5. 사물인터넷과 빅데이터, 클라우드, 모바일 및 지능정보기술

출처

강의 자료 : https://cp.kiot.or.kr/main/index.nx

자격검정 - 한국지능형사물인터넷협회

문제 : https://www.kinz.kr/exam/223497

IoT지식능력검정(2020. 11. 15.) - IoT지식능력검정 객관식 필기 기출문제 - 킨즈

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빅데이터

• 사물인터넷의 발달과 더불어 누적된 방대한 기록은 빅데이터로써 삶의 질을 향상시킬 수 있는 계기가 되었다.
• 빅데이터는 Public Cloud, Social Data, 센서들이 생성하는 스트리밍 데이터를 분석하여 짧은 시간에 의사결정을 가능하게 해, 각종 비즈니스 프로세스와 다채널 실시간 마케팅 같이 민감한 프로세스에 중요하게 활용된다.
• 좁은 의미로써의 빅데이터는 기존 방식으로는 수집, 저장, 분석이 어려운 크기의 데이터 집합이다.
• 넓은 의미로써는 관리, 분석을 위한 인력과 조직, 기술까지도 포함한다. 또한 기술 한계로 과거에 무시했던 데이터 분석도 포함한다.
• 빅데이터는 이전에 관리되지 않았던 새로운 데이터를 포함하여 업무를 분석하고, 비즈니스 효율성을 향상시킬 수 있도록 예측 능력을 높였다.

 

 

빅데이터의 3V

• Volume : 크기가 큰 데이터이다. 단순히 크기만이 아니라.
• 데이터의 양이 많아 확장 가능한 방식으로 데이터를 저장하고 분석하는 분산 컴퓨팅 기법이 적용되었다.
• Variety : 빅데이터는 정형 데이터 뿐 아니라 반정형, 비정형 데이터도 포함한다.
• Velocity : 속도는 실시간 처리와 장기적 접근으로 나눌 수 있다.

 

 

빅데이터 분석

• 빅데이터의 분석을 위해서는 다음 인프라가 필요하다.

1. 다양한 시스템에 광범위하게 저장된 데이터에 대한 심층적 분석을 지원해야 한다.
2. 데이터 용량을 확장할 수 있어야 한다.
3. 응답 시간을 단축해야 한다.
4. 분석 모델을 기반으로 의사 결정의 자동화가 이루어져야 한다.
5. 빅데이터와 전통적 엔터프라이즈 데이터를 통합하여 분석할 수 있어야 한다.
6. 빅데이터 분석을 위해 클라우드 컴퓨팅 방식이 확산되었다.
7. 또한 개인의 삶의 모든 것을 기록하는 라이프 로그의 중요성도 커졌다.

 

 

빅데이터 분석 알고리즘

연관규칙 학습

• 특정한 성격을 가진 데이터가 일정한 규칙에 따라 연결되는 다른 성격의 데이터를 찾아내는 방법이다.
• 예를 들어 {분유, 기저귀} => {육아} 라는 연관 규칙으로, 분유와 기저귀를 구매한 소비자는 다른 육아용품도 함께 구매할 가능성이 있다.

 

분류

• 규칙이나 특성으로 기준으로 구분된 데이터에 새로운 데이터가 어느 곳에 속할지 분류하는 작업이다.

 

군집화

• 하나의 큰 데이터 군을 통계적 기법으로 유사성을 분석하여 여러 개의 작은 묶음으로 나누는 방법이다.
• 고객군을 비슷한 특성을 가진 소집단으로 묶어 타겟 마케팅 그룹을 만들려고 할 때 활용하며, 비지도 학습에 속한다.

 

회귀 분석

• 어떤 현상을 구성하는 종속변수 값의 변화가 하나 이상의 독립변수 값을 변화시키는지, 어떻게 변화시키는지 여부를 찾아낸다.
• 소비자 만족도에 큰 기여를 하는 변수를 찾거나, 판매량 예측 등에 사용된다.

 

감정분석

• 자연어에서 글쓴이의 감정을 나타내는 정보를 찾아내 긍정도와 부정도를 분석하는 기법이다.

 

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사물인터넷과 클라우드

 

클라우드

• 인터넷 기반의 자원, 인프라를 제공하는 것으로 인터넷을 통한 요청형 제공방식의 서비스이다.
• 다량의 컴퓨터 자원을 분배 및 가상화하여 제공함으로써, 사용자는 원하는 만큼을 원하는 시기에 인터넷을 통해 제공받을 수 있다.
• 최근에는 모바일 기기의 확산으로 실시간 서비스가 이루어지는 환경에서 많이 도입되고 있다.

 

 

클라우드 주요 기능

분산 컴퓨팅

• 클라우드 컴퓨팅 하드웨어 구성 시 인트라넷 또는 인터넷으로 연결된 다수의 컴퓨팅 자원을 하나로 연결하는 기술.
• 독립적인 파일 시스팀 및 데이터베이스를 단일 시스템으로 인지하고 접근 가능하게 하여 대용량 데이터들에 대한 빠른 처리 속도를 보장한다.

 

가상화

• 넓은 의미로는 컴퓨터 자원에 대한 추상화를 의미한다.
• 클라우드 컴퓨팅의 가상화는 자원 가상화로, 스토리지 볼륨, 네임스페이스, 네트워크 자원 등의 시스템 리소스의 가상화이다.

 

시스템 관리

• 사용자의 가상 컴퓨팅 환경을 프로비저닝하고, 제공된 가상 시스템을 모니터링하며, 자원활용 정도에 따른 동적인 자원 할당 및 스케줄링을 제공한다.
• 또한 주요 시스템 솔루션 마스터를 관리하여 고가용성을 보장한다.

*하이퍼바이저 : 호스트 컴퓨터에서 다수의 운영체제를 동시에 실행하기 위한 가상 플랫폼.

*프로비저닝 : 이용자의 요구에 맞게 클라우드 자원을 실시간으로 할당

 

서비스 플랫폼 서비스

• 사용자들이 클라우드 컴퓨팅 인프라에 고유의 응용 프로그램 혹은 서비스를 구축하기 위한 인터페이스를 제공한다.

 

 

클라우드 서비스

서비스 제공 자원에 따른 구분

IaaS

• 서버, 스토리지 등의 하드웨어 자원을 제공하는 것.

 

PaaS

• SW 개발 플랫폼을 제공하는 것.

 

SaaS

• 소프트웨어를 제공하는 것.

 

 

서비스 대상에 따른 구분

Public Cloud

• 불특정 다수의 사람을 대상으로 하는 서비스

 

Private Cloud

• 기업 및 기관 내부에 제한적으로 제공하는 서비스

 

Hybrid Cloud

• 위의 두 가지를 합친 서비스
• 공유를 원치 않는 일부 데이터 및 서비스는 사설 정책을 설정하고, 중요도가 낮은 것은 공공 정책을 사용한다.

 

 

 

클라우드 서비스 보안위협

• 클라우드 서비스는 자원 활용 효율성 증대 및 할당 간편화를 위해 하이퍼바이저를 사용하고, 모든 자원을 가상화하여 제공한다.
• 이러한 점은 물리적으로는 동일한 자원이어도 논리적으로는 독립된 자원을 제공할 수 있다.
• 하지만 클라우드 서비스는 서비스를 구성하는 요소와 방법에 따라 가상화, 정보 위탁, 자원 공유, 단말기의 다양성이라는 특성이 있고, 이에 보안위협이 발생할 수 있다.

 

 

가상화 취약점

• 가상화란 물리적 자원을 소프트웨어를 활용해 논리적으로 통합 혹은 분배하여 사용하는 기법이다.
• 클라우드 서비스는 가상화 시스템을 사용하기에, 이의 취약점을 상속했다. 따라서 악성코드 감염 서비스 장애 등 신규 취약성에 노출될 가능성이 높다.

 

정보위탁 취약점

• 이용자의 모든 데이터는 클라우드 서비스에 위치한다.
• 이는 내부자 혹은 악의적 이용자에 의해 유출될 가능성이 있다.

 

자원공유 및 집중화에 따른 서비스 장야

• 자원 공유란 사용자 간 가상 자원은 독립적이나 물리적 자원은 공유됨을 의미한다.
• 이로 인해 물리 자원에 장애가 생길 경우 해당 자원을 공유하는 모든 사용자의 서비스가 중단될 수 있다.

 

사용단말 다양화에 따른 정보 유출

• 클라우드는 PC 뿐 아니라 모바일, 스마트 TV 등 다양한 단말에서 접속이 허용된다. 그리고 이로 인해 개별 단말이 갖는 보안위협을 갖게 된다.

 

법규 및 규제의 문제

• 정보의 소유와 관리 주체 분리, 서버의 분산배치 등 다양한 환경적 특성으로 기존 법규와 규제 적용 시 문제가 발생할 수 있다.

 

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사물인터넷과 모바일

 

모바일 시대의 특징

1. 컴퓨팅 성능의 핵심이 운영체제로 옮겨졌다.
2. 스마트폰의 앱이 스마트폰의 가치를 결정지을만큼 중요한 역할을 하며 앱 경제라는 개념이 등장했다.
3. 대용량 데이터 트래픽이 빈번해졌다.

 

 

연결중심의 사물인터넷 시대의 3가지 주요 변화

1. 저용량 데이터를 전송하는 가벼운 연결을 사용한다.
2. 웹 중심의 플랫폼을 주로 사용한다.
3. 웹 기반의 개방형 API를 사용한다.

 

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지능정보기술

1. 인간의 고차원적 정보 처리 활동인 인지, 학습, 추론을 연구하여 구현하는 기술이다.
2. AI의 정의보다 범위가 넓으며, AI와 ICBM(IoT, Cloud, Big Data, Mobile)이 결합된 형태이다.
3. 지능정보기술이 사람에게 주는 편리함이 확대되고 있어, 이러한 현상을 4차 산업혁명이라 한다.

 

 

지능정보기술로 인한 산업 구조 변화

1. 데이터, 지식이 산업의 새로운 경쟁원천으로 부각되었다.
2. 플랫폼 및 생태계 경쟁 중심으로 산업의 경쟁방식이 변화되었다.
3. 승자독식 플랫폼 경쟁과 새로운 성장의 기회가 열렸다.

 

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다음 중 기존의 분석환경과 비교되는 빅데이터 분석 환경의 특징으로 가장 거리가 먼 것은?

1) 비정형의 다양한 데이터
2) 클라우드 컴퓨팅 등 비용 효율적인 장비 활용 가능
3) 통계 중심의 상관 관계분석
4) Fact 중심의 다차원 분석 처리

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다음 중 클라우드 컴퓨팅 하드웨어를 구성함에 있어 인트라넷 또는 인터넷으로 연결된 다수의 컴퓨팅 자원을 하나로 연결하는 기술을 무엇이라 하는가?

1) 분산컴퓨팅
2) 가상화 (Virtualization)
3) 프로비저닝 (Provisioning)
4) 시스템 관리

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클라우드 서비스는 서비스를 구성하는 요소와 방법에 따라 기인하는 여러 가지 보안위협이 발생할 수 있다. 다음 중 클라우드 서비스 핵심 보안 위협 내용으로 가장 거리가 먼 것은?

1) 가상화 취약점 상속
2) 자원 공유 및 집중화에 따른 서비스 장애
3) 단말 다양성에 따른 정보 유출
4) 중앙 집중 처리에 따른 보안 적용의 어려움

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지능정보기술의 국내외 표준화 현황에 대한 내용으로 가장 거리가 먼 것은?

1) 현재까지는 지능정보기술의 국제표준화 작업이 정보 통신 단말기와 서버 또는 네트워크를 통해 상호 제어를 위한 인터페이스 표준으로 진행 중이다.
2) 국제표준기구에서 인공지능과 관련된 윤리규범을 추진하고 있다.
3) 국내에서는 아직 지능정보 관련 표준화 단체가 없으나 자연어, 음성, 영상처리, 지식 추론 등의 기반 소프트웨어와 관련된 워킹그룹과 데이터 워킹그룹 구성을 위한 표준화 활동을 계획하고 있다.
4) 사용자 맞춤형 정보서비스에 대한 표준화 작업과 콘텐츠 검색정보 서비스는 클라우드 환경에서 사용자의 정보검색에 대한 만족감을 충족시키고 있으며, 통신망이 고속화되면서 대용량의 정보검색이 가능해지고 있다.

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사물인터넷 환경에서는 한번에 전송되는 데이터의 양이 적기 때문에 ‘가벼운 연결’이라고 할 수 있다. 가벼운 연결에서 기기의 특징으로 옳지 않은 것은?

1) 컴퓨팅 성능이 높아야 한다.
2) 좁은 대역대의 네트워크만으로 충분하다.
3) 스크린이 없어도 된다.
4) 소량의 데이터만 전송하면 된다.

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사물인터넷 환경의 데이터 트래픽 특징인 '가벼운 연결'에 있어서 디바이스의 특징에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

1) 넓은 대역폭의 네트워크가 필수
2) 저전력, 저비용, 소형의 제한된 자원 환경으로 구성된 디바이스
3) 작은 크기의 센서정보나 단순메시지 전송
4) 1회용 제품에 사용될 수 있을 정도의 저비용 디바이스 구현

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아래 내용에서 각 괄호 안에 들어갈 용어로 가장 적합한 것은?

모바일 시대의 소프트웨어가 (ㄱ) 중심이었다면, 사물인터넷 시대의 소프트웨어는 (ㄴ) 중심이다.

① ㄱ API ㄴ 앱
② ㄱ 앱 ㄴ 애플리케이션
③ ㄱ 운영체제 ㄴ 웹
④ ㄱ 웹 ㄴ 운영체제

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