[Computer Network] Chap13. Make: Networking

 

 

 

 

 

13. Make: Networking 

- Internet of Things - 2009년에 쓴 논문에서 IoT라는 단어를 만듦 / 앞으로 정말 작은 컴퓨터들이 생길 것

- 10년 전에 비해 크게 발전 or 사용되는 기술 X

- 애플 구글 삼성 / Apple HomeKit API 공개 - Apple 아이폰과 연동할 가전제품 / 구글이 Nest 인수

- IoT의 목표 Home Automation이 대부분 / 정수기, 냉장고 + 보험 회사 (센서를 통한 화재 예방 등)

 

* Physical Computing 

- Make: IoT의 반대

- 입력과 출력이 아날로그 to 아날로그 (real world, 실세계)

- 노트북이나 스마트폰 속의 프로그램 X -> real world, physical 세상을 대상으로 한다 

 

ex) 온도, 습도, 미세먼지, 날씨, 화재, 적외선 등등 아날로그 신호를 센서로부터 input

출력은 에어컨을 킬까? 선풍기를 틀까? 전구를 몇 개 켜야 하나? 등등

-> 센서가 detect하면 motor or 하드웨어로 제어 -> 사람이 하던 일을 자동화

 

- 입력을 받아 출력을 내는 컴퓨터 / 인간이 주는 입력 X, 실세계로부터 입력을 받음 (by sensor)

- output이 actuator -> 가동기 (모터 등등 구동) / 0 ~ 255 값을 받아서 (양자화), 0 or 1을 or 0 ~ 255 출력

- 사람이 직접 하던 일을 줄여줌 by 아두이노 / physical computing -> CPS

 

** CPS, Cyber Physical System 

- 4차 산업 혁명의 핵심 기술, 인공지능과 Physical computing의 만남 / IoT도 좋아하는 단어 CPS

- Controlled by computer-based algorithms, tightly integrated with the internet.

 

* digital twin - physical 세상의 것을 똑같이 cyber에 구현하는 것

- computation은 cyber 세상에서 처리 / real world, physical world에 communication을 통해 control

 

 

 

 

 

 

https://techcommunity.microsoft.com/t5/microsoft-defender-for-iot-blog/understanding-cyber-physical-system-and-iot-ot-risk-featuring/ba-p/3030164

 

 

 

 

 

+ physical computing과 CPS 무엇이 다른가?

- 개인의 제작물 X -> CPS는 규모가 커짐 (회사 공장 단위)

- 모두 협업을 하여 움직임 by network / 대량의 데이터와 processing power, 저장할 디스크의 규모도 큼

- 사이버 상에서도 SW로 대등하게 존재해야 함 -> digital twin의 개념 

 

- 4차 산업 혁명은 concept이고, 기술은 CPS (공장 자동화 by CPS)

- 마음대로 다룰 수 있는 하드웨어, 소프트웨어 + 이들을 연결하는 network

 

- OpenSource DIY Networking 

1. 아두이노 - IoT에 적합한 기기 / 아날로그와 디지털 입력을 받아, 출력을 내보낸다 (OS 없음)

2. 라즈베리 파이 - 네트워크도 할 수 있고, OS(리눅스)도 있고, ARM 프로세서 -> 매우 막강

 

- OpenWRT - 전세계 유무선공유기 대부분 / WiFi router - SW가 들어가면서 유무선공유기를 만들기 시작

- Pirate Box - 월가, 대기업 통신사와 SNS 사용 X 자체 네트워크 만들어 사용

- 오프라인으로 파일 공유 가능 / 라즈베리 파이로 유무선공유기 - 우리끼리 mesh net -> 큰 커버리지 

- Open Mesh, BATMAN 

-> mesh networking 성능이 너무 안 나옴 

- ad-hoc networking - 본인들끼리 네트워크를 만듦 

 

- SDN 직접해보고 싶다면 OpenFlow / OpenWRT -> 라즈베리파이에 OpenWRT를 올리면 유무선 공유기가 됨

 

- Serval Mesh

- 뉴질랜드 적십자사 -> 재난 시 통신 장비가 쓸모가 없어짐

- 안드로이드 휴대폰(리눅스+ARM)끼리 네트워크를 만듦 / 구글은 안드로이드 메쉬 프로젝트 꾸준히 함

+ apple은 이미 내부에 있음 - 휴대폰끼리 정보를 주고 받는 기능 / Apple 디바이스 간 mesh net (에어드랍) 

 

- TOX - P2P 소프트웨어 (서버 X) / 근거리 같은 네트워크에 있을 때만 가능 (같은 학교, 회사 안에서)

- Radical networks -> 너무 상용화에 집중한 네트워크 기술 

-> 공학과 디자이너들이 모임 by free and open soft/hardware -> open network

 

* OpenBTS

- 와이파이는 커버리지가 작다 -> 이동 통신 기지국을 직접 만들어볼까? basestation -> openBTS

- 원래 오픈소스랑 이동통신은 친하지 X -> 2/3세대 이동통신 가능 / 이동통신마저 뚜껑이 열림

- 2/3세대 무선 디바이스를 받아서, 인터넷을 통해 밖으로 나갈 수 있다 (KT/SKT X) + SIP 가능

+ VoLTE - 4세대 이동통신 (보이스가 IP를 타고 날아감 -> 음성 품질 향상)

 

+ 유럽 - 4세대 이동통신을 오픈소스로 / 한국/미국 - 기업 외 이동통신 접근 X

- 외진 지역에 오픈소스 장치 설비 설치 + 극지방 연구소, 2세대 이동통신을 펭귄들 팔목에 채워서 위치 추적 

- 2010년대 cloud computing / open source 광풍

- 아프리카 컨텐츠 생산 제조와 IT / 알리 express - 토속 제품, 공연 수출 / 아프리카에 이동통신사들이 설립됨

- 인도 IIT / 베트남 / 아프리카 // 아프리카에서 OpenBTS를 통해 통신사 설립

 

- IoT를 위한 OS, Zephyr 

- 세상에서 가장 작은 운영체제 by Linux foundation / 작은 것들 다루는 OS 등장

- 8kB ~ 512kB 메모리에서도 돌아감, 근데 장난감은 아니야 // Apple2 램 메모리 64kB였음 

- 네트워크 무선통신 TCP, 웬만한 통신 기술 지원 O / 보안까지 됨 / 가장 작고 흥미로움 / IoT 개발 플랫폼

 

- OCP – Telecom Infra Project -> TIP

- 페이스북의 오픈 컴퓨터 프로젝트 OCP - 하드웨어가 공개되어 있는 데이터센터 

- 정부 허가를 받고 하는 공공 통신 사업자, KT/SKT 같은 기업이 쓰는 인프라를 만드는 프로젝트

- AI로 트래픽 분석, 운용 자동화, SDN, OpenRAN - radio access network -> 이동통신 네트워크

- 초고속 유선 인터넷 Mesh Net -> 유선을 대체하는 무선 통신 기술 / facebook의 Terragraph

 

- Open/R - mesh networking을 위한 routing / 주고 받는 메세지는 만들어, 알고리즘은 직접 구현

- SDN도 아닌 것 같아 - 통신 장치들이 mesh network에서 주고 받을 수 있는 형태는 정의, 알고리즘은 정의 X 

+ zeroMQ를 써서 주변 애들과 통신을 함 / application layer에서 라우팅 알고리즘을 만드는 것 (thrift, zeromq)

- 웬만한 소프트웨어와 하드웨어는 오픈 / 결국 중요한 것은 아이디어

 

 

 

 

 

* iOS Mesh net이 궁금해서 찾아본 것들

 

 

1. Apple documentation

https://developer.apple.com/documentation/multipeerconnectivity

Multipeer Connectivity | Apple Developer Documentation

 

 

 

2. Serval Chat for iOS 

https://github.com/servalproject/Serval-Chat-iOS

GitHub - servalproject/Serval-Chat-iOS: iOS port for serval chat app

 

 

 

3. MultiPeer OpenSource

https://github.com/dingwilson/MultiPeer 

GitHub - dingwilson/MultiPeer: 📱📲 A wrapper for the MultipeerConnectivity framework for automatic offline data transmissio

https://github.com/dingwilson/MultiPeer_Sample (Sample App)

offline communication between multiple iOS devices 

 

 

 

4. Mesh Apps 

https://medium.com/@xenovandestra/best-mesh-wifi-chat-messaging-apps-without-internet-for-emergency-chaos-earthquake-other-16468017a342 

Best Mesh Wifi Chat Messaging Apps Without Internet For Emergency, Chaos, Earthquake & Other…

 

 

 

5. Bridgefy Apps & SDK

https://bridgefy.me 

https://bridgefy.me/sdk/ 

https://github.com/bridgefy/sdk-ios 

GitHub - bridgefy/sdk-ios

 

 

 

6. Bridgefy 관련 기사 (Bluetooth Mesh Net)

https://www.forbes.com/sites/johnkoetsier/2019/09/02/hong-kong-protestors-using-mesh-messaging-app-china-cant-block-usage-up-3685/?sh=316fc423135a

 

 

 

7. Bluetooth

https://www.mokoblue.com/ko/what-is-bluetooth-mesh/

https://www.mokoblue.com/ko/bluetooth-vs-wifi-which-is-better/

Bluetooth vs WiFi: The Better Technology for IoT Connectivity

 

 

 

+ 교수님이 알려주신 Bonjure 

https://developer.apple.com/bonjour/

Bonjour - Apple Developer