원활한 웹서버의 성능유지를 위하여, HTTP 트래픽의 특성에 대한 분석과 웹서버의 적절한 튜닝이 요구되고 있지만 이에 대한 연구는 아직 미진한 상태이다. 특히, 현재 대부분의 어플리케이션이 HTTP 1.1에 기반하여 구현되고 있음에도 불구하고, 대부분의 연구들이 HTTP 1.0에 기반하여 성능 분석이 이루어진 반면 HTTP 1.1에 대한 모델링과 성능분석은 거의 이루어지지 못하였다. 따라서, 본 논문에서는 지속연결을 지원하는 HTTP 1.1 프로토콜을 기반으로 하여 서버내의 세부 하드웨어 특성 등을 고려하여, 웹서버가 사용자의 요청을 받아들이면서부터 서비스를 마칠 때까지의 과정을 Tandem 네트워크 큐잉 모델을 사용하여 해석적인 웹서버 모델을 제안한다.
네트워크 연결을 위한 고속 스위치는 계속해서 발달하여 왔으며, 스위치가 필요한 성능을 내는가를 여러 조건으로 분석하는 것은 중요한 일이다. 하지만, 복잡한 구조를 가진 시스템을 모델링하여 그 성능을 측정하는 것은 쉬운 일이 아니다. 큐잉이론을 이용한 모델링은 큰 상태 공간을 고려해야 됨은 물론이고 성능평가에 있어서도 복잡한 계산과정을 수행해야 하지만, SAN(Stochastic Activity Networks)에 의한 모델링과 성능평가는 그에 비해 간단하다는 장점이 있다. 본 논문의 목적은 출력포트에 큐를 갖는 고속 ATM 스위치를 확장된 SPN(Stochastic Petri Net)인 SAN을 이용해 모델링하고, 셀 도착 과정은 실제 트래픽과 유사한 특징을 가지고 있는 MMPP(Markov Modulated Poisson Process)로 모델링하여 그 성능을 평가하는데 있다. MMPP 모델을 이용한 버스티 트래픽을 고겨한 성능측정과 아울러 SAN의 장점을 이용한 확장이 용이한 스위치 모델을 보이고자 한다. 제한된 버퍼 크기를 갖는 출력 큐잉 ATM 스위치에 도착하은 셀은 포아송 도착 과정에서는 정확히 표현할 수 없는 버스티 특징을 표현할 수 있어 좀더 실제 트래픽에 가까운 MMPP로 모델링한다. SAN 모델은 UltraSAN 소프트웨어 패키지를 이용해 대기행렬의크기, 지연시간 그리고 셀 손실률에 대한 성능을 측정한다.
본 연구에서는 두개 이상의 프로세서로 구성된 컴퓨터 시스템을 순환 형태의 모델 로 가정하여 우선순위를 고려한 BCMP 큐잉 네트워크 이론을 적용하여 성능 분석을 하였다. 터미날, 프로세서, I/O장치 등을 포함하는 컴퓨터 시스템에서 멀티프로그래밍 레벨을 최적화 하여 최대 처리율을 구하여 이 상태에서 성능을 비교하였고, 이러한 상태 에서 최적의 서버 수와 터미날의 수를 구하여, 두개 이상의 프로세서로 구성된 멀티프로 세싱 시스템의 상태와 m 개의 멀티프로그래밍 레벨을 동시에 가지고 있는 시스템을 각 서버에 우선순위를 고려하여 분석하였다. 각각의 서버를 터미날, 프로세서, I/O 장치 등의 특성에 맞는 서버의 형태를 적용하고, 각 서버가 갖는 서비스 확률 분포에 따라 분석하였다. 우선순위를 고려하여 컴퓨터 시스템을 모델링 하여 최적의 상태를 제시하여 성능 분석을 해서 부하가 많은 상태에서 컴퓨터의 효율을 높이고자 하였다.
최근에 제안된 TCP Vegas는 네트워크의 상황을 예측하고, 상황에 맞는 전송율의 변화를 통해 흐름제어와 혼잡제어를 함으로써 기존의 TCP Reno에 비해 많은 성능향상을 이루었다. 그러나 TCP Vegas는 네트워크에 대한 모델이 없기 때문에 네트워크의 가용대역폭을 충분히 활용할 정확한 전송율을 계산하지 못하고, 제한된 윈도우의 변화만을 적용시킴으로 인해, 급변하는 가용 대역폭의 변화에 적응을 하지 못하고 손실이 발생할 가능성이 여전히 존재한다. 본 논문에서는 이러한 단점을 극복하고자 TCP의 단대단 연결을 큐잉 시스템으로 모델링하여 적절한 전송율을 결정함으로써, 안정되고 빠르게 가용 대역폭에 수렴하는 알고리듬을 제안한다. 시뮬레이션을 통한 TCP Vegas와의 성능 비교 결과는 제안된 알고리듬이 가용 대역폭이 급변하는 네트워크 환경에서 TCP Vegas 보다 안정적이고 빠르게 반응하기 때문에 외부 트래픽의 변화에 더 잘 적응하고 처리율을 향상시키는 결과를 보여준다.
웹서버가 처리하는 웹 트래픽 양이 폭발적으로 증가하고, 다양한 형태의 웹 서비스에 대한 웹서버의 성능 개선이 요구되고 있다. 이를 위해, HTTP 트래픽의 특성에 대한 분석과 웹서버의 적절한 튜닝이 요구되고 있지만 이에 대한 연구는 아직 미진한 상태이다. 특히, 현재 대부분의 어플리케이션이 HTTP 1.0에 기반하여 구현되고 있음에도 불구하고, 대부분의 연구들이 HTP 1.0에 기반하여 성능 분석이 이루어진 반면 HTTP 1.1에 대한 모델링과 성능분석은 거의 이루어지지 못하였다. 따라서, 본 논문에서는 Persistent connection을 지원하는 HTTP 1.1 프로토콜을 기반으로 하여 서버내의 세부 하드웨어 특성 등을 고려하여, 웹서버가 사용자의 요청을 받아들이면서부터 서비스를 마칠 때까지의 과정을 Tandem 네트워크 큐잉 모델을 사용하여 해석적인 웹서버 모델을 제안한다. 그리고, HTTP 1.0에 대한 HTTP 1.1의 개선된 점과 과부하 하에서의 문제점 등을 분석하고, 웹 서버에 요청하는 파일크기, 파일전송 사이의 OFF 시간, 요청빈도, 요청시간에 대한 지역성과 같은 HTTP 트래픽에 대한 특성을 분석한다. 제안된 모델은 실제 웹서버에서 웹 서비스 요청율의 변화에 따른 서버의 처리량에 대한 비교를 통해 검증하였다. 또, HTTP 1.1 기반의 웹서버에 있어서, TCP 요청 대기큐 크기와 HTTP 쓰레드의 개수 및 네트워크 버퍼 크기와의 상관 관계에 따른 웹서버의 성능분석을 하였다.
본 논문은 ARS 암호프로세서의 성능분석모델을 제안하였다. 제안된 모델은 M/M/1 큐잉 모델을 기반으로 포아송 분포를 트래픽 입력으로 가정하였다. 모델을 이용한 성능분석결과 1kbyte 패킷입력에서 ARS 암호화 10라운드를 1클록에 처리하게끔 설계된 파이프라인 구조가 10클록에 처리되는 비-파이프라인 구조에 비하여 $4.0\%$ 정도의 성능향상만을 확인하였다. FPGA상에서 AES 암호프로세서를 구현한 결과 파이프라인 구조는 비-파이프라인 구조와 비교하여 게이트 수는 3.5배 크게 소요되었으나 성능은 $3.5\%$의 증가만을 나타내었다. 제안된 모델은 네트워크 컴퓨터에 사용될 AES 암호프로세서 설계 시, 최적의 가격대성능비를 갖는 구조를 제시할 수 있을 것으로 기대된다.
In this paper, queuing networks with open chains are considerd to analyze the performance of packet switching networks. Networks are classified into backbone and local access networks. Networks for performance analysis are distributed to twelve regions and DNS is the backbone. Analysis was conducted using the real values from the input to existing networks and mathematical estimation values. As the result of analysis, the mean of end-to-and delay for each chain was presented. Except special regions, we found that there was a little difference between real values and mathematical estimation values. However, there could be a performance problem in total networks due to the increase of communication volumes in each region. So we proposed some solutions to this problem.
최근 스마트폰 사용이 확산은 모바일 컴퓨팅의 성장을 이끌고 있다. 그러나, 배터리 구동 장치의 근복적인 특성 및 무선 네트워크의 제약으로 인하여 스마트폰을 통한 모바일 컴퓨팅을 실현하는데는 여러가지 장애물이 있다. 본 연구에서는 Use case 및 스마트 폰 구성요소 관점에서 스마트폰 전력소모를 분석한다. 일반적으로 스마트폰은 다양한 컴포넌트로 구성되는데. 우리는 이러한 구성요소에서 발생하는 전원 손실을 분석하고, 다양한 Use Case 와 배터리 수명을 분석하기 위한 큐잉 모델(Queueing Model)을 개발하고 스마트폰 전력소모를 분석한 결과를 제시한다.
본 논문에서는 TCP 연결 및 TFRC 연결이 하나의 병목 링크를 공유하는 네트워크에서 패킷 전송시 에러가 발생하는 경우 TCP 및 TFRC의 정상상태 동작을 해석한다. 먼저 네트워크를 TCP 연결 및 TFRC 연결이 공존하는 이산시간 시스템으로 모델화한다. 두 번째 패킷 손실이 있다는 가정 하에 송신측과 수신측 사이의 패킷의 평균 라운드 트립 시간을 계산한다. 그리고 제시한 네트워크 모델을 이용하여 정상상태의 TCP 연결 및 TFRC 연결의 스루풋, RED 라우터의 평균 큐 길이를 계산한다. 계산결과 TCP 및 TFRC 연결의 스루풋은 송신측의 윈도우 개수가 증가할수록, 전송용량이 높을수록 급격히 감소하지만 송신측 윈도우 개수가 일정 수준을 넘어가면 완만하게 감소하고 있다. RED 라우터의 평균 큐 길이는 전송속도가 저속이면 완만하게 증가하고 있으나 전송속도가 빨라지면 급격하게 증가하고 있다.
본 논문은 우회경로를 적용하는 JET 스위칭 방식의 광 버스트 스위치 네트워크에서 클래스간 비율적 서비스 차별화 방안을 제안한다. 제안하는 방식은 동적파장할당, 선취권, 그리고 우회경로 방식을 적용한다. 동적파장할당은 주기적인 측정을 통해 클래스간 손실 비율의 조정이 요구되는 경우에 높은 클래스에 할당된 파장의 수를 동적으로 증가시킴으로서 높은 클래스의 손실률도 낮추면서 동시에 상대적 손실 비율도 유지한다. 가용한 파장이 모두 사용된 경우에는 낮은 클래스의 트래픽이 사용하던 파장을 높은 클래스의 트래픽에 이양하는 선취권 방식을 적용한다. 동시에 우회경로를 적용하여 높은 클래스나 낮은 클래스의 손실률을 낮춘다. 제안된 방식에 대한 큐잉 기반의 분석 모델이 도출되고, 도출된 모델을 기반으로 성능분석을 수행하여 제안모델이 비율적 서비스 차별화를 제공함을 입증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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