• Journal of Platform Technology
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• 제11권3호
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• pp.3-11
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• 2023

실시간 관제 시스템은 IoT, 이동통신과 같은 기반 기술의 발달과 공장관리, 차량 운행 체크 등 실시간성이 중요시되는 서비스가 증가함에 따라 급격히 성장하고 있다. 이 시스템의 시간적 민감성을 높이기 위해 다양한 솔루션이 제시되어 왔으나, 현재 대부분의 실시간 관제 시스템은 관제소 등에 위치한 로컬 서버와 다수의 클라이언트로 구성되어 있고, 이들은 다양한 단계를 거쳐 관제 시스템이 위치한 로컬 서버로 전송되고, 그 대응 역시 동일한 단계를 거쳐 진행되는 등 기존 네트워크 및 시스템의 구조적 한계가 있다. 본 논문에서는 실시간 관제 시스템 중 하나인 버스 정보 시스템이 정보를 수집한 시점에서 사용자에게 해당 정보를 제공하기까지 소모되는 시간을 줄일 수 있는 엣지 컴퓨팅 기반 실시간 관제 모델을 제안하였다. 기존 모델과 엣지 컴퓨팅 모델을 시뮬레이션 한 결과, 엣지 컴퓨팅 모델은 사용자에게 데이터를 전송하기 위한 코스트가 기존 모델에 비해 최소 10% 에서 최대 80%까지 감소함을 확인하였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.11-19
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• 2021

5G 네트워크의 등장으로 초저지연 서비스에 대한 요구가 제기되었다. 그러나, 사용자로부터 지리적으로 멀리 위치한 클라우드 센터의 컴퓨팅 서비스로는 이러한 요구를 만족할 수 없다. 이러한 요구에 따라 클라우드 컴퓨팅 서비스를 사용자 근처에 위치한 기지국 혹은 교환국에 전진 배치하여 저지연 서비스를 제공하는 Multi-access Edge Computing (MEC) 기술이 주목받고 있다. 우리는 구글의 Kubernetes를 기반으로 MEC를 위한 클라우드 컴퓨팅 환경을 구축하였다. 이때, 안정적인 동작 확인을 위해 많은 수의 컨테이너가 발생시키는 로드에 강건하게 견딜 수 있는지 실험적으로 확인할 필요가 있다. 이를 위하여 우리는 Kubernetes 환경에서 다양한 컨테이너를 생성하여 네트워크 자원과 컴퓨팅 자원의 안정도를 측정할 수 있는 도구를 개발하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권9호
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• pp.3870-3884
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• 2020

The proposed framework of Four Layer Robust Storage in Cloud (FLRSC) architecture involves host server, local host and edge devices in addition to Virtual Machine Monitoring (VMM). The goal is to protect the privacy of stored data at edge devices. The computational intelligence (CI) part of our algorithm distributes blocks of data to three different layers by partially encoded and forwarded for decoding to the next layer using hash and greed Solomon algorithms. VMM monitoring uses snapshot algorithm to detect intrusion. The proposed system is compared with Tiang Wang method to validate efficiency of data transfer with security. Hence, security is proven against the indexed efficiency. It is an important study to integrate communication between local host software and nearer edge devices through different channels by verifying snapshot using lamport mechanism to ensure integrity and security at software level thereby reducing the latency. It also provides thorough knowledge and understanding about data communication at software level with VMM. The performance evaluation and feasibility study of security in FLRSC against three-layered approach is proven over 2³² blocks of data with 98% accuracy. Practical implications and contributions to the growing knowledge base are highlighted along with directions for further research.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제17권2호
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• pp.450-470
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• 2023

Traditional cloud computing faces some challenges such as huge energy consumption, network delay and single point of failure. Edge computing is a typical distributed processing platform which includes multiple edge servers closer to the users, thus is more robust and can provide real-time computing services. Although outsourcing data to edge servers can bring great convenience, it also brings serious security threats. In order to provide image retrieval while ensuring users' data privacy, a privacy preserving image retrieval scheme in edge environment is proposed. Considering the distributed characteristics of edge computing environment and the requirement for lightweight computing, we present a privacy-preserving image retrieval scheme in edge computing environment, which two or more "honest but curious" servers retrieve the image quickly and accurately without divulging the image content. Compared with other traditional schemes, the scheme consumes less computing resources and has higher computing efficiency, which is more suitable for resource-constrained edge computing environment. Experimental results show the algorithm has high security, retrieval accuracy and efficiency.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권3호
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• pp.1002-1015
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• 2018

The advent of Internet of Things (IoT) and the evident inadequacy of Cloud networks concerning management of numerous end nodes have brought about a shift of paradigm giving birth to Fog computing. Fog computing is an extension of Cloud computing that extends Cloud resources at the edge of the network, closer to the user. Cloud computing has become one of the essential needs of people over the Internet but with the emerging concept of IoT, traditional Clouds seem inadequate. IoT entails extremely low latency and for that, the Cloud servers that are distant and unknown to the user appear to be unsuitable. With the help of Fog computing, the Fog devices installed would be closer to the user that will provide an immediate storage for the frequently needed data. This paper discusses data migration between different storage types especially between Cloud devices and then presents a mechanism to migrate data between Cloud and Fog Layer. We call this mechanism Adaptive Deadline-Aware Scheme (ADAS) for Data migration between Cloud and Fog. We will demonstrate that we can access and process latency sensitive "hot" data through the proposed ADAS more efficiently than with a traditional Cloud setup.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제17권4호
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• pp.1147-1161
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• 2023

The Internet of Things (IoT) requires a new processing model that will allow scalability in cloud computing while reducing time delay caused by data transmission within a network. Such a model can be achieved by using resources that are closer to the user, i.e., by relying on edge computing (EC). The amount of IoT data also grows with an increase in the number of IoT devices. However, building such a flexible model within a heterogeneous environment is difficult in terms of resources. Moreover, the increasing demand for IoT services necessitates shortening time delay and response time by achieving effective load balancing. IoT devices are expected to generate huge amounts of data within a short amount of time. They will be dynamically deployed, and IoT services will be provided to EC devices or cloud servers to minimize resource costs while meeting the latency and quality of service (QoS) constraints of IoT applications when IoT devices are at the endpoint. EC is an emerging solution to the data processing problem in IoT. In this study, we improve the load balancing process and distribute resources fairly to tasks, which, in turn, will improve QoS in cloud and reduce processing time, and consequently, response time.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제11권10호
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• pp.345-352
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• 2022

최근의 LiDAR(Light Detection And Ranging) 센서는 실시간으로 주변에 있는 물체를 스캔하는 데 사용된다. LiDAR 센서를 이용하여 주변 환경을 스캔할 경우 감지되었던 사물들에 대한 변화를 감지하고 실시간으로 움직이는 물체를 인식할 수 있다. 센서들의 제작 비용이 낮아지면서 LiDAR는 중요시설의 경계, 스마트시티, 자율주행차 등 다양한 산업 분야에서 다양하게 활용되고 있다. 이러한 LiDAR 데이터는 실시간에 사물을 스캔하는 만큼 입력 데이터의 크기가 크다. 따라서 이러한 LiDAR를 활용하는 시스템에서는 이러한 대용량 데이터의 실시간 처리가 병목이 될 수 있어서 이러한 대용량 처리에 대한 대안이 필요하다. 본 논문에서는 엣지 컴퓨팅 서버를 이용하여 방대한 포인트 클라우드를 압축하여 빠르게 처리하는 엣지 컴퓨팅 기법을 제안한다. LiDAR 센서의 레이저의 반사 범위가 제한되어 있으므로 실시간으로 넓은 영역을 스캔하기 위해서는 여러 대의 라이다를 사용해야 한다. 따라서 실시간으로 물체를 감지하거나 인식하기 위해서는 여러 개의 LiDAR 센서에 대한 데이터를 한 번에 처리해야 한다. 에지 컴퓨터는 데이터 가속을 수행하기 위해 포인트 클라우드를 효율적으로 압축하고 모든 데이터를 메인 클라우드에서 실시간에 압축해제하여 사용할 수 있도록 설계되었다. 이를 통해 사용자는 시스템을 중앙에서 병목 없이 실시간에 LiDAR 센서들을 제어할 수 있다. 실험에 사용된 시스템은 이러한 엣지 컴퓨팅 서비스를 적용함으로써 기존 클라우드 기반 방식에서 문제였던 데이터 병목 현상을 효과적으로 해결하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권12호
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• pp.5654-5668
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• 2018

Driven by security and real-time demands of Internet of Things (IoT), the timing of fog computing and edge computing have gradually come into place. Gateways bear more nearby computing, storage, analysis and as an intelligent broker of the whole computing lifecycle in between local devices and the remote cloud. In fog computing, the edge broker requires X-aware capabilities that combines software programmability, stream processing, hardware optimization and various connectivity to deal with such as security, data abstraction, network latency, service classification and workload allocation strategy. The prosperous of Field Programmable Gate Array (FPGA) pushes the possibility of gateway capabilities further landed. In this paper, we propose a software-defined gateway (SDG) scheme for fog computing paradigm termed as Fog Computing Zero-Knowledge Gateway that strengthens data protection and resilience merits designed for industrial internet of things or highly privacy concerned hybrid cloud scenarios. It is a proxy for fog nodes and able to integrate with existing commodity gateways. The contribution is that it converts Privacy-Enhancing Technologies rules into provable statements without knowing original sensitive data and guarantees privacy rules applied to the sensitive data before being propagated while preventing potential leakage threats. Some logical functions can be offloaded to any programmable micro-controller embedded to achieve higher computing efficiency.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권6호
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• pp.1913-1934
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• 2022

The emergence of technologies like Big data analytics, Industrial Internet of Things, Internet of Things, and applicability of these technologies in various domains leads to increased demand in the underlying execution environment. The demand may be for compute, storage, and network resources. These demands cannot be effectively catered by the conventional cloud environment, which requires an integrated environment. The task of finding an appropriate service provider is tedious for a service consumer as the number of service providers drastically increases and the services provided are heterogeneous in the specification. A service broker is essential to find the service provider for varying service consumer requests. Also, the service broker should be smart enough to make the service providers best fit for consumer requests, ensuring that both service consumer and provider are mutually beneficial. A service broker in an integrated environment named Global Manager is proposed in the paper, which can find an appropriate service provider for every varying service consumer request. The proposed Global Manager is capable of identification of parameters for service negotiation with the service providers thereby making the providers the best fit to the maximum possible extent for every consumer request. The paper describes the architecture of the proposed Global Manager, workflow through the proposed algorithms followed by the pilot implementation with sample datasets retrieved from literature and synthetic data. The experimental results are presented with a few of the future work to be carried out to make the Manager more sustainable and serviceable.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제12권11호
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• pp.319-328
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• 2023

에지 컴퓨팅 기술은 클라우드 컴퓨팅과 달리 기기와 사용자와 가까운 곳에서 데이터를 분석하고 판단하여 실시간 서비스, 민감한 데이터 보호, 네트워크 트래픽 감소와 같은 장점을 제공한다. 에지 컴퓨팅 플랫폼의 대표적인 오픈소스인 EdgeX Foundry는 현실 세계의 다양한 장치와 IT 시스템 사이에서 서비스를 제공하는 오픈소스 기반 엣지 미들웨어 플랫폼이다. EdgeX Foundry는 기존의 센싱된 데이터를 다루기 위한 서비스와 함께 카메라 장치를 다루기 위한 서비스를 제공하는데, 이 서비스는 단순 스트리밍 및 카메라 장치 관리만 지원할 뿐 EdgeX 내부에 장치에서 얻은 이미지 데이터를 저장하거나 처리하지 않는다. 본 논문에서는 EdgeX Foundry에서 제공하는 서비스 일부를 응용하여 EdgeX 내부에 이미지 데이터를 저장하고 처리할 수 있는 기법을 제시한다. 제시한 기법을 기반으로 실험 및 성능 평가를 위해 자율주행 분야에서 핵심적으로 사용되는 객체탐지 서비스를 위한 서비스 파이프라인을 만든 후 기존 방법과 비교 분석하였다. 이 실험을 통해 에지 컴퓨팅 플랫폼에서 이미지/동영상 데이터를 저장하고 처리하는 과정 등이 추가되었음에도 기존 방법에 비해 지연시간이 거의 없는 것을 확인할 수 있었다.