산업용 IoT에서 Connext DDS: 신뢰성, 보안, 확장성을 위한 5가지 핵심 통찰

2004년 데뷔 이후 데이터 배포 서비스(DDS) 표준은 항공우주와 방위 분야에서 대규모 미션 크리티컬 환경에서 입증된 연결 프레임워크로 자리잡았습니다. 오늘날 고성능 데이터 중심 설계로 DDS는 산업용 사물인터넷(IIoT)의 최고 기술로 자리매김하고 있습니다. 검증된 실적에도 불구하고 비교적 새로운 IIoT 시장은 여전히 DDS에 대한 오해를 품고 있습니다. 산업 현장에서 DDS와 RTI Connext DDS 구현에 대해 알아야 할 가장 중요한 5가지 사실을 소개합니다.

1. DDS는 다른 IoT 프로토콜과 구별됩니다

MQTT, AMQP, CoAP와 달리 DDS는 실시간 제어 시스템의 엄격한 요구사항을 충족하도록 처음부터 설계되었습니다. 플랫폼 제약, 초저지연, 다수 수신자에게 높은 처리량의 신뢰성 있는 전달, 동적 애플리케이션 시작, 단일 장애 지점 제거를 다룹니다. DDS의 데이터 중심 아키텍처는 "움직이는 데이터"에 초점을 맞춰 네트워크 계층에서 정확하고 효율적인 필터링을 가능케 하며 애플리케이션 코드에서 필터링하지 않습니다. 풍부한 서비스 품질(QoS) 설정으로 신뢰할 수 없는 전송 위에서도 신뢰성 있는 실시간 전달이 가능해 저지연, 고신뢰성, 대규모 확장성이 요구되는 에지 자율 시나리오에 이상적입니다.

그림 1: DDS는 효율적 데이터 공유를 위한 데이터 중심 프레임워크에서 작동합니다.

2. DDS는 전 세계 중요 인프라를 구동합니다

항공우주를 넘어 DDS는 이제 광범위한 고위험 애플리케이션을 지원합니다: 헬스케어 모니터링, 수술 로봇, 자율주행차, 하이퍼루프 시스템, 풍력 발전 제어, 항공 교통, 대중교통, 의료 영상, 우주 발사, 발전, 광업, 오일 & 가스, 로보틱스, 스마트 그리드 배전. 데이터 중심 모델과 유연한 QoS 정책으로 각 도메인이 고유한 요구사항에 맞춰 통신을 조정할 수 있습니다.

• 헬스케어 환자 모니터링
• 수술 로봇
• 자율주행차
• 하이퍼루프 운송
• 풍력 발전 시스템
• 항공 교통 관제
• 대중교통 시스템
• 의료 영상
• 우주 발사 시스템
• 발전소 에너지 생성
• 광업 작업
• 오일 & 가스 시추
• 로보틱스
• 스마트 그리드 전력 배전

3. Connext DDS는 엔터프라이즈급 보안을 제공합니다

2년 전 발표된 OMG DDS 보안 사양은 토픽 레벨에서 데이터를 보호하는 와이어 레벨 프로토콜(RTPS)을 정의합니다. RTI의 Connext DDS는 IIoT 시스템을 엔드투엔드로 아키텍처하고 보호하도록 설계된 최초의 산업용 소프트웨어입니다. 개발자는 외부 구성 파일을 통해 각 토픽에 대해 세분화된 인증, 권한 부여, 기밀성, 무결성을 구성할 수 있습니다. 소스 코드 내 보안 코드 불필요. 이로써 애플리케이션 로직과 보안 관심사를 분리하여, 프로그래머는 기능에 집중하고 보안 팀은 깊은 코딩 전문성 없이 정책을 시행할 수 있습니다. 보안 프레임워크는 플러그인 아키텍처로 구축되어 새로운 암호화 및 접근 제어 메커니즘이 등장하면 채택할 수 있어 미래에도 대비됩니다.

그림 2: DDS 보안 프레임워크가 디스커버리, 메타데이터, 데이터를 변조와 재생으로부터 보호합니다.

4. Connext DDS는 광범위한 IoT 통신 패턴을 지원합니다

Connext DDS는 약 23개의 고수준 QoS 정책을 제공하며 각각 여러 설정이 있습니다. 일반적인 애플리케이션은 알람, 이벤트, 스트리밍 비디오 처리 여부에 따라 5~6개 정책만 필요할 수 있지만, RTI 구현은 배치, 멀티채널, 플로우 컨트롤 같은 고유한 추가 QoS 기능을 제공합니다. 이 기능들은 높은 처리량, 낮은 지연시간, 내결함성, 확장성 같은 일반적인 분산 시스템 과제를 직접 해결합니다.

그림 3: Connext DDS QoS 정책이 해결하는 일반적인 분산 시스템 문제들.

그림 4: Connext DDS QoS 정책 개요와 영향.

공개된 리소스(RTI의 Case + Code 예제 포함)로 개발자가 샘플 구성을 특정 사용 사례에 빠르게 적용할 수 있습니다. 자세한 안내는 시작하기 페이지 참조.

5. Connext DDS는 진화하는 애플리케이션을 위해 설계되었습니다

데이터 중심 모델은 애플리케이션이 강력하게 타입화된 데이터 토픽을 정의하고 공유함으로써 진화합니다. 미래 변경을 수용하기 위해 OMG는 확장 가능 및 동적 토픽 타입(X-Types)을 도입했습니다. X-Types는 호환성을 깨지 않고 필드 추가, 수정, 제거를 허용하며 필드를 선택적으로 표시할 수 있게 합니다. Connext DDS의 타입 확장성 지원으로 구형 애플리케이션이 업데이트된 데이터 구조를 사용하는 신형 애플리케이션과 공존할 수 있어 세대 간 상호운용성을 보존합니다.

Connext DDS가 귀사의 실시간 통신 과제를 어떻게 해결할 수 있는지 궁금하신가요? 문의하거나 www.rti.com을 방문해 더 알아보세요.