요청을 위하여 빛 센서로 송신할

수 있고, 복합 노드는 ACK 메시지에 유닛 아이디(UnitID) 파라미터 및 센서 리딩(sensor reading)을 메시지를 페이로드에 포함하는 형태로 리턴한다. 클라이언트는 단일

메시지로 빛을 켜가나 꺼지도록하는 메시지와 함께 UnitSize=2 및 UnitID= “Light001, UnitID=”Light002”의 옵션들을 포함하는 CoAP 메시지를 송신한다. 그림 5-3 은 멀티-

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UnitID based multiple CoAP resource access and control

CoAP Client

Resource Directory

Composite Node

Light sensor and lights for a room

Light001

Light002

LightSensor001

Discovery & Registration

Discovery & LookUp

CoAP Communicatoin

UnitID based Resouce access

2


식별자 노드에서의 CoAP 자원 디렉토리에 대한 활용 예를 나타내며, 이 그림에서는 두

개의 구성요소를 도식화 한다. CoAP 통신은 CoAP 클라이언트와 CoAP 서버로 구성되고, CoAP 서버는 클라이언트로도 동작할 수 있다. 이러한 구성요소(엔티티)들은 서로가

자원을 공유하고, 서로로부터 특정 자원을 요구하는 경우에는 역으로 동작할 수도 있다. 그림 5-3 에서는 CoAP 서버가 자원 디렉토리(Resource Directory:RD)를

디스커버리함을 나타내고, 자원 디렉토리의 디스커버리는 CoAP 서버가 공유하고자 하는

자원을 이용할 수 있도록 자원 디렉토리내의 등록 기능 세트의 위치를 찾아내는 것을

의미한다. 자원 디렉토리내의 등록 기능 세트를 위한 완성된 경로(complete path)가

획득되면, CoAP 서버는 자원 디렉토리에게 자원을 등록 또는 퍼블리쉬(publish)할 수

있다. CoAP 클라이언트는 자원 디렉토리 에게 등록된 자원을 룩업하도록 요청하고, 자원

디렉토리는 클라이언트의 요청에 따라 등록된 자원에 대한 억세스 경로를 리턴한다. 리턴된 리소스는 단순하거나 또는 복합적인 자원을 포함할 수 있으며, 클라이언트는

이러한 자원들과 통신할 수 있다. 자원들 사이의 복합 인터랙션(interaction)은

유닛식별자에 기초하며, 클라이언트는 개별 서브 장치와 인터랙트하거나 또는 복합

노드의 모든 서브 장치와 전체적으로 인터랙트한다.

(그림 5-3) 복수 유닛 ID 기반 통합 CoAP 노드 인터랙션 활용 예

말단 유닛 ID 시나리오에서의 IP 및 ID 매핑에 대한 아키텍처는 그림 5-4 와 같다. 네트워크 IP 및 로컬 IP 주소는 각각 노드의 네트워크 및 물리적 노드의 억세스에

이용된다. CoAP 에서의 노드 ID 는 클라이언트 또는 서버에서의 IP 주소 변경이 통신 세션

중 발생하는 경우에 통신의 일관성을 보장하는데 이용된다. 그러므로 노드 IP 주소 및 노드

ID 쌍은 단일 자원과 통신에 이용된다. 그림 5-4 에서와 같이 단일 노드가 복수 개의

결합된 자원을 가지며 이들 자원들 각각은 복수 서브-식별자(ID)에 의하여 표현될 수 있고, 통합된 자원에 대한 서브-식별자는 유닛 ID 로 명명되며, 노드는 하나 이상의 유닛 ID 를

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가질 수 있다.

(그림 5-4) IP 주소 및 말단 유닛 ID 매핑 아키텍처

5.3 CoAP 옵션 필드 확장

CoAP 메시지 헤더 포맷은 그림 5-5 와 같고, 그림에서와 같이 유닛 식별자를 위한 옵션

확장 버젼도 기존과 동일하게 버전, 타입 및 토큰 길이(Token length) 등과 같은 필드는

동일하고, 옵션필드에 유닛 사이즈(UnitSize) 필드가 단일 복합 노드에 결합되는 서브-유닛의 개수를 특정하며, 복합 노드 내의 서브-유닛을 표현하는 유닛 아이디(UnitID)에

대하여 스트링 ID 를 지지하도록 하는 유닛 아이디(UnitID) 옵션이 있을 수 있다. 유닛

아이디(UnitID) 필드는 유닛 사이즈(UnitSize) 파라미터의 수치에 따라서 복수 회 반복될

수 있으며, 특정 복합 노드와 관련된 서브-유닛에 대한 단일 스트링 ID 를 매번 표현할 수

있다.

(그림 5-5) 멀티-ID CoAP 메시지 포맷

5.4 유닛 식별자 교환 절차

자원 디렉토리내의 결합된 자원과 말단 유닛 ID 의 등록과 연관된 동작 시퀀스는 그림 5-6 과 같다. 노드와 노드와 결합된 자원을 자원 디렉토리에 등록하기 위해서, 노드는 자원

디렉토리의 등록 기능 세트를 이용하며 CoAP POST 메시지를 자원 디렉토리로 송신한다. TTAx.xx.xxxx

Byte 1 Byte 2Code

Byte 3Message ID

Byte 4

Token (0 – 8 bytes)

Options (if any)

Ver T Token Length

UnitID String valueUnitSize Numeric value

4


메시지 페이로드는 노드와 관련된 모든 유닛 아이디(ID)의 리스트를 포함하고, 자원

디렉토리는 메시지를 수신하고 요청이 유효한지 여부를 확인한다. 자원 디렉토리가

유효한 요청을 노드로부터 수신하면 자원 디렉토리는 메시지 페이로드로부터 유닛 아이디

(ID)를 추출하고, 모든 자원들에 대한 자원 위치를 생성하고, 노드에게 응답 메시지를

리턴한다. 등록 절차가 성공적인 경우에는, 위치 URI 가 요청 노드로 반환하여 등록을

갱신하거나 또는 위치 엔트리를 삭제함으로써 결합된 자원의 등록을 취소한다, 실패한

경우 에러 메시지가 리턴되어 실패(failure)의 원인을 언급한다.

(그림 5-6) 자원 디렉토리에서의 말단 유닛 ID 자원 등록

그림 5-7 은 단일 노드에 결합된 말단 유닛 아이디(ID) 자원, 즉 단일 IP 주소에 대한 자원

디렉토리 기반 룩업 프로세스를 나타내고, 자원 디렉토리에 등록된 자원의 특정 타입(온도)에 대하여 클라이언트가 요청하는 상황을 상정하도록 한다. 이러한 목적을 위하여, 클라이언트는, 클라이언트가 디렉토리 내에서 룩업하고자하는 자원의 타입을 포함하는

GET 요청을 자원 디렉토리에 송신한다. 자원 디렉토리는 메시지를 수신하고, 메시지가

유효한 CoAP 요청인지를 확인하고, 클라이언트에 의하여 요청된 것(온도)과 등가인 자원

타입 수치를 포함하는 모든 등록된 자원에 대한 ID 를 획득한다. 자원 디렉토리는 자원 ID 및 노드 IP 주소의 리스트를 포함하는 응답 메시지를 생성하고, 클라이언트는

리스트로부터 특정 자원을 선택하고, CoAP 프로토콜을 이용하여 그것과 직접적으로

통신한다.

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Registration

Node RD

POST coap://RD-URL?ep= node ID "</resource IDs.."

receive request

Check request

2.01 Created Location: /rd/5432

Else

store source IP and port

Create resource location

IF request OK

4.00 "Bad Request" or 5.03 "Service Unavailable"

Resource Lookup

Client RD

GET /rd-lookup/res? rt= temperature

receive request

Check request

2.05 Content <coap: //{IP:port:ID}/temp>...

Else

lookup all temperature resource IDs

create node IP and resource IDs

IF request OK

4.00 "Bad Request" or 4.04 "Not Found" or 5.03 "Service Unavailable"

5


(그림 5-7) 자원 디렉토리 기반 리소스 룩업

그림 5-8 은 클라이언트 및 자원(CoAP 서버)들 간의 인터랙션을 도시한다. 이전에 언급한

바와 같이, 클라이언트는 클라이언트는 특정 자원 타입에 대하여 자원 디렉토리(RD) 상에서 룩업을 수행하며, 자원 디렉토리(RD)에 등록된 모든 자원 ID(노드 ID 및 유닛 ID)의 리스트를 획득한다. 그림 5-8 은 클라이언트가 리스트로부터 자원을 결정하고 그것과

직접적으로 통신하는 절차를 도시한다.

(그림 5-8) CoAP 기반 클라이언트 서버 인터랙션(말단 복수 유닛 ID)

클라이언트가 자원과 인터랙트하면, 그것이 복합 노드라면, 자원 완전 URI(resource complete URI), 즉 노드 IP 주소, 포트 넘버 및 유닛 ID 를 획득한다. 간단한 자원, 즉

센서 또는 액츄에이터에 대하여, CoAP 클라이언트 및 서버 사이의 인터랙션을 수행하기

위하여 노드 ID 는 IP 주소와 함께 이용될 수 있다. 복합 자원, 즉 복수 결합된 자원(복수

ID)에 대하여서는, 클라이언트는 유닛 ID, 토큰 쌍을 생성하고 노드의 결합된 자원에게

GET 요청을 완전 URI 를 이용하여 송신한다. 여기에서, 토큰은, 일반적인 GET 요청과

함께 송신되는 CoAP 토큰을 의미할 수 있다. 노드(CoAP 서버)는 요청의 유효성을

확인하고, 결합된 자원으로부터의 데이터 및 토큰으로 구성된 ACK 로 클라이언트에게

응답한다. 클라이언트는 ACK 의 토큰을 저장된 유닛 ID, 토클 쌍과 비교함으로써

데이터의 소스(source)를 확인한다. 클라이언트가 자원과 인터랙트하면, 그것이 복합 노드라면, 자원 완전 URI(resource complete URI), 즉 노드 IP 주소, 포트 넘버 및 유닛 ID 를 획득한다. 간단한 자원, 즉

센서 또는 액츄에이터에 대하여, CoAP 클라이언트 및 서버 사이의 인터랙션을 수행하기

위하여 노드 ID 는 IP 주소와 함께 이용될 수 있다. 복합 자원, 즉 복수 결합된 자원(복수

ID)에 대하여서는, 클라이언트는 유닛 ID, 토큰 쌍을 생성하고 노드의 결합된 자원에게

GET 요청을 완전 URI 를 이용하여 송신한다. 여기에서, 토큰은, 일반적인 GET 요청과

함께 송신되는 CoAP 토큰을 의미할 수 있다. 노드(CoAP 서버)는 요청의 유효성을

확인하고, 결합된 자원으로부터의 데이터 및 토큰으로 구성된 ACK 로 클라이언트에게

응답한다. 클라이언트는 ACK 의 토큰을 저장된 유닛 ID, 토클 쌍과 비교함으로써

TTAx.xx.xxxx

CoAP Multi -Unit -ID based Client server interaction

Client Server

receive request

Con [MID=0xbc90, UnitSize=2 ]GET IP:Port/Node-ID/Unit-ID1, Unit-ID2

[Token 0x71]

ACK [0xbc90]2.05 Content[Token 0x71]

“Unit1 Payload””Unit2 Payload”

Select multiple unit IDs

get the corresponding IP:Port

get data from the integrated resource

create a Unite-ID and Token pair

Compare Token with Unit-ID

6


데이터의 소스(source)를 확인한다. 클라이언트 및 복수 자원들, 즉 복수 유닛 ID 들 간의

인터랙션인 경우 그림 5-8 과 같다. 복수 자원을 갖는 경우에도 클라이언트는 특정 자원

타입을 위하여 자원 디렉토리를 룩업하고, 자원 디렉토리에 등록된 모든 자원 ID(노드 ID 및 유닛 ID)의 리스트를 획득한다. 클라이언트가 리소스 디렉토리(RD)에 의하여 제공되는

리스트로부터 복수 유닛 자원들(결합된 자원들)과 인터랙트하기 위한 선택 절차는 그림 8-3 과 같다. 클라이언트가 통신을 위한 자원의 완전 URI, 즉 노드 IP 주소, 포트 넘버 및

유닛 ID 를 선택하면, 클라이언트는 유닛 ID, 토큰 쌍을 생성 및 저장하고, 여기에서

토큰은 일반적인 GET 요청과 함께 송신되는 CoAP 토큰을 의미할 수 있다. 클라이언트는

GET 요청을 하나 또는 이상의 노드에 속하는 결합된 자원들로 완전한 URI(노드 IP 주소, 포트 넘버, 노드 ID, 유닛 ID)를 이용하여 송신한다. 복수 유닛 ID 를 포함하는 GET 요청은

또한 유닛 크기 파라미터, 클라이언트가 요청한 데이터로부터의 결합된 자원의 개수의

언급을 포함한다. 노드(CoAP 서버)는 요청의 유효성을 확인하고, 토큰 및 결합된

자원들로부터의 데이터로 구성되는 ACK 으로 클라이언트에게 응답한다. 클라이언트는

ACK 의 토큰을 저장된 유닛 ID, 토큰 쌍과 비교함으로써 데이터의 소스를 확인한다.

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부 록 Ⅰ-1 (본 부록은 표준을 보충하기 위한 내용으로 표준의 일부는 아님)

지식재산권 확약서 정보

Ⅰ-1.1 지식재산권 확약서(1) (스타일 적용-대항목/소항목)- 발명의 명칭

- 권리자의 성명

- 등록(출원) 번호

- 등록(출원) 연월일

- 실시조건

- 확약서 접수일

※ 상기 기재된 지식재산권 확약서 이외에도 본 표준이 발간된 후 접수된 확약서가 있을 수

있으니, TTA 웹사이트에서 확인하시기 바랍니다.

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시험인증 관련 사항

Ⅰ-2.1 시험인증 대상 여부 (스타일 적용-대항목/소항목)해당 사항 없음

Ⅰ-2.2 시험표준 제정 현황

해당 사항 없음

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부 록 Ⅰ-3(본 부록은 표준을 보충하기 위한 내용으로 표준의 일부는 아님)

본 표준의 연계(family) 표준


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참고 문헌


TTAx.xx.xxxx11



영문표준 해설서


TTAx.xx.xxxx12



표준의 이력

판수 채택일 표준번호 내용 담당 위원회

제 1판 2016.12.xx 제정TTAx.xx-xx.xxxx -

사물인터넷 네트워킹 특별프로젝트그룹

(SPG12)

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