확장 가능한 센서네트워크 운영체제를 위한 커널 모듈화 기법 및 동적 코드 삽입 기법

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Much research focuses on taking sensor networks into the physical world. With the increasing requirements of sensor networks, it is inefficient to provide them with a single application. Hence, a sensor network supporting multiple and concurrent applications needs to be considered. In such an environment, network nodes may service different applications. Traditional research on code dissemination does not provide a code version checking mechanism for efficient code update and management among the applications scattered within the network. In this paper, we propose a RETOS kernel module and a code dissemination algorithm that efficiently updates and manages system components and applications. For a sparsely deployed application, the algorithm allows a multi-hop handshake mechanism, a feature that is not supported by traditional code dissemination mechanisms. We implemented the proposed algorithm as a system module of RETOS, which is a multi-threading sensor operating system.

국문 초록 (Abstract)

최근 무선 센서 네트워크 운영체제 기술은 다양한 하드웨어 지원과 다양한 응용 개발을 위해 하드웨어 드라이버 및 커널을 모듈화하고 구현 시 재조합하는 방식을 지원하고 있다. 또한, 응용 개발에 따른 코드 업데이트를 위해 동적 코드 배포 기법을 지원하고 있다. 부족한 자원을 효율적으로 관리하기 위해 센서 네트워크 응용은 응용의 특성에 따라 시스템의 자원 관리를 다르게 가져가는 최적화 기법이 사용된다. 다양한 응용을 지원하기 위해 응용의 특성에 따라 다른 기능을 지원하는 맞춤형 커널이 필요하다. 코드 단의 커널 모듈화 기법은 응용 코드 생성 시에 국한되어 사용되거나 응용에 따라 커널 코드를 수정해야하는 관리상의 어려움을 가지고 있다. 또한, 다양화 된 커널 구성과 응용의 배포에 따라 발생하는 코드 불균형으로 인해 이웃 센서 노드 사이의 코드 교환으로 코드 전달을 하는 기존의 코드 전파 기법 적용이 불가능하다. 이 논문에서는 필요에 따라 시스템의 구성을 동적으로 재조합하는 확장형 센서 운영체제를 제안한다. 이를 위해 커널 코드를 모듈화하고 동적으로 조합할 수 있는 프레임워크를 구축하고 다양한 코드를 대상으로 네트워크를 통해 시스템을 재배포하는 코드 전파 기법을 구현한다. 커널 모듈화는 시스템을 정적 커널과 동적 커널을 구분하고 코드가 동적 재조합이 가능하도록 코드 링킹 시스템을 도입하여 구현하였으며, 코드 전파 알고리즘은 코드가 불균형하게 분포되어 있는 네트워크에서 필요한 코드의 위치를 찾는 기법과 코드를 효율적으로 전달하여 설치하는 코드 전파 기법을 적용하여 구현하였다. 제시하는 기법은 센서 네트워크 용 멀티 쓰레드 지원 운영체제인 RETOS 에 구현하여 적용하였으며 실제 센서 모트에 설치하여 실험하였다.