In recent years, service discovery is one of the major technologies of home networks which head for a pervasive computing environment. However, existing service discovery techniques are difficult to understand of semantics of services, and they only provide exact service matching. To solve these problems, we have designed and developed ontology for semantic service discovery in home network environments. Ontology could enrich the amount of devices and services representations with semantics, which are helpful for discovering services. Our ontology expressed in DAML+OIL, describes device specifications and services that can be provided by various device in the home environments. Using the ontology, our semantic service discovery system can generate various types of service request messages, and reply the most appropriate result out of ontology reasoning process. To determine whether the developed ontology can be applied to service discovery systems, we have implemented a semantic service discovery system by extension of the existing Jini lookup service. We define additional components, such as reasoning engine for ontology reasoning, evaluator for dynamic value evaluation and matching manager for managing whole processes of service discovery. Also, we have evaluated our ontology with associated software environment according to some experiment scenarios, and have proved the usefulness of our ontology-based semantic service discovery system.
컴퓨터의 보급과 인터넷의 확산에 의하여 정보의 전달과 획득이 가정에서도 일상화 되었고, 디지털 가전 및 각종 정보 기기의 개발에 따라 이를 네트워크로 연결하여 이를 가정 안팎에서 제어하고자 하는 홈 네트워킹에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이러한 홈 네트워킹 연구는 최근 이슈화되고 있는 pervasive computing 환경을 지향하고 있으며, 이 중 사용자의 특별한 조작이 없이 서비스를 자동으로 검색해서 찾아주는 서비스 탐색 기법은 홈 네트워킹의 주요 기술 중 하나로 연구되고 있다. 그러나 기존의 서비스 탐색 기법은 몇 가지 제한점을 갖는다. 먼저 서비스에 대한 정보 기술이 기본적인 정보만 기술되기 때문에 서비스의 기능 및 능력에 대해 파악하기가 힘들고, 정의된 개념의 실제 의미(semantic)을 포함하고 있지 않다. 또한 현재의 방법으로는 질의에 정확히 매칭되는 서비스만을 검색할 수 있고, 부정확한 매칭(inexact matching)에 대한 고려가 없다.
본 논문에서는 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 온톨로지를 이용하여 서비스를 기술하고, 서비스를 탐색하는 과정에서 온톨로지로 기술된 내용과 추론엔진을 사용하여 사용자가 원하는 서비스를 검색되게 하였다. 본 논문에서 개발한 온톨로지는 여러 개의 서비스나 서비스와 디바이스의 속성으로 이루어진 서비스 요청 메시지를 받아 최적의 서비스를 검색할 수 있다. 또한 디바이스와 서비스를 정의하고 이들의 매개체 역할을 하는 요소서비스를 정의하여, 서비스가 의미를 포함하여 정의될 수 있도록 하였다. 뿐만 아니라 디바이스에 대한 속성 클래스를 따로 분류하여 정의하고, 요소서비스에 대한 상태변수나 컨트롤 인터페이스를 분류하여 정의함으로써, 디바이스나 서비스가 효율적으로 기술될 수 있도록 하였다.
본 논문에서는 이와 같이 정의된 온톨로지의 유용성을 평가하기 위해 시멘틱 서비스 탐색 시스템을 구현하여 실험하였다. 시멘틱 서비스 탐색 시스템은 기존의 지니 룩업서비스를 확장하여 구현한 것으로, 온톨로지 리즈닝을 위한 리즈닝 엔진(reasoning engine)과 가변적으로 변하는 값들에 대한 실제 계산을 위해 정의한 평가자(evaluator), 그리고 전반적인 시멘틱 서비스 탐색과정을 관리하는 매칭관리자(matching manager)를 추가적으로 정의하였다. 마지막으로 제안된 온톨로지는 온톨로지 평가 툴을 이용하여 구문에러, consistency, circularity 문제가 없음을 확인하였다. 또한, 온톨로지의 완성도를 평가하기 위해 개발한 시멘틱 서비스 탐색 시스템에서 다양한 서비스 요청 메시지에 대한 결과값을 실험하였다. 이에 대한 결과로 본 논문에서 제안된 온톨로지는 모든 가능한 서비스 요청 메시지들에 대한 최적의 서비스를 검색하여 결과값을 리턴하였다. 따라서 본 논문에서 제안된 온톨로지가 다양한 서비스 요청 메시지에 대해 최적의 서비스를 검색하는 완성도를 만족하는 것을 입증하였다.
