<첨단기술의 현장을 가다>24회-獨 KOM·GMD-IPSI

◆인터넷, 컴퓨터 및 멀티미디어, 그리고 통신 시스템 기술의 발전을 토대로 21세기를 지식기반사회로 구축하기 위한 연구와 개발이 전세계적으로 활발하게 진행되고 있다. 특히 광역분산 멀티미디어 통신시스템 및 실가상 협동 컴퓨팅 등의 연구분야에서 기초 연구와 핵심기술 개발에 한창인 독일 다름슈타트 공대 멀티미디어 시스템 통신연구실(KOM)과 독일연방전산연구센터 통합정보시스템 연구소(GMD-IPSI)를 방문해 최근의 연구개발 현황과 향후 계획을 알아봤다. 편집자◆

독일의 국제적인 도시인 프랑크푸르트에서 남쪽으로 30분여동안 차로 달리면 독일의 대표적인 공대중 하나인 다름슈타트 공대내 멀티미디어 시스템 통신연구실(KOM)이 눈에 들어온다.

지난 96년 4월 독일 폴크스바겐(Volkswagen) 장학재단의 지원으로 설립된 KOM은 통신 시스템 및 멀티미디어 시스템분야의 이슈들을 중점 연구하고 있으며 멀티미디어 정보 시스템, 멀티미디어 통신·안전, 인터액티브 학습 연구그룹 등 3개 연구그룹으로 구성돼 있다.

이중 멀티미디어 정보 시스템 연구그룹은 광역 분산 시스템에서 미디어의 저장 및 분산기술을 개발하는데 힘을 쏟고 있다. 이 그룹에서 수행하고 있는 대표적인 프로젝트인 미디어 노드(Medianode, 1999.10∼2001.9)는 독일 헤센(Hessen) 주정부 산하 헤센미디어 프로젝트 시리즈의 하나로 헤센 주정부 산하 대학교를 연결, 교수들 사이의 강의물 공동작성 및 공유 그리고 학생들을 위한 멀티미디어 학습 시스템 환경을 제공하는데 필요한 분산 미디어 서버를 개발중이다.

이를 위해 이 그룹에서는 시스템 및 네트워크 단절 상황(disconnected operation) 지원, 강의물 분산 저장 및 접근 메커니즘, 강의물 캐싱 및 자동 복제, 강의물에 대한 일괄성 및 버전화 지원 그리고 서비스 품질 보장 및 대체 미디어 지원 등의 연구에 집중하고 있다.

예컨대 네트워크 단절 상황 지원을 위해 강의 자료 재생을 담당하는 미디어 노드는 강의 자료들이 동적으로 전송되고 있는 상황에서 네트워크 단절로 인한 강의 중단사태가 발생하지 않도록 상대 미디어 노드와의 연결 상태 감지기능을 제공한다. 아울러 선반입 캐시 관리자 및 자동 복제 관리자와의 연동을 통해 해당 강의 자료에 대한 대체 자료를 미리 다운로드해 놓는 기능을 수행한다.

이런 네트워크 단절 상황 지원은 미국 UCLA의 「롬(Roam)」이나 카네기멜론대학의 「코다(Coda)」처럼 지금까지 대부분의 경우 분산 파일 시스템에서 이동 클라이언트를 지원하기 위해 제공돼 왔으나, 멀티미디어 기반 실시간 강의 시스템에 도입되기는 미디어 노드가 최초의 경우다.

또 미디어 노드는 사용자 시스템 환경 및 서비스 요구에 따라 클라이언트/서버 모델과 피어-투-피어(peer-to-peer) 모델로의 자기 적응을 동적으로 실행하는데, 시스템의 기본 코아(Core) 모듈을 제외하고는 노드별로 역할에 따라 필요한 모듈들이 시스템의 상태 및 요구된 서비스에 따라 동적으로 로딩/탑재될 수 있다는 점이 특징이다.

미디어 노드 개발팀은 이를 검증하기 위해 개발과정을 단계적으로 정의하고 단계별 결과를 웹서버-백앤드형, 다중 계층적 비디오 서버형으로 분리해 지난 3월 열린 독일 하노버 세빗 박람회(CeBit2000)에 발표했다. 또한 분산 캐시 및 복제 기반 고가용 분산 미디어 서버형으로도 개발해 오는 11월 GMD-IPSI에서 발표할 예정이다.

특히 미디어 노드팀은 광역분산 비디오 스트림 서버 개발과정에서 비디오 전송과정에서 발생하는 데이터 분실을 보상해 줄 수 있는 기능을 RTP에 확장, 분실정보 수집-실시간 전송 프로토콜(LC-RTP:Loss Collection-Realtime Transport Protocol)을 개발했다.

이 LC-RTP는 비디오 스트림을 단일 또는 다중의 클라이언트가 RTP로 전송받는 과정에서 데이터 분실이 발생한 부분을 각 클라이언트가 기록한 후 이를 서버에 알려서 재전송을 받을 수 있는 메커니즘을 제공한다.

LC-RTP의 장점은 기존 RTP 규격을 준수하기 때문에 기존 RTP 기반의 애플리케이션도 아무런 수정없이 동작할 수 있고 분실된 데이터 정보(loss collection)를 RTP에 「In-Band」 패키지 형태로 묶어 서버에 보낼 수 있기 때문에 추가적인 메시지 전송이나 프로토콜 설계를 할 필요가 없다는 점이다.

한편 인터넷상에서 광역분산 전송을 기반으로 하는 대부분의 비디오 서비스들은 비디오 데이터 자체의 실시간 특성과 현존 인터넷의 불충분한 대역폭 및 전송 지연 등으로 화질의 손상이나 화면 깨짐 현상 등을 감수해야 한다. 물론 웹캐싱(web caching)과 같이 비디오 전송 프록시 캐시 시스템 등을 도입할 수 있지만 투자비용이나 현존 캐싱 기술면에서 상당한 문제점들이 있다.

이에 따라 미디어 노드팀에서는 주문형 뉴스 및 주문형 비디오 시스템을 개발한 경험을 바탕으로 기존 캐싱과 패칭(patching) 기법을 조합해 새로운 분산광역 캐싱 기법인 글리닝(gleaning) 기술을 개발했다.

차세대 인터넷 기술을 연구중인 멀티미디어 네트워킹 및 시큐리티 연구그룹은 현재 유럽연합 및 독일 연방, 지멘스·보쉬 등 다수의 국내외 프로젝트를 수행중이다.

이 연구그룹은 이 기종의 네트워크 및 시스템으로 구성된 서비스 환경에서 각종 멀티미디어 관련 기술의 통합과 시스템 요소의 자기적응을 지원하는 통신기술 개발에 나서고 있으며 기존의 RSVP(Resource Reservation Protocol) 구현보다 성능과 안정성이 훨씬 뛰어난 RSVP를 재구현해 소스를 공개하고 있다.

네트워킹 연구그룹의 경우 인터넷 기술 및 인터넷 프로토콜을 이용한 인터넷 텔레포니&게이트웨이(Internet Telephony&Gateway) 기술 개발을 진행중이다. 특히, MBone(Multicast Backbone) 멀티미디어 터미널과 기존 공중 전화망(PSTN)을 연결하는 「Mbone2Tel」 게이트웨이를 비롯해 서비스품질 기능 지원이 가능한 가상 PBX망을 개발하고 있다.

또 네트워킹 연구그룹이 개발중인 멀티미디어 통신용 방화벽 기술에도 나선 가운데 대상 멀티미디어 애플리케이션의 서비스품질 특성을 지원할 수 있는 「RSVP 프로토콜 기반의 분산 동적 방화벽 아키텍처」를 개발했으며 올 초부터 KOM 및 독일 보쉬(Bosch)사에서 시험 가동에 들어감으로써 유용성을 시험중이다.

인터액티브 학습 연구그룹은 멀티미디어 기반의 인터액티브 학습 시스템 및 환경 구축에 관련된 이슈들을 연구하고 있다.

즉, 교과 내용·범위·난이도 등에 따른 콘셉트 스페이스(concept space) 개발을 비롯해 강의 내용 분석 및 검색, 강의물 동적 구성을 위한 메타-데이터(meta-data) 생성 및 관리, 교수간·교수-학생간 상호 인터액션을 지원하는 인터액티브 비주얼 인터페이스 및 엔진(JASMIN) 개발, 사용자의 학습 난이도 및 범위의 변경 요구 변화에 동적으로 자동 적응하는 자기 적응형 학습시스템(adaptive learning system) 등을 개발중이다.

한편, 독일연방정보기술연구센터(German National Research Center for Information Technology)는 이론 전산에서부터 응용 전산 분야에 관련된 기술연구를 수행하는 대표적인 연구기관으로 전체 10개의 연구소로 이루어져 있다. 이 가운데 다름슈타트시에 위치한 GMD-IPSI 연구소는 멀티미디어 지식관리 및 실가상 통합 환경 구축에 관한 연구개발을 수행하고 있다.

GMD-IPSI의 주목할 만한 프로젝트 중 하나는 멀티미디어 데이터의 안전 보장에 관한 연구다.

이는 요즈음 인터넷상에서 음악·비디오·영화·뉴스 등 디지털 저작물에 대한 소유권 문제가 크게 대두됨에 따라 미디어 데이터에 대한 무단복제 방지, 저작권 보호, 인증 등 안전 장치에 관한 해결책이 시급히 요구되고 있기 때문이다.

이를 위해 GMD-IPSI는 올해 독일 연방정부의 지원하에 디지털 워터마킹 프로젝트를 시작해 △미디어 소유권자가 자신의 미디어 데이터에 직접 워터마킹을 삽입하고, 또한 삭제할 수 있는 기능 및 인터페이스 △각각의 모노 미디어뿐만 아니라, 고화질·대용량 미디어, 3D 데이터, 기타 합성 멀티미디어에도 워터마킹을 적용할 수 있는 기술 △멀티캐스트(multicast) 비디오 스트림을 위한 워터마킹 및 암호화 기술 등을 연구 개발함으로써 이 분야에서 유럽뿐만 아니라 세계에서 최고의 기술력을 확보한다는 계획이다.

GMD-IPSI는 현재 자기확장형-무단복제방지-워터마크, 핑거프린트(fingerprint) 편집기, 콘텐츠 프래자일(content-fragile) 워터마크, 멀티미디어 워터마크 기술 등을 확보하고 있으며 독일 텔레콤과의 공동연구를 통해 기술을 이전중이다.

<다름슈타트(독일)=온기홍기자 khohn@etnews.co.kr 신선미기자 smshin@etnews.co.kr 심규환 ETRI 회로소자연구소 책임연구원 khsim@etri.re.kr 박남규 ETRI 원천기술연구본부 선임연구원 nkpark@etri.re.kr>