Recently, the RFID technology has become essential for ubiquitous computing. As the deployment of mega SCM (Supply Chain Management) environments starts at the largest companies in the distribution industry, efforts tend to concentrate on a variety of performance improvements for the RFID middleware aiming to give quality of service for large RFID-data transmission. Web services, cornerstone of the RFID networks, require high performance, security and extensibility. Since SOAP (Simple Object Access Protocol) inherits the poor performance of XML, it is not easy for the RFID middleware to support high performance web services. The ALE (Application Level Event) communication interface from the RFID middleware sends a response message. Its serialization, which includes the conversion of common language runtime objects to the XML documents and streams packing of this data into a message buffer, has been proven as the bottleneck for SOAP's poor performance.
In this paper, we propose ALE-TSOAP, based on ALE templates, that provides an increase in the performance of the RFID middleware when generating response messages. We analyze SOAP messages to classify the various ALE template formats, design and implement our ALE templates and finally evaluate the performance of the ALE-TSOAP processing. The use of ALE-TSOAP does not change the SOAP protocol or the ALE communication interface of the RFID middleware. Through our experiments, we observed that our approach obtains up to a 327% performance gain by only using ALE templates for the serialization of SOAP message.
RFID 기술은 유비쿼터스 컴퓨팅환경을 구현하는 핵심기술로서 RF 통신을 통한 식별 기능을 가지는 태그를 활용하여 태그가 부착된 물체에 대해서 식별을 포함한 다양한 물리적 정보를 실시간으로 모니터링 할 수 있게 해주는 기술이다. RFID 미들웨어는 RFID 태그와 인터넷 기반의 네트워크 컴포넌트들을 이용해서 이러한 기능을 가능하게 해주는 소프트웨어로써 초당 수백만 개 이상의 태그 데이터를 처리하게 되기 때문에 미들웨어에서의 데이터 처리 성능이 전체 RFID 시스템의 성능을 결정하는 중요한 요소이다.
산업체를 중심으로 구성된 EPCglobal 에서 정의된 EPC 네트워크에서는 SOAP 프로토콜기반의 ALE(Application Level Event)통신인터페이스를 정의하고 있으며 ALE 인터페이스는 미들웨어서버와 클라이언트(EPCIS)간의 서비스를 지원한다.
EPC 네트워크에서 RFID 미들웨어는 서비스 요청 프로파일에 따라 이벤트 사이클을 정의하고, RFID 리더로부터 주기적으로 수집된 대용량의 RFID 태그 데이터를 실시간으로 필터링과 그룹핑 프로세스를 거쳐 유효한 데이터만을 추출하여 작성한 결과리포트를 서비스를 요청한 클라이언트 또는 클라이언트가 지정한 목적지로 전달된다. 이와 같은 데이터 처리과정은 비슷한 유형의 데이터가 반복적으로 처리된다는 특징을 가진다.
기존의 SOAP 성능에 관한 연구를 살펴보면, SOAP 서비스를 호출하는 과정에서 서비스호출시간의 약 90%를 시리얼라이제이션의 엔코딩과정에서 소비하고 있으며, 특히 SOAP 엔코딩시간은 SOAP 메시지의 크기가 증가할수록 기하급수적으로 증가하는 것으로 나타났다. 이 같은 문제점을 내포하고 있는 SOAP 프로토콜은 서비스의 실행시간에서 RMI 와 CORBA 에 비해 상대적으로 낮은 데이터 프로세싱 성능을 보이기 때문에 RFID 데이터를 효과적으로 처리하기 어렵다.
본 논문에서는 SOAP 프로토콜의 데이터프로세싱에서 많은 시간을 소비하는 시리얼라이제이션 문제를 극복하기위해 RFID 미들웨어의 표준 ALE 통신 인터페이스의 형식을 유지하면서 기존의 완전한 시리얼라이제이션 과정을 피하고자 한다. 즉, Differential Serialization 기술은 SOAP 형식의 응답메시지를 생성하기위해 예상되는 다양한 형식의 ALE 템플릿을 미리 정의하여 호출된 서비스의 종류에 따라 ALE 템플릿들의 집합에서 동적으로 필요한 ALE 템플릿만을 선택하고 이를 조합하여 완전한 메시지를 생성하는 기술이다. RFID 미들웨어에서 SOAP 메시지의 시리얼라이제이션으로 인한 저성능 문제를 해결하기위해 light-weight ALE-TSOAP 을 제안한다. EPC 네트워크에서 ALE-TSOAP 은 ALE 템플릿을 기반으로 SOAP 메시지의 Differential serialization 을 적용한다. ALE 템플릿은 ALE 통신인터페이스의 ECReports 의 WSDL(Web Services Description Language)과 XML 스키마를 이용하여 정의하였으며, 각 ALE 템플릿을 참조하는 ALE-TDM(Template Data Management ) 테이블을 통해 관련 정보를 유지한다. 서비스 요청자의 서비스 프로파일정보(ECSpec)에 따라 필요한 템플릿만을 선택하고 이를 참조하는 ALE-TDM 테이블을 매핑하여 각 템플릿기반의 메시지를 완성하고 이를 조합하여 완전한 SOAP 메시지를 생성하였다.
또한 ALE 템플릿 기반의 ALE-TSOAP 와 SOAP 프로토콜 Codehause XFire 의 응답메시지 생성 시간을 비교하였으며, ALE-TSOAP 을 사용할 때 ALE 서버의 성능 평가 결과 SOAP 프로세서의 성능이 향상 되었음을 확인하였다.
