임베디드 리눅스 보드를 이용한 홈 네트워킹 시스템 구현에 관한 연구 = (A) Study on the Development of a Home Networking System Using an Emdedded Linux Board

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 사용자의 편의를 고려하여 임베디드 리눅스 보드를 사용한 홈 네트워킹 시스템을 설계하였다. 설계한 홈 네트워킹 시스템은 인터넷 망을 기반으로 하고 있으며, 서버, 클라이언트, 시뮬레이터의 3가지 부분으로 구성되어 있다. 자바언어로 프로그램된 서버 서비스 데몬과 웹 서버 프로그램은 임베디드 리눅스 커널을 사용하는 보드에 포함되어 있다. 사용자는 웹 브라우저를 내장한 모든 일반적인 컴퓨터, PDA 등의 장치에서 웹브라우저를 사용하여 서버에 접속할 수 있다. 모든 종류의 CPU와 OS를 지원하기 위하여 클라이언트측 프로그램은 자바 애플릿을 사용하였다. 사용자는 별도의 프로그램을 설치할 필요 없이, 임베디드 서버의 웹서버로부터 자바로 작성된 클래스 파일과 웹페이지를 전송받아 서버에 접속 할 수 있게 되며, 원격지에서 각종 기기들의 제어가 가능하게 된다.
일반 데스크탑 컴퓨터 대신 사용할 수 있는 임베디드 리눅스 보드는 작은 크기(86.3×74mm)이므로 내장형 시스템을 구성하는데 유용하다. 홈 네트워킹 시스템뿐만 아니라 각종 감시 시스템, 사무 자동화, 공장 자동화 및 로봇 분야 등에도 널리 이용되어 질 수 있다. 보드 자체는 작은 자원을 가지나 많은 자원을 필요로 하지 않는 국한된 목적의 여러 시스템에 적용하기에 적합하며 실제로 많은 분야에서 사용되어 지고 있다.
시스템을 설계하기 위하여 임베디드 보드에 리눅스를 포팅하고, 웹서버를 사용 가능하게 만들어 준 후, 자바 프로그램을 실행하기 위한 JVM을 포팅하였다. 이로써 웹서버로서의 역할과 홈 네트워킹 서버로서의 역할을 동시에 수행하게 된다. 시뮬레이션 프로그램은 자바 어플리케이션 프로그램을 사용하였고 데이터의 정상적인 전달여부와 기기들의 상태를 모니터링 할 수 있도록 하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this paper, we have designed a Home Networking System using an embedded linux board. The system based on the World-Wide-Web is composed of three parts - a Server, a Client and a Simulator. The Home Networking Server is built in an embedded board using an embedded linux kernel. A web-server and Home Networking Server Service Demon programming with a Java-Language are included in the board. Clients may connect to the server board using a web-browser in the desktop computer, PDA or any other machines which include web-browsers. For this purpose, we made the client program using a Java-Applet. So, the clients who connect to the server for the control of the applications, download the class-file and execute the client-program in the web-browser. So, the clients don't need any other programs to control the applications from a remote place. The size of server board is very small (86.3×74mm), which makes it very useful not only for the Home-Networking-System but also in many other fields, e.g., embedded robot control system, etc. Using an embedded board instead of a desktop computer is good for a simple network environment and it occupies only a small space to make the system.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 제1장 서론 = 1
• 1.1 연구의 필요성 = 1
• 1.2 연구의 동향 = 2
• 1.3 연구의 목적 = 3
• 제2장 전체적인 시스템 구성 및 동작개요 = 5
• 2.1 홈 네트워킹 시스템 구조 = 5
• 2.2 하드웨어/시뮬레이션 시스템 모델링 구조 = 6
• 2.3 프로그래밍 구조 = 8
• 제3장 서버 시스템 구성 = 10
• 3.1 임베디드 리눅스 보드 소개 = 10
• 3.2 임베디드 리눅스 보드 부팅 = 12
• 3.2.1. PowerPC Boot Loader = 13
• 3.2.2. 임베디드 리눅스 압축 커널 이미지 = 14
• 3.2.3. Root File System = 15
• 3.3 임베디드 리눅스 보드 자바 환경 설정 = 16
• 3.3.1. Java Language 소개 = 16
• 3.3.2. Java Virtual Machine(JVM) = 17
• 3.3.3. Embedded Java Virtual Machine = 18
• 3.4 홈 네트워킹 서버 자바 프로그래밍 = 19
• 3.5 서버 프로그램 동작 구조 = 21
• 3.6 서버 시스템 보안 및 안정화 = 23
• 3.6.1. 임베디드 홈 네트워킹 서버 시스템 보안 = 23
• 3.6.2. 임베디드 홈 네트워킹 서버 시스템 안정화 = 25
• 제4장 클라이언트 시스템 구성 = 27
• 4.1 Java Applet = 27
• 4.2 Java Web Start(JWS) = 29
• 4.3 클라이언트 자바 애플릿 프로그램 = 31
• 4.4 클라이언트 프로그램 동작 구조 = 32
• 제5장 시뮬레이션 시스템 구성 = 34
• 5.1 시뮬레이터 자바 어플리케이션 프로그램 = 34
• 5.2 시뮬레이션 프로그램 동작 구조 = 35
• 제6장 데이터 구성 방식 = 37
• 6.1 에어컨 데이터 포맷 = 37
• 6.2 비디오 데이터 포맷 = 38
• 6.3 데이터 전송 방식 = 39
• 6.4 데이터 전송 프로토콜 = 40
• 제7장 Power Line Communication = 42
• 7.1 전력선 통신 소개 = 42
• 7.2 HnCP(Home network Control Protocol) = 43
• 7.3 전력선 통신과 다른방식간의 비교 = 44
• 7.3.1. 홈 네트워킹의 요구조건 = 44
• 7.3.2. 전력선 통신과 다른방식간의 비교 분석 = 44
• 제8장 실험 및 결과 = 46
• 8.1 서버측 동작 확인 = 46
• 8.2 클라이언트측 동작 확인 = 48
• 8.3 시뮬레이션측 동작 확인 = 50
• 제9장 결론 및 향후과제 = 51
• ＜참고문헌＞ = 52
• Abstract = 54