• Journal of Communications and Networks
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• 제4권3호
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• pp.209-220
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• 2002

In this paper, we propose a hierarchical packet scheduling technique to closely approximate a hierarchical extension of the generalized processor sharing model, Hierarchical Generalized Processor Sharing (H-GPS). Our approach is to undertake the tasks of service guarantee and hierarchical link sharing in an independent manner so that each task best serves its own objective. The H-GPS model is decomposed into two separate service components: the guaranteed service component to consistently provide performance guarantees over the entire system, and the excess service component to fairly distribute spare bandwidth according to the hierarchical scheduling rule. For tight and harmonized integration of the two service components into a single packet scheduling algorithm, we introduce two novel concepts of distributed virtual time and service credit, and develop a packet version of H-GPS called Hierarchical Fair Queueing (HFQ). We demonstrate the layerindependent performance of the HFQ algorithm through simulation results.

• 응용통계연구
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• 제22권3호
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• pp.541-551
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• 2009

Generalized processor sharing(GPS) service policy is a scheduling algorithm to allocate the bandwidth of a queueing system with multi-class input traffic. In a queueing system with single-class traffic, the stationary queue length becomes larger stochastically when the bandwidth (i.e. the service rate) of the system decreases. For a given GPS server, we consider the similar problem to this. We define the monotonicity for the head of the line processor sharing(HLPS) servers in which the units in the heads of the queues are served simultaneously and the bandwidth allocated to each queue are determined by the numbers of units in the queues. GPS is a type of monotonic HLPS. We obtain the HLPS server whose queue length of a class stochastically bounds upper that of corresponding class in the given monotonic HLPS server for all classes. The queue lengths process of all classes in the obtained HLPS server has the stationary distribution of product form. When the given monotonic HLPS server is GPS server, we obtain the explicit form of the stationary queue lengths distribution of the bounding HLPS server. Numerical result shows how tight the stochastic bound is.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제33권9호
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• pp.585-591
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• 2006

Generalized Processor Sharing(GPS) 모델은 세션에게 서비스를 제공시 순시적 공정서비스를 통해 서버 용량을 분배한다. 이 공정서비스는 단지 현재 서버 내에 대기 중인 세션만을 고려하여 서버 용량을 분배하기 때문에, 서비스를 제공하는 순간 서비스를 받는 세션 간에는 공정한 서비스가 제공된다고 볼 수 있다. 그러나 긴 시간의 관점에서 보면 같은 가중치를 가지는 한 세션이 다른 세션에 비해 평균적으로 다른 용량으로 서비스 받는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 긴 시간의 관점에서 모든 세션이 항상 공평한 서비스용량을 제공받을 수 있는 누적 공정서비스 모델(CFS)을 제안한다. 이 CFS 모델은 각 세션에게 누적적 공정 서비스 용량을 제공하기 때문에 세션관점 공정 서비스를 제공한다. 그리고 이 모델과 이 모델을 참조하여 각 세션의 패킷을 스케줄링 하는 패킷 누적공정 서비스(P_CFS)알고리즘의 특성과 성능을 분석하였다. 또한 성능평가를 통해 각 세션에게 긴 시간의 관점에서 세션의 가중치에 비례하는 서비스용량이 제공되는 것을 검증하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제25권8A호
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• pp.1134-1143
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• 2000

본 연구에서는 통신망 노드에서의 큐잉 노드에서의 큐잉 지연 성능 보장을 위한 스케쥴링 알고리즘을 제안하였다. GPS (Generalized Processor Sharing) 개념을 확장하여 트래픽 클래스 단위의 서비스 커브를 정의하고 정의된 서비스 커브들 간의 관계를 규정짓는 시스템 방정식을 유도하였다 이러한 시스템 방정식을 기반으로 GPS 서버에서 정의 되는 세션별 가중치 값을 요구된 지연 성능과 트래픽 파라미터를 사용하여 구하였다 이와같이 유도된 가중치 값을 적용하여 GPS 알고리즘의 변형인 소위 '대역할당 알고리즘'을 소개하였다 유도된 시스템 방정식은 대역할당 알고리즘이 구현되는 서버 동작의 구체적 모델링이다 또한 대역할당 알고리즘에 수반되는 호 수락 제어조건도 도출 함으로써 수용된 모든세션들의 결정적 지연성능품질이 보장될수 있도록 하였다 가중치 값은 고정된 값이 아니고 망 노드의 상태에 따라 역동적으로 튜닝 되도록 정의되었으며 이로써 대역폭 사용의 사용의 효율성이 중대되는 특성을 갖는다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제34권10호
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• pp.529-538
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• 2007

Generalized Processor Sharing(GPS) 기반의 공정큐잉(Fair Queueing) 알고리즘들은 세션들에게 서비스율과 지연시간 보장 서비스를 제공할 뿐만 아니라, 순시적 공유(instantaneous sharing)를 통해 각 세션에게 공정서비스를 제공한다. 이 공정서비스는 현재 서버에 대기중인 세션들의 과거에 받은 서비스 양에 관계없이 그 세션의 가중치에 비례하여 서버 용량을 분배한다. 그러나 이 공정서비스는 장기적 측면에서 같은 가중치를 가지는 세션에게 세션의 트래픽 패턴에 따라 다른 지연시간과 대역폭 QoS(Quality of Service)를 제공한다. 이러한 장기적 측면의 불공정 서비스를 최소화하기 위해, 본 논문에서는 지연시간과 대역폭 관점에서 서비스 가치(Value of Service)를 정의한 지연시간-대역폭 정규화 모델을 제안한다. 이 정규화 모델에서 정의한 서비스 가치 개념을 사용하여 각 세션에게 지연시간-대역폭 관점의 공정한 서비스를 제공하는 스케줄링 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘과 기존의 공정큐잉 및 서비스 커브 기반의 알고리즘과 비교를 통해 제안된 알고리즘은 세션들에게 장기적 측면의 공정서비스를 제공하고, 다양한 트래픽 특성을 갖는 세션에 대해 서비스율과 지연시간 보장에 대한 재조정 없이 동적으로 트래픽 특성에 적응하여 서비스하는 것을 관찰할 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권11A호
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• pp.1120-1127
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• 2007

셀룰라 기반의 멀티홉 시스템에서 각 홉이 필요로 하는 자원의 양에 따라 동적으로 자원을 할당하는 GPS-DRA(Generalized Processor Sharing-Dynamic Resource Allocation) 기법을 제안하였다. 논문에서 가정한 하이브리드 분산식 시스템에서는 네트워크에 연결되어있는 중앙의 controller가 각 홉에 자원을 적절히 할당해 주어야 한다. 하지만 전송환경이 시간에 따라 수시로 변하기 때문에 홉 별로 필요한 자원의 양에 맞게 자원을 할당하기가 쉽지 않다. GPS-DRA 기법은 홉 별로 이전에 사용한 자원의 양을 근거로 하여 홉 별로 필요한 자원의 양에 맞게 동적으로 자원을 할당한다. 본 기법을 사용하면 중앙의 controller에서 자원할당에 필요한 링크 정보를 모두 수집할 필요가 없으므로, 이 기법을 적용하기 위하여 추가적으로 필요한 control overhead의 증가량을 매우 적게 할 수 있다. 제안한 기법을 적용하여 모의실험을 수행한 결과, 고정 자원할당 방식에 비해 채널사용효율이 약 16% 증가하고 셀 용량이 최대 약 65% 커지게 되는 것을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제14A권7호
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• pp.451-456
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• 2007

이 논문에서는 컴퓨터 시스템을 이질적 서버들로 구성된 시스템으로 간주하고, 장기적 관점에서 응용들간의 공정성을 추구하는 누적적(累積的) 공정 스케줄링 방법을 제시한다. 기존의 단일 서버 환경에서 주로 사용되는 GPS(generalized processor sharing) 기반의 스케줄링 알고리즘들은 순간적 관점에서 서버의 용량을 분배한다. 그러나 이를 이질적 다중 서버 환경에 적용하는 경우, 스케줄링 순서에 의한 지연시간의 오차가 서버들을 거치면서 누적될 수 있고, 잉여용량이 순간적 관점에서만 배분되기 때문에 장기적 관점에서 불공정성 문제가 발생할 수 있다. 본 논문의 방법에서는 각 응용의 예약용량을 보장하면서 잉여용량의 적절한 배분을 통해 장기적 관점의 공정 서비스를 추구한다. 이를 위해, 각 응용이 이상적으로 진행되기 위해 받아야 할 공정한 서비스 용량을 주기적 관찰을 통해 동적으로 파악하여 참조용량 모델로 삼고, 스케줄러는 응용들이 이 참조용량 모델을 점진적으로 따르도록 한다. 또한 이 모델을 효율적으로 구현하기 위한 휴리스틱 알고리즘을 만들고 실험을 통해 이를 검토한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제7권5호
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• pp.916-924
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• 2003

공정큐잉은 자원이 노드들 간에 공유되는 유선 및 무선 멀티미디어망에서 주요한 주제중의 하나이다. 대부분의 공정큐잉 알고리즘은 GPS 알고리즘에 근거하고 있으며 공정성을 강조하는 반면 망에서 멀티미디어를 서비스를 지원하기 위해서는 필수적인 제한된 지연시간 보장 측면은 간과하고 있다. 이 논문에서는 새로운 공정큐잉 방안인 지연 보장 공정큐잉 (DGFQ, Delay Guaranteed Fair Queueing)을 제안한다. 이 방식은 무선 패킷망에서 멀티미디어 서비스를 제공하기 위하여 각 flow 별 지연시간 요구에 맞추어 제한된 지연시간을 보장한다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제34권5_6호
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• pp.249-256
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• 2007

기존의 공정 스케줄링 방법들 중 GPS(generalized processor sharing)는 순간적 관점에서의 공정성을 추구하는 반면에, virtual clock은 장기적 관점에서의 공정성을 추구하는 특성을 지닌다. 이 논문에서는 이들의 차이가 과거의 서비스 정보를 추후의 스케줄링에 반영하는 정도에 있음에 주목하고, GPS와 virtual clock을 포괄하는 스펙트럼 형태의 스케줄링 모델을 제시한다. 이 모델에서 각 응용의 자원 획득 권한은 예치권한이라는 값으로 표현되는데, 예치권한은 각 응용별로 미리 정해진 고유한 비율로 계속 증가하며, 서비스를 받으면 소비된다. 소비되지 않고 누적된 예치권한은 과거에 서비스가 이루어지지 않은 정도를 표현하는 값이라고 볼 수 있으며, 이는 응용의 스케줄링 가능성을 높이므로 이후의 서비스 지연시간을 상대적으로 단축하는 효과를 낸다. 예치권한을 주기적으로 감쇄시키면 과거 정보의 반영 정도를 줄일 수 있으며, 이 때 그 감쇄 정도는 과거행태를 반영하는 정도를 의미한다. 과거의 정보를 전혀 반영하지 않을 경우 GPS의 특성을 나타내게 되며, 모두 반영할 경우 virtual clock의 특성을 보이게 된다. 이러한 스펙트럼 상에서는 평균지연시간과 장기적 공정성 사이에 절충 관계가 존재한다. 이 논문에서는 제시된 모델의 특성을 분석하고 실험을 통해 검증한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 가을 학술발표논문집 Vol.31 No.2 (1)
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• pp.532-534
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• 2004

단일서버 시스템에서 응용간 자원의 공정한 분배는 GPS(Generalized Processor Sharing)을 통친 실현될 수 있다. 그러나 다중서버시스템에서 GPS를 적용한다면, 각 서버 내에서의 공정성은 보장해 주지만, 시스템 관점에서의 공정성은 더 이상 보장되지 않는다. 본 논문에서는 멀티서버 시스템에서 시스템 관점에서의 공정성 보장을 위한 기법을 제시한다. 이 기법은 시스템에서 발생하는 각 서버의 잔여용량을 응용간 공정하게 분배하는 모델과 모델을 참조하여 실행하는 실제 스케줄링 알고리즘으로 구성된다 모델에서는 긴 시간동안 각 서버에서 발생하는 잔여용량의 사용을 관측하여, 향후 각 응용의 요청들에게 제공할 잔여용량 분배를 결정한다. 스케줄링 알고리즘은 모델에 의해 결정된 잔털용량 분배를 실제 각 응용들이 제대로 가져갈 수 있도록 제어한다. 실제 모델을 참조하여 공정 잔여용량 분배를 수행하는 스케줄링 알고리즘의 동작은 시뮬레이션을 통해 검증하였다.