Cloud IoT Core 개념

서비스 구조

사용자의 기기에서 Cloud IoT Core로 메시지를 전송하면 Cloud IoT Core에서는 신뢰할 수 있는 사용자인지 확인한 후 메시지를 수신합니다. 메시지는 실시간으로 확인한 후에 즉시 다른 기기로 송신(발행)할 수 있습니다. 또한 Cloud IoT Core의 규칙을 사용하여 사용자가 정의한 조건에 맞는 메시지를 송신할 경우 네이버 클라우드 플랫폼의 Cloud Functions와 같은 코드리스 서비스를 연동하여 사용할 수도 있습니다.

그림1. Cloud IoT Core 서비스 구조

서비스 동작 방식

Cloud IoT Core를 통해 IoT 기기가 동작하는 방식은 다음과 같습니다.

그림2. IoT 기기 동작 방식

IoT 기기에서 수집한 센서 정보를 MQTT 프로토콜을 사용하여 JSON 형식의 데이터로 Cloud IoT Core로 전송합니다. Cloud IoT Core에서 데이터를 실시간으로 처리하고, 연동된 서비스로 데이터를 전달하거나 사용자가 미리 설정한 액션을 실행합니다.

Cloud IoT Core의 서버 구성은 다음과 같습니다.

인증 서버: 사용자의 기기에 설치할 X.509 형식의 인증서를 발급하고 관리하는 역할과 사용자의 기기를 인증하고 보안 통신을 지원하는 역할을 수행합니다.

메시지 서버: MQTT 프로토콜을 지원하며 사용자가 전송한 MQTT 메시지를 받아 실시간 처리 서버로 전달하는 기능을 수행합니다. 메시지는 보안을 위해 사용자별로 구분된 독립적인 영역에서 관리됩니다.

실시간 처리 서버: 전송된 메시지가 사용자가 정의한 동작에 부합하는 메시지인지 실시간으로 검사한 후, 조건에 맞는 메시지인 경우 사용자가 정의한 동작을 수행합니다.

MQTT 프로토콜

Message Queue Telemetry Transport(MQTT) 프로토콜은 성능이 부족한 장비에서도 동작하여 IoT 시스템 구축 시 자주 사용되는 경량형 메시지 프로토콜입니다. 메시지 구조는 메시지를 분류할 수 있는 토픽(Topic)과 데이터를 전송할 수 있는 페이로드(Payload)로 구성됩니다. 사용자는 토픽을 기반으로 메시지를 전송하는 발행(Publish) 기능과 메시지를 수신하는 구독(Subscribe) 동작을 수행합니다. 토픽을 등록하기 위한 별도의 과정은 필요 없으며, 사용자가 임의로 지정한 토픽으로 데이터를 전송할 수 있습니다. 예를 들어, 사용자 A가 mynews라는 토픽으로 메시지 서버에 데이터를 전송하면 mynews 토픽을 구독하고 있는 구독자(Subscriber)는 사용자 A가 전송한 메시지를 수신합니다. mynews/sport, mynews/media, mynews/weather 등과 같이 '/(슬래시)'를 사용하여 계층적 구조의 토픽을 사용하는 것도 가능합니다.

가상 디바이스 미러

가상 디바이스 미러는 클라우드 상에서 IoT 기기를 편리하게 관리하고 작동하기 위한 개념입니다. 가상 디바이스의 미러 기능을 활용하여 가상 디바이스의 상태 정보를 읽어오거나 저장할 수 있습니다. IoT 기기의 데이터를 클라우드에 전송하여 저장을 하려면 별도의 저장공간이 필요합니다. 가상 디바이스 미러를 사용하면 가상 디바이스마다 제공되는 기본 저장 공간에 IoT 메시지를 저장하고 불러올 수 있습니다. 예를 들어 '온도 센서'라는 가상 디바이스를 생성한 후, 온도 센서 디바이스에서 Cloud IoT Core의 온도 센서 가상 디바이스 미러로 MQTT 메시지를 전달하여 데이터를 저장하도록 설정하면 저장된 데이터를 관제 시스템이나 스마트폰의 애플리케이션에서도 확인할 수 있습니다.
또한 네트워크 오류나 전력 불안정으로 IoT 기기의 연결이 종료되더라도 IoT 기기가 다시 연결되었을 때 가상 디바이스 미러에 저장된 데이터를 불러올 수 있으므로 IoT 기기의 마지막 상태 값을 쉽게 복구할 수 있습니다. 예를 들어 전구가 켜진 상태(On)를 가상 디바이스 미러에 저장하면 IoT 기기와 클라우드의 연결이 끊겼다가 다시 연결될 때 가상 디바이스 미러에 마지막으로 저장된 전구의 상태 정보(On)를 불러오게 되면 전구를 켠 상태로 복구할 수 있습니다.

가상 디바이스 미러의 MQTT 전용 토픽

가상 디바이스 미러를 MQTT 메시지로 제어할 경우에는 MQTT 전용 토픽을 사용합니다.

'DefaultMirror' 토픽: 사용자가 별도로 미러 이름을 지정하지 않아도 되는 미러입니다. 네이버 클라우드 플랫폼의 콘솔에서 자동으로 'DefaultMirror'로 표시됩니다. 가상 디바이스당 하나만 생성할 수 있습니다.

발행 토픽: $ncp/device/{가상디바이스이름}/mirror/{액션명}
미러 발행 후 구독해야 할 토픽: $ncp/device/{가상디바이스이름}/mirror/{액션명}/accepted 또는 rejected

이름이 있는 미러 토픽: 'DefaultMirror'를 제외한 모든 가상 디바이스 미러를 의미합니다. 가상 디바이스에 여러 개의 미러를 사용하거나 미러를 특정 이름으로 관리하기 위해 사용합니다. 가상 디바이스 당 최대 10개의 미러를 생성할 수 있으며 각 미러는 독립적으로 작동합니다.

발행 토픽: $ncp/device/{가상디바이스이름}/mirror/name/{미러이름}/{액션명}
미러 발행 후 구독해야 할 토픽: $ncp/device/{가상디바이스이름}/mirror/name/{미러이름}/{액션명}/accepted 또는 rejected
액션명: get(내용 확인), update(생성 및 업데이트), delete(삭제)

참고

가상 디바이스 미러 전용 토픽이 아닌 경우, 일반적인 MQTT 메시지로 작동하며 미러 기능으로 동작하지 않습니다. 이 가이드에서는 DefaultMirror 토픽 기준으로 설명합니다.