KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제11권2호
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pp.1070-1088
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2017
Recently, the applications of Internet of Things (IoTs) are growing rapidly. Wireless Sensor Network (WSN) becomes an emerging technology to provide the low power wireless connectivity for IoTs. The IPv6 over low-power wireless personal area networks (6LoWPAN) has been proposed by IETF, which gives each WSN device an IPv6 address to connect with the Internet. The transmission congestion in IoTs could be a problem when a large numbers of sensors are deployed in the field. Therefore, it is important to consider whether the WSN devices have be completely integrated into the Internet with proper quality of service (QoS) requirements. The Software Defined Network (SDN) is a new architecture of network decoupling the data and control planes, and using the logical centralized control to manage the forwarding issues in large-scale networks. In this research, the SDN-based 6LoWPAN Border Router (6LBR) is proposed to integrate the transmission from WSNs to Internet. The proposed SDN-based 6LBR communicating between WSNs and the Internet will bring forward the requirements of end-to-end QoS with bandwidth guarantee. Based on our experimental results, we have observed that the selected 6LoWPAN traffic flows achieve lower packet loss rate in the Internet. Therefore, the 6LoWPAN traffic flows classified by SDN-based 6LBR can be reserved for the required bandwidth in the Internet to meet the QoS requirements.
종합 서비스망에서, 트랙픽을 발생시키는 각각의 플로우에 대하여 QoS(Quality of Service)를 적절하게 제공하기위해서는 호스트와 라우터에 자원 예약뿐만 아니라 효율적인 트랙픽 스케쥴링이 채택되어야 한다. 본 논문에서는 가상시간이 선형적으로 증가하는 새로운 페어 큐잉 알고리즘에 제안한다. 본 논문에서 제안된 알고리즘은 각 플로우에 대하여 기존의 SCFQ(Self-Clocked Fair Queneing) 알고리즘과 유사한 구현 복잡성을 갖으면서 더 감소된 최대 지연와 평균 지연시간을 제공하고 공평성 측면에서도 개선됨을 보여준다. 또한 자신에게 할당된 대역폭보다 더 많은 트랙픽을 발생시키는 플로우에 의해 다른 플로우는 영향을 받지 않도록하는 독립성 특성 또한 SCFQ보다 더 좋은 성능을 보인다. 본 논문에서는 제안된 알고리즘에 대한 공평성을 증명했고, 최대지연과 평균지연시간에 대한 시뮬레이션 결과를 나타냈다.
주문형 비디오 시스템에서 가변 비트율로 압축된 데이타들은 압축 대상이 되는 데이타의 내용 변화와 압축 기법의 특성으로 인해 단위 시간 당 처리해야 할 데이타 크기가 일정하지 않다. 그러나, 대부분의 주문형 비디오 서버들은 가변 비트율로 압축된 데이타를 실시간에 처리하기 위해 가변 데이타 크기의 최대값으로 시스템 자원을 예약하기 때문에 자원의 활용률이 떨어진다. 본 논문에서는 주문형 비디오 서버에서 시스템 자원의 활용률을 향상시켜 더 많은 사용자를 수용할 수 있는 버퍼 관리 기법을 제안한다. 제안된 버퍼 관리 기법은 데이타에 대한 캐슁 기법과 함께 가변 비트율로 압축된 데이타를 예약할 때 선반입 기법을 적용함으로써 비디오 데이타의 가변성을 줄이고 디스크 대역폭과 서버 버퍼에 대한 활용률을 극대화하였다. 본 논문에서 제안한 버퍼 관리 기법의 효율성은 모의 실험을 통해 확인하였다.
Network-based real-time multimedia applications require guaranteed performances of communication service. Also according to increased bandwidth and processing performance in the future high speed networks, it is possible to make multimedia real-time applications such as distributed real-time applications including video conference, medical imaging, and video education. These applications have characteristics of stringent performance requirements in terms of delay, delay jitter and maximum loss rate. This paper proposes a new delay control for Broadband networks with FCFS queueing. The delay control provides an alternative solution to a current problem in real-time communication; traffic distortion, which makes it difficult to meet such real-time requirements. In simulations, it shows that the proposed delay control can guarantee local and end-to-end delay.
It is essential to guarantee a handoff dropping probability below a predetermined threshold for wireless mobile networks. Previous studies have proposed admission control policies for integrated voice/data traffic in wireless mobile networks. However, since QoS has been considered only in terms of CDP (Call Dropping Probability), the result has been a serious CBP (Call Blocking Probability) unfairness problem between voice and data traffic. In this paper, we suggest a new admission control policy that treats integrated voice and data traffic fairly while maintaining the CDP constraint. For underprivileged data traffic, which requires more bandwidth units than voice traffic, the packet is placed in a queue when there are no available resources in the base station, instead of being immediately rejected. Furthermore, we have adapted the biased coin method concept to adjust unfairness in terms of CBP. We analyzed the system model of a cell using both a two-dimensional continuous-time Markov chain and the Gauss-Seidel method. Numerical results demonstrate that our CAC (Call Admission Control) scheme successfully achieves CBP fairness for voice and data traffic.
인터넷 망은 대역폭이 일정치 않기 때문에 대용량 콘텐츠의 전송 QoS를 보장하기 어렵다. 현재 QoS를 보장하기 위해 사용되는 보편적인 방법은 콘텐츠 전송 네트워크인 CDN(Content Delivery Network)을 사용하는 방법이다. 본 논문에서는 기존 CDN에 적용할 수 있는 메타데이터를 이용한 콘텐츠 배포 및 관리(CDM: Content Distribution and Management using Metadata) 시스템을 제안한다. CDM 시스템은 전송률을 높이기 위하여 파일 단위로 전송되는 기존 방법 대신 병렬 전송이 가능한 세그먼트 단위 전송 방법을 지원한다. 또한, 사용자가 요구하는 내용의 콘텐츠를 우선 배포하기 위한 내용 기반 검색을 통한 배포방법을 지원한다.
본 논문은 CDMA/TDD 시스템에서, 높은 전송률과 일정한 QoS를 갖는 실시간 클래스의 무선 자원 할당에 대한 방법론을 제시한다. 실시간 클래스와 비실시간 클래스를 제어하기 위하여, 예약 액세스 기법과 우선 순위 기법이 각각 제안된다. 또한 각 셀 링크간 간섭에 의한 성능 감소를 예방하기 위하여 슬롯 할당 기법을 제안한다. 제시된 방안들을 통하여 실시간 클래스의 연속성을 보장하고 비실시간 가입자를 최대로 수용할 수 있다. 다중 셀 환경과 멀티미디어 서비스 모델을 가정하여, 제안된 기법의 성능이 전송 지연, 채널 이용률 그리고 데이터 손실 등을 근거로 하여 평가된다. 시뮬레이션 결과는 상당한 성능 향상이 있음을 보인다.
전술 네트워크 환경은 분산된 구조 하에 노드의 이동성이 보장되는 망 구조를 지향하며, 상용 통신망에 비해 상대적으로 열악한 무선 채널 환경의 특성이 고려되어야 한다. 이러한 환경에서 신뢰성 있는 데이터 전송을 위해서는 경로 결정 시 다양한 무선 채널 환경 요소 및 기동 노드의 상태를 자체적으로 인지하여, 전송 트래픽의 QoS(Quality of Service) 요구조건에 적합한 최적 경로 선정이 이루어져야 한다. 본 논문에서는 전술 네트워크 환경의 서비스 요구 조건 및 트래픽 특성을 정의하고, 이를 기반으로 라우팅 메트릭(Routing Metric)의 선별적인 선을 통해 최적경로를 산출함으로써 효율적 데이터 전송이 가능한 AODV-IMTC(Integrated Metrics and Traffic Characteristics)를 제안한다.
인터넷이 급성장하면서 망 사용자들은 대역폭의 증가라는 양적인 측면 외에도 서비스 품질의 개선과 보장이라는 질적인 측면까지 요구하게 되었다. 점점 더 망의 기능성이 강조됨에 따라 망 장비의 성능과 기능도 중요하게 여겨지고 있는데, 특히 에지 라우터는 고성능, 다기능, 유연성이 모두 요구되는 시스템이다. 이러한 특성의 시스템 설계를 위해 최근 고려되고 있는 방법이 네트워크 프로세서를 사용하는 것이다. 본 논문에서는 ASIC의 고성능과 소프트웨어 기반의 유연성을 모두 제공하는 네트워크 프로세서를 사용하여 에지 급의 MPLS 라우터를 개발하고, 그 결과를 기반으로 네트워크 프로세서의 향후 적용가능성을 살펴본다.
광 버스트 교환(OBS : Optical Burst Switching)은 광 지연선(FDL: Fiber Delay Line) 사용의 감소와 차세대 전광 네트워크에서의 광 스위칭 패러다임을 실현하기 위해 제안되고 있다. OBS는 버스트를 시분할 다중화함으로써 파장 라우팅보다 대역폭의 효율성을 제공하고 코어 네트워크에 대한 확장성을 제공한다. 최근, 광 버스트 교환망에서 어떻게 QoS(Quality of Service)를 제공할 것인가가 이슈가 되고 있다. 본 논문에서는 혼잡 발생시 우회 라우팅(deflection routing) 경로로 우선순위 0, 1, 2의 버스트를 우회시켜 QoS를 제공하는 우회 라우팅 방법에 대해 제안한다. 제안된 방법의 큰 장점은 QoS를 간단히 제공할 수 있다는 것이고, 이는 QoS 보장 알고리즘으로부터 제공된다. 또한, 제안한 QoS 제공방식은 각 코어 라우터에서 광 지연선의 사용을 최소로 하면서 트래픽을 공평하게 분배함으로써 효율적인 네트워크를 구현하게 한다. 제안 QoS 제공 방식의 우선순위 0, 1, 2 버스트의 QoS 보장과 효율적인 네트워크 사용에 대하여 OPNET을 사용한 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 평가하였다. 이에 따른 결과로써, 높은 우선 순위 버스트의 종단간 지연은 향상되었으며, 또한 효율적인 네트워크 이용이 확인되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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