엣지 컴퓨팅, 자원 가상화, 경량 미들웨어, 실시간 운영체제, Edge Computing, Resource Virtualization, Lightweight Middleware, Realtime OS
KSP Keywords
Lightweight system, Management and Control, Resource management, software technology, system software
Funding Org.
과학기술정보통신부
Research Org.
한국전자통신연구원
Project Code
23HS3300, Development of Lightweight System Software Technology for Resource Management and Control of Edge Server Systems,
Kang Sung Joo
Abstract
□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 ㅇ 열악한 산업 현장에서 다양한 엣지 기기들의 분산 처리 요구에 대응하는 엣지 서버 시스템을 위한 엣지 기기 데이터의 저지연·고속처리를 통해 실시간성을 보장하는 시스템 소프트웨어 및 최적 자원 관리와 서비스 연계를 통해 엣지 응용 서비스를 지원하는 경량 가상화 미들웨어 개발
◼ 전체 내용 o 중점 연구 분야 - 엣지 데이터 저지연·고속 처리를 위한 실시간 SW 기술 - 엣지 자원·SW 가상화 및 제어를 위한 경량 미들웨어 기술 - 엣지 응용 플랫폼 및 연결성 지원 프레임워크 기술 - 엣지 서버 시스템 통합 검증 및 실증 지원 기술 o 공개SW 결과물 공개 및 전략 - 본 과제는 공개SW 과제로서 전체 결과물을 공개 및 홍보하며, 실질적 확산을 위해 엣지 SW 개발과 시험을 위한 교육 및 실증 환경을 제공함 - 과제 결과물은 5개의 저장소에서 개발되는 결과물을 활용해 실증 사이트를 운영함 o 과제 수행 내용 - CompactEdge: 개발 기술을 ‘열악한 산업현장에서도 운용이 가능하고 수요 기업의 요구에 따라 Compact한 재구성이 가능한 맞춤형 엣지 플랫폼’으로 명명하고 시스템 구조 확립
◼ 1단계[2020-2021] ❏ 목표 ㅇ 엣지 서버 시스템의 실시간성 지원을 위한 시스템 소프트웨어 개발과 시스템 자원 및 응용 관리를 위한 경량 미들웨어 핵심 기술 개발 ❏ 내용 ㅇ 엣지 데이터의 저지연·고속처리를 위한 엣지 데이터 특성화 및 이를 고려한 운영체제 수준의 실시간성 지원 기술 개발 ㅇ 총괄/1/2세부와 선정한 레퍼런스 보드 기반의 엣지 운영체제 커널 및 가상화 지원 기술 개발 ㅇ 엣지 서버 시스템의 자원에 대한 가상화 인프라 및 엣지 SW 프레임워크 개발 ㅇ 엣지 서버·시스템의 원격 모니터링 및 제어를 위한 엣지 모니터링 시스템 인터페이스 개발 ㅇ 다양한 엣지 서비스의 동적 연계와 스케줄링을 지원하는 엠파워드 엣지 플랫폼 개발 ㅇ 디바이스·엣지·클라우드와의 연결성 및 상호운용성을 지원하는 엣지 서비스 프레임워크 개발 ㅇ 엣지 서버 시스템 소프트웨어·미들웨어 통합 검증 및 실증 프로토타입 시나리오 개발 ㅇ 연구 분야별 공개SW 저장소 구축 및 실증 엣지 플랫폼·개발 환경 연동 기술 개발
◼ 2단계[2022-2023] ❏ 목표 ㅇ 엣지 서버 시스템 경량 시스템 소프트웨어 핵심 기술 고도화 및 엣지 서버 시스템-클라우드 통합형 실증 사이트 구축 ❏ 내용 ㅇ 엣지 서비스 프로파일 기반 실시간 가속·분업을 위한 시스템 소프트웨어 기술 및 공유 시스템 개발 ㅇ 총괄/1/2세부의 컴퓨팅·스토리지 모듈의 개발 기능을 반영하여 Rugged 엣지 서버 시스템 탑재형 엣지 RTOS 개발 ㅇ 총괄/1/2세부의 컴퓨팅·스토리지 모듈의 확장 및 재구성을 지원하는 경량 미들웨어 고도화 ㅇ 총괄/1/2세부의 컴퓨팅·스토리지 모듈의 원격 모니터링 및 지능형 제어를 위한 엣지 서버 모니터링 시스템 개발 ㅇ 클라우드-엣지 SW 플랫폼 및 총괄/1/2세부의 모듈 통합 기반 지능형 스케줄링을 위한 엠파워드 엣지 플랫폼 고도화 ㅇ 클라우드-엣지 SW 플랫폼 연계형 공개SW 기반의 실증 서비스 시나리오 지원을 위한 엣지 서비스 프레임워크 고도화 ㅇ 엣지 서버 프레임워크·시제품 통합 검증과 국제 시험 인증 지원 및 클라우드-엣지 플랫폼 연계형 실증 시나리오 검증 지원 ㅇ 공개SW 커뮤니티 확산 및 공개SW 기반 엣지 실증 서비스 개발 지원
□ 연구개발성과 ㅇ 최종 결과물 - (엣지 서버 시스템 HW+SW) 엣지 데이터 특성에 따라 가변적으로 확장·재구성이 가능한 러기드(rugged) 형태의 서버 장치 - (엣지 서버 시스템 운영체제-서버탑재형SW) 엣지 기기 데이터의 저지연·고속처리를 통해 실시간성을 보장하고, 엣지 데이터 특성에 따른 계층별 응답 시간 측정이 가능한 실시간 운영체제 (CompactEdge OS) - (엣지 서버 시스템 미들웨어-서버탑재형SW) 엣지 서버 시스템의 자원 가상화 및 최적 관리와 확장·재구성을 지원하고, 다양한 엣지 서비스 플랫폼 및 상용 클라우드의 동적 연계를 지원하는 경량 가상화 미들웨어 (CompactEdge Middleware) ※ 통합 엣지 서버에 대한 관리 도구(CompactEdge Management Systems)와 엣지 응용 실행을 위한 서비스 플랫폼(CompactEdge Platform)은 미들웨어에 포함 ㅇ 정량적 실적 ㅇ 정량적 목표 달성도
□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ㅇ 연구개발성과 활용 계획 ㅇ 실증 사이트 구축 - 대전도시공사 유성온천역 AI스테이션 안전시스템 적용 - 지하철 객실 및 역사에 설치된 CCTV 영상에 대해 13가지 이상 행동과 5종의 객체 감지하고, 개인정보 비식별화 기능 처리를 위한 서버로 본 사업의 통합 엣지서버 활용 - 판교 스타트업캠퍼스 내 디지털 오픈랩에 적용 - 5G 특화망을 통해 스마트 제조 로봇의 모니터링 및 제어 SW를 통합 엣지 서버를 통해 제공 ㅇ 연구개발성과 기대 효과 ◾ 기술적 • 기존의 클라우드 산업에 적용할 수 없었던 데이터 분석 및 판단 분야에서 매개체 역할을 함으로써 클라우드 산업의 성능과 서비스 커버리지를 극대화해 부가가치를 창출 • 대용량의 데이터를 저지연, 고신뢰의 경험품질(QoE)를 보장하는 기술로 활용 • 공개SW 결과물 공개에 따른 빠른 요구사항 및 개선사항 수용 및 수정 가능 ◾ 경제적 • 엣지 시스템의 활용으로 개인 영역 기기의 라이프사이클 증가 및 단말기 부품 자원 절약 기대 • 신규 망 투자비(CAPEX)와 기존 망 운영비(OPEX) 절감 효과 • 공개SW 기반 엣지플랫폼과 엣지SW 개발 환경을 기반으로 한 지역 특화형 엣지 생태계 생성 가능 및 이를 통한 고용 창출 효과 ◾ 사회적 • 모바일 엣지 중심의 고신뢰·저지연 데이터 전송을 통해, 사용자 요구에 능동적인 유연한 서비스 제공 및 혁신적인 다양한 신규 응용 서비스 창출 가능 • 특정 지역 또는 도메인별로 맞춤형 기능을 제공하는 소규모 서버를 통해 고가의 인프라 확장에 투자하지 않고도 빠르게 변화가 필요한 분야에서 유연하게 대처할 수 있는 방법론 제공 ㅇ 공개SW 성과 지표 ㅇ 공개SW 기대효과
(출처 : 요약문 2p)
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J. Kim et. al, "Trends in Lightweight Kernel for Many core Based High-Performance Computing", Electronics and Telecommunications Trends. Vol. 32, No. 4, 2017, KOGL Type 4: Source Indication + Commercial Use Prohibition + Change Prohibition
J. Sim et.al, “the Fourth Industrial Revolution and ICT – IDX Strategy for leading the Fourth Industrial Revolution”, ETRI Insight, 2017, KOGL Type 4: Source Indication + Commercial Use Prohibition + Change Prohibition
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