[지디넷코리아]화두
선(禪)의 세계에는 여러 가지의 화두들이 전해 내려오고 있다. 화두는 사람들의 마음을 일깨워 새로운 것에 눈을 뜨게 한다. 화두 자체는 별것이 아니지만 사람들은 화두를 만남으로서 변한다. 작은 화두에 매달리면서 몇 년을 면벽 수도하기도 한다. 작은 화두로 인해 머릿속의 생각들은 재정렬되고 그 이후에 생각하는 방법 자체가 바뀐다면 화두의 힘은 결코 작은 것이 아니다. 우연히 만난 화두로 인해 많은 것이 달라진다.

인터넷의 초기 그림 - 아무도 우리가 개라는 것을 모른다. 그림에서 개를 디바이스로 대체하면 인터디바이스 네트워킹을 생각해 볼 수 있다.

필자는 가끔 컴퓨터의 세계에서도 선문답 같은 생각을 해보곤 한다. 기계와 사람의 문화는 일종의 생태계처럼 자기조직화하는 경향이 있다는 것이다. 계속 진화하고 그 안에서 또 변한다. 미디어의 세계에서는 상식에 속하는 일이지만 사람들의 사고방식은 인터넷이 도입되면서 근본적으로 변했다. 과거와는 단절이 일어났다. 네트워크 이전과 이후의 세상은 기술의 비약보다는 사고방식과 생활방식의 변화가 더 컸다고 평가할지도 모른다.

기계들은 성능이 개선되면서 계속 나오곤 하지만 그 시리즈 최초의 기계는 어떤 벽을 허물어야 탄생한다. 이 기계가 왜 필요한지, 어떻게 만들어야 하는지 상상하고 생각하고 노력을 집중해야만 새로운 돌파구가 나타난다. 최초의 비전과 맹목적인 노력이 필요한 단계이며 제일 중요한 것은 구현이다. 퍼스널 컴퓨터나 네트워킹이 그런 식으로 탄생했다. 다시 어떤 시기가 되면 기계들이 흔해지고 기술이 아니라 사용의 문화가 형성되고 새로운 접근법들이 나타난다. 다양성이 폭발한다. 요즘의 인터넷 문화가 이런 단계에 속할 것이다. 흔해지는 것과 일상의 반복적인 힘 속에서 기술과 문화는 새로운 방향으로 굽이친다. 중요한 것은 활용과 사용이 될 것이다. 이를 테면 유비쿼터스 컴퓨팅과 같은 개념은 흔해지는 바탕위에서 힘을 얻는다. 중요한 가정은 인프라들이 잘 발달되어 있어야 한다는 것이고 실제로 이미 인프라들은 많이 건설되어 있다. 이 발전의 거대한 틈바구니에는 사람들의 사고 구조의 변화가 숨어있다. 앞에서 말한 것처럼 <자기조직화>의 원리가 적용된다.

관점의 차이가 있겠지만 사람들 사이의 컴퓨터 네트워크에 대한 많은 인프라들은 구축이 되어있고 이제는 기계와 사람, 기계와 기계 사이의 네트워킹이 중요해질지도 모른다. 장비들이 흔해지고 있기 때문에 장비보다는 장비들의 네트워킹을 조직하는 방법이 더 중요할 지도 모른다. 이런 조직론은 앞으로도 헤아릴 수 없이 많이 등장할 것이지만 눈에 보이는 것은 아직 많지 않다. 조직론이나 조직의 사고방식은 눈에 보이지 않을지도 모른다. 그러나 사람들의 의식구조가 걸려있는 이상 이것은 거대한 엔지니어링이다. 작은 차이가 큰 차이를 만든다. 다른 방식으로 몇 년 만 지내다보면 차이들의 누적은 완전히 다른 발전의 길로 흘러갈 것이 분명하다. 그중의 하나는 디바이스간의 네트워크(Inter-Device Networking)다. 아직은 사람들이 별로 관심을 갖지 않는 주제이기도 하다.

디바이스들의 네트워크
아직은 디바이스들의 네트워크가 성숙한 단계라고 말하기가 어렵다. 간신히 PC나 서버 정도만이 네트워크에 물려있다고 말할 수 있으며 핸드폰이나 멀티미디어 플레이어의 일부만이 네트워크에 물려 있다고 말할 수 있다. RFID나 다른 기술은 발전의 초기 단계에 있다. 기술이 발달하지 않은 것이 아니라 좋은 방법들이 아직도 '개발중'이기 때문이다. 블루투스나 무선 인터넷 같은 것이 카메라나 휴대전화를 연결하기도 하지만 역시 초기 단계라고 말할 수 있다. 앞으로 많은 발전이 있을 것이다. 정말 초기 단계에 있기 때문이다.

초기 단계에도 이르지 못한 거대한 시장의 하나가 작은 디바이스들의 네트워크다. 기계들을 모두 디바이스라고 본다면 연결이 필요한 많은 디바이스들은 아직 연결되지 않았다. 집안의 전등은 아직 네트워크화 되지 않았으며 가전제품이나 작은 장비들 역시 네트워크화되지 않았다. 홈 네트워크를 모토로 표방하는 많은 회사들 역시 홈 네트워크의 서버나 컨트롤러는 만들 수 있지만 이들을 어떻게 연결해야 하는지는 잘 모른다. 연결을 해서 어떻게 구성해야 하는지 역시 잘 모른다. 동네의 전기 기술자 아저씨가 이들은 쉽게 연결하는 수준에는 아예 접근하지 못했다. 프로그래머가 디버깅하러 다녀야하는 시스템이라면 '흔해지는' 수준에는 한참 먼 것이다.

전력선의 네트워크로 초고속 통신을 하는 와중에 정작 형광등이나 전등은 네트워크도 되어 있지 않으며 아무 일도 할 수 없다. 만약 이런 디바이스들이 쉽게 네트워크로 편입될 수 있고 작은 디바이스 네트워크의 장비 가격이 스위치와 비슷해진다면, 사용방법이 스위치와 다를 것이 없다면 바로 변화가 오지는 않더라도 변화가 일어날 조짐은 충분하다. 하지만 아직은 이런 일을 하려면 인터넷으로 제어되는 컨트롤러와 복잡한 회로가 필요하며 다시 기계 사이에는 지그비(zigbee)나 다른 프로토콜을 또 거쳐야 한다. 디바이스와 디바이스를 바로 연결하는 규약은 뾰족한 수가 없어 보인다.

네트워크상의 스위치라는 디바이스와 전등이라는 디바이스를 바로 이어주는 규약이 없어야 한다는 법은 없다. 그리고 디바이스와 디바이스끼리 통신하고 협동 작업을 하는 규약이나 조직방법이 없어야 할 이유도 없다. 선풍기와 전등이 통신하지 말라는 하등의 이유도 없으며 토스터나 냉장고가 통신하지 말라는 이유도 없다. 에어컨이나 세탁기도 마찬가지다. 아직 좋은 규약이 없기 때문이라고는 해도 좋은 규약을 만들지 못할 정도로 기술이 발전하지 않은 것도 아니다. 벽에 붙여놓은 센서가 배터리가 다 되었노라고 주인에게 LED를 점멸하는 것 이외의 방법이 없는 것도 아니며 문에 붙여놓은 허름한 센서가 문이 열렸다고 버저를 울리는 것 이외의 방법을 동원하지 말라는 법이 없다. 그리고 이런 디바이스들이 다른 디바이스들에게 이런 것을 알려주면 안 된다는 규칙도 없다.

작은 마이크로프로세서들이 없는 것도 아니며 집안의 기계들에게 전선으로 신호를 보내는 것이 어려운 일도 아니다. 가까운 거리의 기계들에게 무선으로(전파, 적외선, 초음파 ) 신호를 보내는 것이 어려운 일도 아닌 시대가 되었다. 그런데 뾰족하게 좋은 방법이 없다. 이유는 단지 좋은 방법을 만들어내지 않았을 뿐이다. 콜럼버스의 달걀과 같은 것이다. 배를 타고 가보니 새로운 대륙이 나온다는 것과 비슷한 이야기라고 할 수 있다.

만약 디바이스들의 네트워크가 어려운 일이 아니며 쉽고 싸게 만들 수 있으면 수요가 상당히 크다는 것은 분명하다. 건물의 배선을 바꾸지 않고 제어기를 설치할 수 있으면 건물 주인은 냉난방과 전원만 제공하면 된다. 전등은 전기 스위치 가격의 제어기만을 가지고 제어된다. 보수와 유지도 어렵지 않다. 센서와 다른 설비들도 쉽게 물릴 수 있다면 달지 않을 이유가 없다. 물로 이런 일들이 일어나는 자체를 싫어하는 사람도 있겠지만 그래도 저렴하고 사용하기 쉽다면 생각이 달라질지도 모른다.

그래서 이런 일은 하나의 발상의 전환, 사고의 게임이다. 이런 게임에는 상상력이 풍부한 연구자들이 필요하다. 아울러 선문답의 화두처럼 신선한 화두를 제공할 수 있다면 더욱 좋은 일이다. 컴퓨터를 만지는 사람이 생각할 때, 세상이 바뀌는 것은 컴퓨터가 사람들의 의식구조를 바꾸어 놓는 일도 있지만, 직접적으로 물리적인 세상에 개입하는 것이 더 현실성이 있다.

인터넷 0
비트와 아톰 센터 라는 이상한 이름의 연구소에서 하나의 답을 들고 나왔다. 비트는 정보를 말하는 것이고 아톰은 현실의 물리적인 세계를 의미한다. 네그로폰테의 'Being Digital'을 읽어본 독자라면 여러 번 들어본 용어일 것이다.

이 연구소의 책임자인 거센펠드는 <사물들이 생각하기 시작하면>이라는 부제로 TTT (Things that think)라는 프로젝트를 진행하고 있다. 책의 제목의 부제이기도 하다(우리나라에서는 <생각하는 사물>이라는 제목으로 번역되었다.). 지난 호에도 이야기한 적이 있지만 FAB에서 거센펠드는 장치들의 네트워크에 대해서 다소 신랄한 비판을 한 적이 있다:

CAN, LIN, BACnet, CEBus, LonWorks, X10, USB, Bluetooth, SPI, I2C. 이들이 공통적으로 공유하는 것이 있다. 바로 비호환성이다. 이들 중 하나에서 다른 것으로 통신하려면 전용 컨버터가 필요하다. 기술적인 바벨탑은 역사적으로 다른 곳에서 개발되었거나, 독자개발 되거나 특별한 용도에 맞추서 개발된 것들도 있다, 어떤 것들은 다른 것보다 특정한 일을 더 잘 할 수 있다. 그러나 엔지니어링에서는 많은 것이 적은 것일 수 있다. 왜냐하면 최적화와 특화에 드는 비용 때문이다.

이들을 통합하여 네트워킹하는 방법은 없을까에 대한 해답이 현재의 인터넷의 축소판인 인터넷 0였다. 사물들의 인터넷(Internet of Things)은 더 보편적인 방법으로 이루어져야 한다는 것이었다. 그래서 네트워크를 연구하는 제자와 함께 새로운 방법론을 들고 나왔다. 현재까지 네트워크가 적용되는 장비들은 일정 수준의 운영체제가 들어가 있으며 크고 복잡하다. 그렇다면 8비트 정도의 작은 마이크로컨트롤러에도 들어갈 수 있는 작은 통신방법은 없는 것인가라는 질문에 스스로 답하면서 이 아이디어를 들고 나온 것이다. 터미네이터의 스카이넷도 이러한 디바이스간의 네트워킹에 관한 아이디어이기도 하다.

사실 과거의 인터넷의 성공은 인터넷의 규약(protocol)이자 원리의 하나인 IP(internet Protocol)에 의해 힘입은 바가 크다. 인터넷이라는 이름은 IP 를 사용하면 다른 프로토콜의 패킷이라도 IP를 통해 전송될 수 있었기 때문이다. Bitnet, XNS, DECnet 기타 잡다한 프로토콜이 IP를 통해 보내지고 다시 재조립 할 수 있었다. 시스코는 이런 잡다한 프로토콜을 모두 스위칭하는 라우터를 만들면서 급성장할 수 있었고 공교롭게도 그 당시는 인터넷의 폭발적인 발전이 시작되려는 시점이었다.

이 IP라는 규약을 작은 장비에 까지 연장시켜서 작은 장비들을 네트워크의 ‘시민’으로 만들자는 것이 아이디어의 시작이었다. 그래서 연구자들은 Internet of Things, Inter-device network 같은 이름을 붙이고 새로운(그러나 많은 것들이 생략되어 간단해진) 인터페이스를 통해 패킷을 기존의 인터넷을 통해 전송할 수도 있고 다른 연결(직접 연결, 유무선 또는 전력선)을 이용하여 전송할 수도 있는 새로운 아이디어를 냈다. 바탕이 되는 기술은 기존의 기술을 재이용한 것이다. 새로운 것이 있다면 펄스 라디오(pulse radio)에서 사용하는 광대역(Wide Broad Band)의 변조방법 정도를 들 수 있다. 중요한 주제는 조직의 방법과 원칙이다.

만약 이 아이디어가 잘 구현될 수 있거나 다른 개발자들이 이런 <화두>를 바탕으로 비슷한 것들을 만들어 낼 수 있다면 인터페이스는 훨씬 쉬워질 것이다. 구현이 아직 다 이루어진 것도 아니다. 그럼에도 불구하고 이런 글을 쓰는 이유는 이런 생각을 하는 사람들도 있다는 것을 써보고 싶었기 때문이며 한편으로는 이런 것이 개발되면 꼭 써보고 싶다는 개인적인 바람도 있다. 또 이런 것에 관심이 있는 독자들도 있을지 모른다.

정말이지 간단한 마이크로프로세서로 무엇인가를 만드는 것은 어려운 일이 아니지만 이들을 묶는 것은 복잡하고 지루하며 뾰족한 해답이 없는 일중의 하나다.

그렇다고 거센펠드의 아이디어가 영향력이 없는 것도 아니다. 인상적인 아이디어라서 Scientific American(The Internet of Things; October 2004)에 실린 적도 있으며 다른 매체들도 인터넷 0의 아이디어를 보도했다. 좋은 인터디바이스 네트워킹의 방법론이 필요하다는 것은 누구나 인정하는 것이다(아무튼 사람들이 기다리다 너무 지치기 전에 좋은 프로토콜이 나왔으면 한다.).

이 구현에는 아래와 같은 7개의 접근 원칙이 있다. 인터넷의 원칙을 변형하고 스케일을 줄여 기계들의 네트워크에 맞추어 놓은 것이다(이 내용은 BT journal에 Internet 0 - inter-device internetworking 이라는 제목으로 실렸던 내용이기도 하다. 구현에 대한 다른 자료는 http://cba.mit.edu/events/04.09.I0/krikorian.pdf 에서도 볼 수 있다.).

- IP를 디바이스 수준까지 적용하여 디바이스가 네트워크의 일원이 되도록 한다(IP to leaf node).
대부분의 장비가 필요로 하는 정보는 작기 때문에 마이크로 IP 스택을 만들어(현재의 인터넷 스택은 수백 킬로바이트 수준으로 작은 마이크로컨트롤러에게는 너무 방대한 크기다.) 최소한도로 요구되는 20바이트 정도의 IP 헤더만으로 통신할 수 있도록 한다. 그리고 수백바이트정도의 UDP 데이터 패킷을 보내도록 설계한다. 나머지 불필요한 규격들은 모두 없앤다. 그러면 작은 마이크로컨트롤러가 직접 IP를 다룰 수 있다(네트워킹이 된다는 이야기다). 그리고 대부분의 작업은 이것으로 충분하다.

- 표준들을 다시 선별하여 작은 마이크로프로세서가 수행할 수 있도록 계층을 간단하게 만든다(compile standards).

- 디바이스 사이에 직접적인 통신을 가능하게 하여 서버나 프로토콜 변환기를 사용하지 않아도 되도록 설계한다(peers do not need servers).

- 물리적인 실재성을 얻는다(puysical identity).
장비는 가상의 네트워크에만 존재하는 것이 아니라 직접적인 물리적으로 존재하는 MAC 어드레스에 상응하는 물리적 주소를 갖는다.

- 네트워크를 느린 속도로 유지하여 복잡성을 줄이고 사용하기 쉽게 만든다.
네트워크 장비는 고속이 되면 구조가 복잡해진다.

- End-to-End Modulation
신호를 변조하는 동일한 방법을 적용하여 전송하는 미디어가 달라도 변조의 방법은 동일하다. 네트워크의 용어를 사용하면 라우터가 없는(core가 없는) 구조로 디바이스와 디바이스는 직접 통신한다. IP의 규약에도 위배되지 않는다. 실제로 IP0에서는 UltraWideBand 시스템에서 사용하는 변조방식을 간단하게 줄여서 사용하였다.

아주 간단하게 적용한 Pulse Radio 방식의 변조 신호 - 임베디드 컨트롤러에서 쉽게 만들 수 있으며 노이즈에도 강하다.

- 오픈 표준으로 라이선스가 필요 없으며 자유롭게 ip0의 표준에 맞추어 개발하는 전략을 채택했다.

만약 이런 스택들이 광범위하게 채택되면 아마 할 일이 많을 것으로 생각된다. RFID나 다른 규약들과는 또 다른 용법이 있지 않을까 생각해 보았고 필자의 호기심이 즐거움을 느끼는 곳이기도 하다. 쉬워 보이는(그러나 어려운) 디바이스의 네트워킹이 쉽고 조용한 해결책을 찾을 수 있을지도 모른다.

작은 마이크로프로세서는 복잡하지 않은 형태로 방이나 마루에 숨어서 조용하게 임베디드 시스템의 본래의 역할을 다 할 수 있을 것이며 개발자들은 RFID와 임베디드 컨트롤러를 합쳐 놓은 것 같은 기능의 네트워크도 가능한 이상한 기계들을 힘들이지 않고 개발할 수 있는 날이 올지도 모르겠다.

인터디바이스 네트워킹이 본격적으로 발달하면 어떤 수요가 나타날지는 아무도 모른다. 사물들(Things)이 더 똑똑해 질지도 모른다. 그리고 인터넷 0가 얼마나 성공할 것인가에 대해서도 예상할 수 없다. 그 어느 것도 명확하다고 할 수 없지만 지금까지 그랬듯이 이 화두는 우리의 ‘이전과는 다르게 생각하는 사물’의 탄생을 예고하고 있는 것이 아닐까.@