High Level Architecture (HLA) is the architecture for interoperation of reuse of simulation systems in distributed environment. In HLA, simulation systems called federates are integrated into a federation in single Run-Time Infrastructure (RTI) middleware, which handles HLA standard services. Federates developed in various environments can be interoperated in the federation and reused in several federations.
The interoperation of federations is required in order to combine systems simulated in federations. To combine systems of federations in current HLA environment, a new federation should be constructed with all federates of the federations. In this case, RTI does not restrict the data access of federates even though fed-erates of different groups (originally belong to other federations) does not want to share their security data. In addition, integrating federations may not be possible if they are made in different RTIs. Unlike a single feder-ation, the interoperation of federations provides the data security and makes it possible to interoperate feder-ates developed in different RTIs.
Previous research has used a proxy method to interoperate federations without modifying the RTI. The proxy method uses agent federates which represent behavior of other federations and can be applied without extension of RTI. Due to this characteristic, it can be applied to the general HLA environment, not to special environment constructed for interoperation of federations.
Based on the proxy method, this dissertation proposes a confederation environment to interoperate multiple federation. Federations construct a two？level hierarchical federation that uses proxies to interoperate different levels. The hierarchy is limited to two level to minimize performance loss. In the two-level hierar-chical federation, simulation is performed in the lower level federations and interoperation of them is per-formed in the upper level federation. Object models are defined for interoperation and data security. When making object models of proxies, each federation provides its available data, which does not include security data, to proxies and they can exchange only those data through proxies.
To interoperation works correctly in the proposed architecture, proxies should support all HLA ser-vices. This dissertation classifies the HLA services into five protocol types, proposes the algorithms of the proxy and show how the service protocol works in the two-level hierarchical federations. In addition, the proxy handles the open problems, which may occur in interoperation of federations, and describes how to solve it. The algorithms are verified theoretically, and a case study shows the practical application for the interoperation of federations.
The proposed work extends the interoperability and reusability of HLA. In the proposed environment, federations can be interoperated and reused with data security like federates of HLA. The environment makes it possible to construct a bigger system, which consists of several federations. Federations can be de-veloped in various HLA/RTI environments and share only required data, not including security data, for in-teroperation.
High Level Architecture (HLA)는 분산된 환경에서의 시뮬레이션 시스템들간의 연동과 재사용을 위하여 정의된 구조이다. HLA구조에서 시뮬레이션 시스템들은 HLA 서비스를 제공하는 RTI 미들웨어 상에 페더레이션을 만들고 참여하게 된다. 다양한 환경에서 개발된 시뮬레이션 시스템들은 페더레이션 내에서 연동되고 다른 시뮬레이션을 위하여 다른 페더레이션에 참여할 수 있어 재사용될 수 있다.
페더레이션 연동은 페더레이션들로 구성된 더 큰 시스템을 시뮬레이션 하기 위하여 필요하다. HLA 환경에서 이를 하기 위해서는 기존의 페더레이션들에 참여한 모든 시뮬레이션 시스템들로 구성된 페더레이션을 생성해야만 한다. 이렇게 할 경우, 기존에 다른 페더레이션에 속한 페더레이트들간의 정보 접근성와 관련된 보안 문제가 발생하게 된다. 한 페더레이션 내에서 RTI는 설정된 공유 데이터에 대한 접근을 제약하지 않기 때문에 다른 그룹에 속한(기존에 다른 페더레이션에서 속했던) 페더레이트가 자신의 그룹의 비밀 데이터에 접근하는 것을 막을 수 없다. 또한, 페더레이션들이 다른 RTI 환경에서 개발되었다면 한 페더레이션으로 합치는 것이 불가능할 수도 있다. 따라서, 페더레이션들을 그대로 유지한 채로 연동을 할 필요가 있다.
Proxy 는 연동하고자 하는 페더레이션들에 각각 대리자를 참여시켜 다른 페더레이션들의 동작을 대행하도록 하는 방법이다. 다른 페더레이션 연동 방법과 달리 Proxy 방법은 RTI나 기 개발된 페더레이트의 확장 없이 적용할 수 있어 제한된 환경이 아닌 일반 HLA 환경에 적용할 수 있다는 장점이 있다. 세 개 이상의 페더레이션 연동을 위해서는 다수의 Proxy를 이용하여 계층형 페더레이션을 구성하게 된다.
본 연구에서는 Proxy 기반 페더레이션 연동 환경을 구축하는 것을 목표로 연동 구조와 데이터 모델, 서비스 관리 방법을 연구하였다. 연동 구조는 서비스 전달 지연 시간으로 인한 성능 손실을 최소로 하기 위하여 2레벨로 계층 구조를 제한한 계층형 페더레이션을 사용하였다. 제안된 구조에서 상위 계층은 페더레이션 연동 기능을 수행하고 하위 계층은 실 시뮬레이션이 수행된다. 또한 각 페더레이션들이 다른 페더레이션과 공유하고 싶지 않은 정보를 선택할 수 있도록 객체 모델을 정의하였다. Proxy의 객체 모델을 구성할 때, 다른 페더레이션에서 유효한 정보를 확인하여 해당 데이터의 교환을 가능하도록 하고 보안 데이터를 제외하도록 하여 정보 접근에 대한 보안을 강화하였다.
제안된 구조에서 페더레이션 연동이 정확하게 이루어지기 위해서는 모든 HLA서비스를 중개하도록 지원해야만 한다. 이를 위해 본 연구에서는 HLA 서비스를 5가지 프로토콜로 분류하여 각각에 대한 알고리즘을 제안하고 연동 구조에서의 서비스 프로토콜을 보여주었다. 서비스 관리 방법들은 각 프로토콜 별로 이론적으로 증명되었고 실 시뮬레이션에 적용되는 것을 확인하기 위해서 대공 방어 시스템을 공격측과 방어측으로 나누어 다른 페더레이션으로 구성하고 본 연구를 통해 제안된 환경에서 연동되는 것을 보여주었다.
본 연구에서 제안된 페더레이션 연동 환경은HLA에서 페더레이트 레벨로 제공하던 연동과 재사용성을 확장하여 페더레이션 레벨로 제공한다. 이를 통해 서로 다른 환경의 페더레이션의 연동을 가능하게 하고 다수의 페더레이션으로 구성된 시스템을 시뮬레이션 할 수 있게 되었다. 또한 페더레이션 간의 정보 접근에 대한 보안을 강화하여 다른 페더레이션 간에 원치 않는 정보를 공유하지 않도록 하였다.
