무선 환경에서 높은 대역폭에 대한 요구가 날로 증가함에 따라 무선 ATM 기술을 활용한 기법들이 새로 개발되기 시작하였다. 이 논문에서는 무선 ATM 상에서 인터넷 사용자들에게 이동성을 제공하기 위한 방안을 제안한다. IETF나 ATM 포럼에서 개발되었던 기법들이 결합되어 Mobile IP over ATM 이나 IP over WATM 같이 운용된다면 여러 가지 단점들, 예를 들어 기능의 중복, 자원의 낭비들을 야기할 수 있다. 이 논문에서는 이동성을 지원할 수 있도록 NHRP 표준을 확장하여 기존 기법들의 단순한 결합으로 인해 발생하는 문제점을 개선하였다. 제안된 기법의 성능을 분석하기 위해 ATM 영역과 IP 영역이 혼용된 망에서 두 영역이 서로 같을 때와 다를 때를 구별하여 이동 단말의 이동에 따른 평균 추적 비용과 평균 파악 비용 그리고 평균 종합 비용을 계산하였다.

최근 들어 이동 사용자의 폭발적 증가로 인해 이동 통신 시스템에서 위치 관리가 중요해지고 있다. 현재 이동 통신 시스템에서 사용중인 위치 관리 기법은 위치 영역 개념을 사용하며, 이동 노드는 새로운 위치 영역으로 이동할 때마다 위치 갱신을 수행한다 그러나, 이 기법은 이동률이 호 도착률보다 높은 사용자에 대해서는 불필요한 위치 갱신을 피할 수 없으며 상당한 위치 관리비용을 초래한다. 이러한 단점을 극복하기 위해서, 본 논문에서는 서비스 영역을 두 개의 집합으로 분할한다. 하나는 이동 사용자들 이 고속으로 이동하는 영역들의 집합이며 나머지 하나는 저속으로 이동하는 영역들의 집합이다. 이들 두개의 집합을 구성한 후, 본 논문에서는 각 영역 집합에 대해서 서로 다른 위치 추적 기법을 적용한다. 일반적으로, 고속으로 이동하는 대다수 노드는 낮은 CMR을 가지며 목적지에 도착할 때까지 일정한 이동 방향성을 갖는다. 노드의 이러한 특성을 이용하여, 사용자가 이동할 다음 위치를 시스템은 미리 예측할 수 있다. 노드가 시스템에서 예측한 위치 영역으로 이동한 경우에는 위치 갱신을 수행하지 않도록 함으로써 위치 관리에 소요되는 비용을 감소시킬 수 있다. 제안 기법의 성능을 분석하기 위해 마코프 모델이 사용되었다. 이 모델을 통해서, 본 논문에서는 제안기법을 IS-41과 TLA의 두 가지 기법과 성능을 비교한다. 성능 분석 결과는 이동 노드의 CMR이 낮을수록 그리고 이동 통신 시스템에서 예측한 특정 위치 영역으로 이동 노드가 이동할 확률이 높을수록 제안기법의 전체적인 위치 관리비용은 감소됨을 보여주었다. 또한, HLR과 VLR간의 통신비용이 높을수록 두 기법들보다 성능이 우수하였다.

이동노드에게 지속적인 통신서비스를 제공하기 위해서는 핸드오프 시 발생하는 패킷손실을 최소화하는 것이 매우 중요하다. 핸드오프가 발생했을 때 패킷손실과 이에 따른 TCP 성능 저하를 일으킬 수 있는 요인이 여러 가지가 있는데 그 중 하나가 이동해 간 노드에 의한 무선 셀에서의 혼잡발생이다. 이와 같은 혼잡은 이동하는 노드뿐만 아니라 이동해 간 셀에서 기존에 통신하고 있던 다른 이동노드들의 통신 성능에도 영향을 미친다. 이에 본 논문에서는 계층적 FA(Foreign Agent) 트리 구조를 기반으로 하는 무선 네트워크 도메인 환경에서 노드의 이동으로 인한 무선 셀에서의 혼잡 발생을 피하는 새로운 핸드오프 방안을 제안하고 이를‘패킷잠금제어’라 부르기로 한다. 패킷잠금제어에서는 노드 이동에 따라 트래픽 버스트가 새로운 셀로 한꺼번에 진입하는 것을 막기 위해 무선 네트워크 도메인에서 패킷 전달 경로에 해당하는 계층적 트리 브랜치 상의 FA들이 이동한 노드의 패킷들을 버퍼링 하면서 점진적으로 새로운 셀로 전달하는 패킷의 수를 늘려 가도록 한다. 시뮬레이션 결과, 이동노드가 가용대역폭이 상이한 셀간에 이동 해 나갈 때 제안하는 패킷잠금제어가 기존의 지역적 등록보다 패킷 손실이 낮음을 보일 뿐 아니라 노드가 이동한 셀에서 이미 통신하고 있던 다른 이동노드들의 TCP 처리율도 향상시킴을 볼 수 있었다.

RFC2766에 정의된 NAT-PT(Network Address Translation-Protocol Translation)는 IPv6 디바이스들이 IPv4 디바이스들과 서로 통신할 수 있도록 제공된 IPv4/IPv6 변환 메커니즘이다. 그러나 NAT-PT는 IPSec의 주요 목적인 종단간 보안을 제공하기 못하는 제약을 가지고 있으므로 기밀성, 인증, 무결성과 같은 보안 서비스를 제공하지 못한다. 이 논문에서는 IPSec 보안 서비스를 제공하기 위한 SNAT-PT(Secure NAT-PT)와 이를 기반으로 동작하는 보안 호스트 구조를 제안한다. 그리고 제안된 구조에서 종단간 IPSec 프로토콜이 동작함을 보이기 위하여 더미(dummy) IP헤더를 이용한 터널링 기법을 제시한다.

인터넷이 널리 사용되면서 이동 에이전트와 관련된 기술들은 지속적인 관심과 연구의 대상이 되고 있다. 이동 에이전트는 분산 정보 검색, 네트워크 시스템 관리, 분산 시스템 관리, 전자 상거래 분야에서 기존의 통신 패러다임보다 우수한 성능을 나타낸다. 이런 우수한 성능에도 불구하고 이동 에이전트가 상업적으로 널리 사용되지 않는 이유는 이동 에이전트가 갖는 보안 취약성 때문이다. 최근 이동 에이전트의 보안에 대한 연구가 활발히 진행되고 있지만 대부분 보안성을 높이기 위해 복잡한 연산이나 규약을 사용함으로써 성능 저하를 유발하였다. 따라서 본 논문에서는 상호 신뢰하는 이동 에이전트 시스템을 신뢰 도메인(Trusted Domain)으로 관리하고, 보안 서비스를 제공하며, 지역성을 고려한 여행을 안내하는 역할을 수행하는 TDGM(Trusted Domain 8f Guide Manager)을 이용한 이동 에이전트 보안 모델을 제안하고, 그 성능을 평가하였다. 제안한 모델은 이동 에이전트를 이용한 대규모 분산 검색 환경에서 높은 보안성을 제공하면서도 성능 저하를 최소화하는 것을 살펴볼 수 있다.

본 논문에서는 NGN(Next Generation Network)을 고려하여 IPv6와 차별화된 호 처리 기법을 지원하는 SIP(Session Initiation Protocol) 프로토콜을 설계하고 구현하였다. NGN에서 다양한 응용 서비스들은 SIP를 통하여 호를 설정한다. 따라서, 소프트스위치(Softswitch) 및 SIP 서버는 호를 처리 할 때 팩스(Fax), 망 관리(Network Management), 홈 네트워킹(Home Networking)과 같이 호 설정 시간에 아주 민감한 서비스에 우선순위를 부여할 수 있어야 한다. 또한, ALL-IP를 고려하여 IPv6를 지원하여야 한다. 이러한 문제들을 해결하기 위해, 본 논문에서는 차별화된 호 처리 기법을 제안하였다. 차별화된 호 처리 기법은 우선순위에 따라 세 단계의 서비스품질을 사용하여, 호 처리에 대한 차별화 정책을 지원한다. 또한, 본 논문에서 정의된 서비스품질은 IPv6 헤더의 Flow Label 필드를 통하여 값을 설정한다. 성능분석 결과, SIP 서버 내에서 호가 처리 될 때 높은 우선순위를 가지는 호에 대한 처리율이 현저히 빠르게 나타났다. 이러한 결과는 NGN에서 호 설정 시간에 민감한 응용 서비스에 적용 할 경우, 호 설정 시간을 줄임으로서 응용 서비스의 성능을 향상시킬 수 있음을 증명한다.

애드혹 네트워크 상의 노드들이 서로의 분산된 데이타를 주고받는 P2P 응용은 멀티 홈 무선 통신의 오버헤드로 인하여 효율성이 떨어진다. 이것을 극복하기 위해서 본 논문은 이웃 캐싱(neighbor caching) 기법을 제안하고, 이 방법이 노드들의 독립적인 캐싱 방법보다 효율적이라는 것을 보이고 있다. 이웃 캐싱 기법은 쉬고 있는 이웃 노드의 저장 공간을 잠시 빌려 씀으로써 캐싱 공간을 확대하고 먼 거리에서 데이타를 가져오는 멀티 홉 무선 통신의 단점을 극복하는 방법이다. 모의 실험의 결과에 따르면 이웃 캐싱은 망의 크기가 커질 때, 노드들의 쉬는 시간이 길 때, 그리고 노드들의 캐시 크기가 작을 때 좋은 성능을 나타낸다. 이와 함께 본 논문에서는 이웃 캐싱을 할 때 로드들 중에서 최적의 이웃 노드를 선별해 내는 우선순위에 근거한 예측기법(ranking based prediction)을 제안하였다. 우선순위에 근거한 예측 기법을 통해 데이타가 가장 오랫동안 보관될 가능성이 높은 이웃 노드를 선별해내고 우선순위가 낮은 데이타를 이웃 캐싱 하지 않을 수 있어서 이웃 캐싱의 효율성을 높일 수 있다. 모의 실험을 통해 이 방법이 노드들의 상황에 따라 이웃 캐싱의 횟수를 적절히 조절하여 성능향상을 가져올 뿐만 아니라 노드들이 분주한 상황에서도 이웃 캐싱이 유연하게 동작하도록 하는 것을 알 수 있다.

본 논문은 가변 패킷을 사용하는 일반적인 망에서 실시간 세션이 이종의 여러 스케줄러들을 통과할 때 네트워크가 보장하는 지연의 한계를 추출하는 범용 도구를 제안한다. 이 도구는 이질적인 각 스케줄러를 동질적인 서비스 곡선 서버로 특성화한다. 우리는 서비스 곡선 서버가 LR 서버보다 엄격히 큰 범주의 스케줄러들을 특성화할 수 있음을 보인다 즉, 모든 LR 서버는 서비스 곡선 서버로 특성화할 수 있고, 또한 RC-EDF와 SC 알고리즘조차도 서비스 곡선 서버로 정확히 특성화할 수 있음을 보인다. 이와 같이 서비스 곡선 서버는 LR 서버에 비해서 범용성 관점에서 큰 장점이 있으면서도 분석 결과가 정확하다. 우리는 LR 서버들로 분석할 수 있는 네트워크의 경우도 서비스 곡선 서버로 분석했을 때, 두 경우 모두 동일한 지연의 한계를 추출함을 수학적으로 증명한다.

클러스터와 같은 네트워크 컴퓨팅 환경에서는 신속하고 신뢰성이 보장되는 데이타 전송이 요구된다. 일반적으로 신뢰성을 보장하기 위해서 사용되는 전송 프로토콜은 TCP이다. TCP는 신뢰성을 보장하기 위해서 혼잡 제어, 흐름 제어, 재전송 둥을 수행한다. 본 논문은 클러스터의 하부 네트워크로서 많이 사용되는 Myrinet을 분석한 결과, 네트워크 혼잡으로 인한 패킷 손실이 Myrinet에서는 발생하지 않음을 새롭게 보인다. 또한 Myrinet에서는 패킷의 순서 뒤바뀜과 손실이 발생하지 않음을 확인한다. 따라서 TCP의 혼잡 제어, 패킷 순서화, 재전송 등과 같은 신뢰성을 위한 기법들은 불필요한 오버헤드를 발생시킨다. 본 논문은 Myrinet에서 신뢰성을 보장하기 위한 최소한의 기능이 흐름 제어임을 보이고, TCP보다 오버헤드가 적은 UDP에 흐름 제어만을 구현한 RUM(Reliable UDP on Myrinet)을 제안한다. 성능 측정결과, RUM은 신뢰성을 보장함과 동시에, TCP보다 최대 45% 높은 처리량을 보이며 UDP와 비슷한 낮은 단방향 지연시간을 가짐을 알 수 있다.

혼잡 제어는 에러 제어와 함께 신뢰적 멀티캐스트의 핵심적인 기능이다. MTCP나 TRAMCC와 같은 기존의 트리 기반의 혼잡 제어 기법은 일대다 신뢰적 멀티캐스트를 위하여 설계되어 다대다 신뢰적 멀티캐스트에 적용할 경우 몇몇 문제점들이 나타난다. 본 논문에서는 트리 기반의 다대다 신뢰적 멀티캐스트 프로토콜을 위한 효율적인 혼잡 제어 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 혼잡 윈도우 기법을 기반으로 하며 전송률 제어기를 추가적으로 사용한다. 수신자들의 처리 부담을 최소화하기 위하여 추가적인 피드백 없이 에러 복구를 위한 피드백을 혼잡 제어를 위하여 이용하며, 동적으로 네트워크의 상태의 변화를 반영하는 ACK 타이머와 NACK 타이머 및 빠른 전송률 복구 기법 등을 통하여, 세션 내의 흐름들 간의 공평성을 제공한다. 네트워크 시뮬레이터를 사용해서 제안하는 기법이 세션 내의 흐름 간 공평성에 있어서 기존의 TRAMCC보다 효과적인 것을 보였으며, TCP-친화성, 응답성, 확장성에 있어서 만족할 만한 성능을 보임을 확인하였다. 그리고, 신뢰적 멀티캐스트 프로토콜인 GAM에 통합 구현하여 실험실 내 시험 네트워크 상에서 실험을 수행하였다.

본 논문은 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 망에서 서비스 품질에 따른 제약조건을 고려하였을 때 장애 복구에 적용될 수 있도록 개선된 p-cycle(preconfigured protection cycle) 기법을 제안한다. 기존의 p-cycle에서는 양방향으로 동일한 대역폭을 가지는 연결만을 고려하기 때문에 단방향 멀티캐스팅이나 양방향으로 서로 다른 대역폭을 사용하는 경우에는 적용하기 어려운 문제점이 있다. 또한 대체 경로의 서비스 품질은 고려하지 않으므로 장애 발생 시 대체 경로에서 서비스 품질을 만족시킬 수 없을 수 있다는 문제점이 있다. 본 논문에서는 단방향 멀티캐스팅이나 양방향 비대칭 대역폭을 사용하는 광대역 멀티미디어 통신에서 사용되는 단방향 연결의 장애복구를 효율적으로 구현할 수 있도록 P-cycle 기법을 개선하였다. 또한 장애복구를 위한 대체 경로의 P-Cycle에서 서비스 품질을 보장할 수 있도록 하기 위해서 P-cycle 선정을 위한 새로운 절차를 제안한다. 단방향 연결 개념을 사용한 P-cycle을 적용함으로서 비대칭적인 대역폭을 사용하는 통신환경에서 장애 복구를 위해 요구되는 대역폭을 줄일 수 있었으며, 제안된 p-cycle 선정 절차에 의해 구성된 대체 경로가 서비스 품질을 보장할 수 있는지의 여부를 시험하기 위해서 미국 시험망에 적용하고 그 결과를 분석하였다.