websphere mq telemetry - ibm · 2014-09-30 · websphere mq telemetry. ibm redbooks . 솔루션...

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WebSphere MQ Telemetry IBM Redbooks 솔루션 가이드 IBM ® WebSphere MQ TelemetryMQTT(MQ Telemetry Transport) 프로토콜을 이용하여 메시지 백본을 광범위한 원격 센서, 액추에이터 텔레매트리 장치로 확장하는 기능으로, IBM WebSphere MQ컴포넌트 하나로 제공됩니다(그림 1). MQTT 메시징 프로토콜은 전통 적인 IT연결 대상이 아니었던 기업 외부의 소형 기기들을 지원할 있을 만큼 가벼운 동시에, 중요한 메시지를 반드시 목적지에 전달하도록 보장하는 엔터프라이즈급 메시지 신뢰성을 제공 합니다. MQTT 프로토콜을 이용하면 스마트 에너지 계량기는 물론 차량, 열차, 위성 수신기 개인 의료기기 각종 장치와 통신하는 것은 물론 다른 시스템이나 애플리케이션도 연결할 있습니다. 솔루션 가이드에서는 WebSphere MQ Telemetry제공하는 MQTT 지원과 MQTT 솔루션 아키텍처, 그리고 적용 모델을 소개합니다. 그림 1. WebSphere MQ Telemetry원격 센서, 액추에이터 텔레매트리 장치 연결 연결의 확장 다양한 스마트 기기가 등장함에 따라 인터넷은 사물 인터넷으로 진화할 것입니다. 사물 인터넷 이란 수십억 개의 서로 연결된 스마트 기기가 일상 생활을 구성하는 모든 데이터를 측정하거나, 이동하거나 데이터를 기반으로 작동하거나 경우에 따라 이러한 작업을 독립적으로 실행하 기도 하는 환경을 말합니다. 초소형 센서에서 독립형 제품의 RFID(무선 주파수 ID) 태그, 스마 트폰, 위치 인식형 GPS 장치 노트북 PC임베디드 시스템에 이르는 수많은 사례가 입증하 듯이 세상은 이미 갈수록 기능화되고 있습니다. 따라서 이러한 소형, 중형 대형 장치에서 집한 모든 데이터를 모아 가장 해석할 있는 곳으로 보내고, 세계의 막대한 컴퓨팅 자원 이용하여 현재 상황을 파악한 다음 필요에 따라 대처함으로써 좋은 삶을 만드는 것이 리가 나아가야 방향입니다. 바로 여기에서 MQTT진가가 드러납니다.

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WebSphere MQ Telemetry IBM Redbooks 솔루션 가이드

IBM® WebSphere MQ Telemetry는 MQTT(MQ Telemetry Transport) 프로토콜을 이용하여 범용 메시지 백본을 광범위한 원격 센서, 액추에이터 및 텔레매트리 장치로 확장하는 기능으로, IBM WebSphere MQ의 컴포넌트 중 하나로 제공됩니다(그림 1). MQTT 메시징 프로토콜은 전통적인 IT의 연결 대상이 아니었던 기업 외부의 소형 기기들을 지원할 수 있을 만큼 가벼운 동시에, 중요한 메시지를 반드시 목적지에 전달하도록 보장하는 엔터프라이즈급 메시지 신뢰성을 제공합니다. MQTT 프로토콜을 이용하면 스마트 에너지 계량기는 물론 차량, 열차, 위성 수신기 및 개인 의료기기 등 각종 장치와 통신하는 것은 물론 다른 시스템이나 애플리케이션도 연결할 수 있습니다. 이 솔루션 가이드에서는 WebSphere MQ Telemetry가 제공하는 MQTT 지원과 MQTT 솔루션의 아키텍처, 그리고 적용 모델을 소개합니다.

그림 1. WebSphere MQ Telemetry로 원격 센서, 액추에이터 및 텔레매트리 장치 연결 연결의 확장 다양한 스마트 기기가 등장함에 따라 인터넷은 사물 인터넷으로 진화할 것입니다. 사물 인터넷이란 수십억 개의 서로 연결된 스마트 기기가 일상 생활을 구성하는 모든 데이터를 측정하거나, 이동하거나 이 데이터를 기반으로 작동하거나 경우에 따라 이러한 작업을 독립적으로 실행하기도 하는 환경을 말합니다. 초소형 센서에서 독립형 제품의 RFID(무선 주파수 ID) 태그, 스마트폰, 위치 인식형 GPS 장치 및 노트북 PC와 임베디드 시스템에 이르는 수많은 사례가 입증하듯이 세상은 이미 갈수록 기능화되고 있습니다. 따라서 이러한 소형, 중형 및 대형 장치에서 수집한 모든 데이터를 모아 가장 잘 해석할 수 있는 곳으로 보내고, 전 세계의 막대한 컴퓨팅 자원을 이용하여 현재 상황을 파악한 다음 필요에 따라 대처함으로써 더 좋은 삶을 만드는 것이 우리가 나아가야 할 방향입니다. 바로 여기에서 MQTT의 진가가 드러납니다.

비즈니스 가치 IBM WebSphere MQ는 이미 오래 전부터 보편적 연결을 지원하는 안정적인 범용 메시징 백본으로, 광범위한 플랫폼에서 실행되고, 여러 가지 언어를 지원하며 안정적이고 상호호환할 수 있는 API(Application Program Interface)를 갖추고 있습니다. 또한 서로 다른 애플리케이션을 연결합니다. 그러나 최근까지는 데이터 네트워크의 엣지, 즉 경계 부분을 안정적으로 연결하는 것은 전통적인 IT에서 중점적으로 다뤘던 영역이 아니었습니다. 원격에 위치한 기기의 상태에 따라 취해야 할 조치를 이해하고 실행하는 시스템은 이미 출시되어 있습니다. 그러나 네트워크에 제약이 있거나 기기의 연산 능력이 기존의 메시지 처리 방식을 구현하기에 부족한 경우에는, 기기의 상태를 시스템에 전달하는 일이 쉽지 않았습니다. MQTT를 사용할 경우, 하기를 비롯한, 다양한 구성요소 간의 통신은 물론 다른 시스템 또는 애플리케이션과의 통신도 원활해집니다. 스마트 에너지 계량기 산업 제어 시스템 위성 수신기 의료용 모니터링 기기 항공기, 차량, 오일 수송관 등에 부착되는 센서 MQTT 프로토콜을 적용하면 원래 중앙 시스템과 통신할 수 없었거나 고가의 전용 네트워크를 통해서만 액세스할 수 있었던 초소형 센서 및 각종 원격 텔레매트리 장치에서도 WebSphere MQ를 사용할 수 있게 됩니다. 원격의 기기들을 연결하는 제약사항이었던 대역폭 제한, 지연 시간, 용량 제한, 불안정한 네트워크, 막대한 비용 문제도 해소됩니다. 또한 한정된 리소스(메모리, 연산능력)와 타사 통신 소프트웨어의 사용 제한 같은 기기에 내재된 문제와 배터리 전원을 사용하는 기기들은 텔레매트리 메시징에 사용하기 어려웠던 문제들도 자연스레 해결됩니다. 설계 당시 사물들의 연결을 염두에 두고 설계된 MQTT 프로토콜의 장점은 다음과 같습니다. 기업 데이터센터 외부에 있는 스마트 기기까지 연결 확장 텔레매트리 장치, 센서 및 모바일 기기에 최적화된 연결 옵션 제공 기업 외부의 이벤트를 토대로 지능적인 의사 결정이 가능하게 관련 데이터 전달 솔루션 배포 및 관리 범위를 대규모로 확장 정적/동적인 자산, 인력, 업무 공간에 대한 원격

관리의 근간으로 작용

솔루션 개요 WebSphere MQ Telemetry를 이용하면 전 세계 어디서나 기능화된 장치끼리 서로 연결할 수 있습니다. 그리고 기업 애플리케이션 및 웹 서비스에도 WebSphere MQ로 연결할 수 있습니다. MQTT를 사용하면 WebSphere MQ의 영역에 원격 장치까지 포함시키는 한편 대규모 확장이 가능합니다. WebSphere MQ 서버 하나로 최대 100,000개 이상의 MQTT 동시 연결을 처리할 수 있습니다. WebSphere MQ Telemetry의 주요 구성요소는 다음과 같습니다. WebSphere MQ 서버에서 실행되는 MQ Telemetry 서비스 원격 장치 및 애플리케이션에 배포되는 MQ Telemetry 클라이언트 MQ Telemetry는 장치 또는 애플리케이션과 WebSphere MQ 큐 매니저 간의 메시지 송수신에 MQTT 프로토콜을 사용합니다. 이 WebSphere MQ 큐 매니저에서 다른 메시징 애플리케이션과 메시지를 교환할 수 있습니다. 다른 메시징 애플리케이션으로는 유사한 텔레매트리 애플리케이션, MQI(Message Queue Interface), JMS(Java Message Service) 등이 있습니다. MQTT는 게시/구독(Pub/Sub) 패턴을 사용하여 게시자(Publisher)라는 이름의 정보 제공자와 구독자(Subscriber)라는 이름의 정보 사용자를 서로 느슨하게 연결합니다. 이러한 연결을 위해 게시자와 구독자 사이에 메시지 중개자(브로커)를 도입합니다(그림 2).

그림 2. 게시/구독 조합의 두 가지 사례 기존의 포인트 투 포인트(점대점) 연결 패턴과 달리, 게시하는 장치 또는 애플리케이션은 구독자에 대해 알 필요가 없고 구독자도 마찬가지로 게시자가 누구인지 알 필요가 없다는 것이 게시/구독 모델의 장점입니다. 게시자는 메시지 주제 또는 대상 분야를 나타내는 ID를 붙여서 보냅니다. 그러면 중개자(브로커)가 해당 주제를 구독 중인 애플리케이션과 장치에 해당 메시지를 배포합니다. 게시/구독 패턴은 이렇게 해서 기존의 포인트 투 포인트(점대점) 메시징을 컨텐츠 기반의 멀티캐스팅 통신으로 바꾸어 놓았습니다.

솔루션 아키텍처 MQTT 기반 메시징이 인기를 끌게 된 이유는 정보를 보내거나 받는 쪽이 누구인지 몰라도 되는 매우 단순한 구조의 정보 게시/구독 방식 때문입니다. 이러한 단순성 덕분에 개별 메시지의 크기가 매우 작아 대부분의 MQTT 메시지가 생성되는 원격 모니터링 장치 및 네트워크에 미치는 부담이 매우 적습니다. WebSphere MQ Telemetry 장치용 데몬은 그림 3과 같이 텔레매트리 채널을 큐 매니저에 연결해 주는 집선 장치 역할을 할 수 있는 고급형 MQTT V3 클라이언트입니다.

그림 3. WebSphere MQ Telemetry 장치용 데몬이 포함된 일반적인 시스템 아키텍처 이 연결을 통해 WebSphere MQ 큐 매니저의 채널 동시 연결 수를 최소한으로 줄일 수 있습니다. 또한 다른 MQTT 클라이언트에서 오는 메시지를 저장하고 전달하는 데도 데몬을 사용할 수 있습니다. 데몬은 MQTT 클라이언트와 마찬가지로 WebSphere MQ에 연결되지만, 다른 MQTT 클라이언트들이 데몬에 연결할 수 있다는 것이 차이점입니다. 심지어 다른 텔레매트리 데몬에 연결하여 고도화된 원격 장치 네트워크를 구성할 수도 있습니다. WebSphere MQ 애플리케이션은 MQTT V3 클라이언트에 메시지를 보낼 때 다음 중 한 가지 방법을 사용합니다. 메시지를 특정 주제에 게시(게시/구독 모델) 메시지를 클라이언트에게 직접 전송(점대점 모델)

어떤 방법을 사용하든 간에 큐 매니저가 메시지를 큐에 넣습니다. 그런 다음 그림 4와 같이 WebSphere MQ 텔레매트리 서비스가 메시지를 클라이언트에게 보냅니다.

그림 4. 클러스터의 큐 매니저에 연결 중인 게시자와 구독자

MQTT 적용 모델 MQTT는 연산 능력과 메모리가 한정된 임베디드 시스템이나 불안정한 네트워크에 연결되어 있는 시스템 등 제약 조건이 많은 환경에 있는 장치에 최적화된 메시징 프로토콜입니다. 원격 시스템 및 장치와 통신하기 위해 필요한 강력한 메시지 기능을 갖추고 있으며, 네트워크 대역폭을 최소한도로 사용합니다. 의료 기관 한 의료 기관에서 가정에서 치료를 받는 환자를 위한 심박 조율기 모니터링 솔루션을 만들고자 했습니다. 이 솔루션으로 다음과 같은 개인화된 치료가 가능해졌습니다. 심장병 환자의 퇴원 후 모니터링 추후 검진의 효율성 향상 새로운 산업 데이터 캡처 표준 준수 이 기관에서는 IBM과 손잡고 가정용 모니터링 장비에 MQTT 클라이언트를 내장하여 환자가 본체에 접근할 때마다 진단 데이터를 수집하는 솔루션을 개발했습니다. 본체는 인터넷을 통해 중앙의 메시징 서버로 진단 데이터를 보내게 됩니다. 그런 다음 이 데이터는 판독값을 분석하여 환자에게 장애 징후가 있으면 의료팀에 알람을 보내 주는 애플리케이션으로 전달됩니다(그 림 5).

그림 5. MQTT가 내장된 가정용 심박 조율기 모니터링 솔루션 이 의료 기관에서는 이 솔루션을 사용하여 퇴원 환자 관리 수준을 대폭 높이는 한편 이후의 문제를 조기에 진단할 수 있었습니다. 또한 의료팀과 환자의 내원/왕진 횟수가 줄어들었고 경과가 양호한 환자의 경우 검진을 위한 방문 빈도를 줄일 수 있었기 때문에 기관 및 환자 양쪽의 비용이 절감되었습니다. 에너지 및 유틸리티 전력 생산 비용과 기존 고객들의 전력 수요가 감당할 수 없을 만큼 빠른 속도로 동시에 증가 중이던 유틸리티 업체가 있었습니다. 고객들이 생산 비용을 대신 내 주지도 않을 것이므로, 이 회사는 고객들에게 비용을 전가하는 대신 전반적인 전력 수요를 감소시킬 솔루션을 찾아 나섰습니다. 가가호호 스마트 계량기를 설치한 다음 몇 가지 전력 소모 장치의 사용을 원격으로 제어할 수 있는 솔루션이 필요했습니다. 또한 이 솔루션은 데이터 전송량을 기준으로 회사가 지불하는 데이터 네트워크 사용 요금을 최소화해야 했습니다. 그 다음 솔루션은 회사의 생산 설비와 고객 사이에 가상 발전소(VPP)를 만드는 것이었습니다. 가정용 스마트 계량기가 해당 가정에서 사용 중인 장비의 전력 사용 데이터를 수집합니다. 그러면 고급형 MQTT 클라이언트가 설치된 가정용 배전반 모니터에서 해당 지역의 휴대폰 네트워크를 통해 정기적인 간격으로 이 VPP에 사용 데이터를 게시합니다.

그림 6에서 보듯이 VPP는 에너지 소모량을 실시간으로 모니터링하고, 이후의 요구량을 예측하며, 필요할 경우 고객 가정의 전력 사용 장치를 통제하여 전반적인 전력 수요를 낮출 수 있습니다. 즉, 가정의 전력 사용 장치에 지시를 보내면 MQTT를 통해 가정용 배전반에 명령이 게시됩니다.

그림 6. MQTT를 사용하는 가상 발전소

통합 IBM 제품군중 MQTT 프로토콜로 통신하여 비즈니스 가치를 증대시킬 수 있는 애플리케이션 및 장비들이 다수 있습니다.

WebSphere Message Broker

WebSphere MQ는 텔레매트리 채널을 통해 MQTT 채널을 지원합니다. MQTT 클라이언트에서 보낸 메시지는 JMS 주제 분류에 따라 공개되거나 표준 WebSphere MQ 메시지 큐로 라우팅됩니다. MQTT 프로토콜을 이용한 통신에는 MQInput, 게시, JMSInput, JMSOutput 등 WebSphere Message Broker의 노드를 사용합니다.

WebSphere Application Server

WebSphere Application Server와 WebSphere MQ 간의 통신에는 WebSphere MQ JMS 리소스 어댑터가 사용됩니다. 애플리케이션 서버에서 실행되는 메시지 구동식 빈(bean)과 JMS 애플리케이션은 이 리소스 어댑터를 이용하여 WebSphere MQ 큐 매니저의 리소스에액세스할 수 있습니다. 이 리소스 어댑터는 점대점 메시징 및 게시/구독 메시징을 모두 지원합니다.

WebSphere Operational Decision Management

MQTT 기반의 메시징 시스템에 비즈니스 이벤트 처리 엔진인 WebSphere Operational Decision Management를 통합할 수 있습니다. 이렇게 조합할 경우 원격 장치의 간단한 상태 업데이트를 경보로 바꾸어 모니터링 대상에 대해 즉각적으로 주의를 환기시킬 수 있습니다. WebSphere Operational Decision Management를 사용하면 비즈니스 룰을 정의하고 수신되는 이벤트에 적용할 수 있습니다. 따라서 가장 먼거리의 네트워크 최외곽 지역에 있는 장치와도 통신할 수 있도록 하는 MQTT 메시징의 파트너로 삼기에 이상적입니다.

인텔리전트 운영 센터

MQTT 프로토콜을 사용하는 장치 또는 애플리케이션을 IBM 인텔리전트 운영 센터와 통합할 수 있습니다. IBM 인텔리전트 운영 센터는 모니터링 작업을 지원하고 상황 변화를 예측및 대응할 수 있는 이벤트 관리 시스템입니다. 설치된 MQTT 장치는 우선 내부의 이벤트 관리 엔진에 연결한 다음 이를 통해 이벤트 및 각종 업데이트를 처리하게 됩니다.

IBM Lotus Expeditor 통합 기능

Lotus Expeditor 통합 기능은 내장된 IBM 마이크로 브로커를 MQTT 메시징 도구로 사용하고, IBM 마이크로 브로커 브리지를 이용합니다. 이 IBM 마이크로 브로커 및 브로커 브리지는 IBM WebSphere MQ 등 다른 JMS 호환 메시징 단말기와 투명하게 연결하는 데 사용됩니다.

지원되는 플랫폼 80가지 이상의 플랫폼을 지원하는 WebSphere MQ는 연결할 수 있는 모든 것과 통합됩니다. 지원되는 플랫폼에 대한 최신 정보는 다음 웹 사이트의 WebSphere MQ 시스템 요구 사항을 참조하십시오. http://ibm.com/software/integration/wmq/requirements/ 주문 정보 이 제품은 IBM Passport Advantage를 통해서만 구입할 수 있으며, 실물(shrink wrap)로 제공되지 않습니다. 라이센스 적용 제품: WebSphere MQ 제품 그룹: IBM MQSeries 제품 범주: MQSeries 아래 표에 주문 정보가 나와 있습니다. 표 1. 주문을 위한 부품 번호 및 기능 코드

프로그램 이름 PID 번호 판매 단위 설명

WebSphere MQ 5724-H72 Linux on System z용 PVU(Processor Value Unit) 기준

WebSphere MQ 5724-H72 PVU 기준

WebSphere MQ 5724-H72 프로세서-사용 일수

관련 정보 자세한 내용은 다음 문서를 참조하십시오. IBM Redbooks 간행물: MQTT 및 IBM WebSphere MQ Telemetry로 스마트 플래닛 솔루션

만들기(Building Smarter Planet Solutions with MQTT and IBM WebSphere MQ Telemetry), SG24-8054 http://www.redbooks.ibm.com/abstracts/sg248054.html

IBM WebSphere MQ 제품 페이지 http://ibm.com/software/integration/wmq/

IBM WebSphere MQ Telemetry http://www.ibm.com/software/integration/wmqfamily/telemetry/

IBM WebSphere MQ V7.1 정보 센터 http://publib.boulder.ibm.com/infocenter/wmqv7/v7r1/index.jsp

멀티 플랫폼용 IBM WebSphere MQ 판매 설명서 http://www-01.ibm.com/common/ssi/ShowDoc.wss?docURL=/common/ssi/rep_sm/2/ 897/ENUS5724-H72/index.html&lang=en&request_locale=en

IBM WebSphere MQ V7.1 출시 정보 http://ibm.com/common/ssi/cgi-bin/ssialias?subtype=ca&infotype=an&supplier=877& letternum=ENUSZP11-0483

IBM WebSphere MQ V7 데이터 시트 ftp://public.dhe.ibm.com/software/integration/wmq/WebSphere_MQ_V7_Data_Sheet.pdf

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