• 대한전자공학회논문지SP
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• 제44권4호통권316호
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• pp.101-108
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• 2007

고성능 네트워크와 분산처리구조가 병렬처리와 함께 결합되면, 전체적인 디지털 신호처리 시스템의 계산능력, 신뢰도, 다양성을 향상시킨다. 본 논문에서는, 발전된 형태의 수중레이더 (sonar) 알고리즘인 수중정합장처리 (Matched-Field Processing MFP)를 위한 병렬처리 알고리즘을 디자인하고 다중 DSP 프로세서 기반의 병렬처리 시스템 상에서 성능분석과 함께 최적의 병렬처리 솔루션을 제안한다. 각각의 병렬 알고리즘은 특정한 도메인에서 주어진 계산량을 분산시키며 이를 통한 속도향상을 추구한다. 필요한 연산량과 형태에 따라서 병렬 알고리즘은 각기 다른 성능향상을 보여준다. 또한, 알고리즘의 계산량 분산방식 프로세서간의 통신방식, 알고리즘의 복잡도, 프로세서의 속도, 목적하는 시스템의 구성에 따라서 다양한 성능지표를 보여준다. 제안하는 주파수와 출력값 기반의 병렬 알고리즘은 상당한 계산량을 요구하는 수중정합처리 알고리즘을 적절히 다중 프로세서에 균형 있게 분산시켜 프로세서의 개수와 비례하는 성능향상을 보여주고 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권5B호
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• pp.378-389
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• 2006

IP 주소 검색 구조는 IPv6 주소체계의 도래와 함께 더욱 고속 네트워크 기술의 중요한 이슈가 되고 있다. 본 논문에서는 차세대 인터넷 라우터를 위한 새로운 글로벌 IPv6 유니캐스트 주소 검색 구조를 제안한다. 제안하는 구조는 적절한 프리픽스 그룹화를 수행하고 각 그룹별로 가변적으로 복수 해슁을 수행한다. 이를 통해 적절한 개수의 포워딩 테이블에서 해슁의 충돌(collision)을 효율적으로 분산함으로서 오버플로우를 최소화하였으며 포워딩 테이블 구성을 위해 필요한 메모리 크기를 줄였다. 또한 단 한 번의 메모리 접근만으로 포워딩 테이블 구성 및 검색이 가능한 고속 주소 검색 구조이며 추가적 업데이트가 용이한 구조이다. 실제 6bone 테스트 라우팅 CERNET 데이터를 이용하여 균일한 복수 해슁을 이용한 구조와 제안한 구조를 비교, 실험하였으며 동일한 8개의 테이블에서 약 15%의 포워딩 테이블을 위한 메모리 절약과 약 50%의 오버플로우 감소를 확인하였다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제3권3호
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• pp.87-93
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• 2002

복잡한 통신망과 병렬컴퓨터에서는 효율적인 상호 연결을 위해 스위치가 중요한 영향을 미친다. 이 스위치는 라우팅 정보에 따라서 입력포트와 출력포트 사이에 연결을 해주는 역할을 하게 된다. 따라서 스위치에 성능을 향상시키는 것은 중요한 일이다. 본 논문에서 제안한 스위치는 컴퓨터 시뮬레이션 결과 입력버퍼형 보다 최대처리율이 11%이상 향상되었고, 다른 반얀형 스위치들에 비하여 성능과 하드웨어 양을 비교하여 볼 때 좋은 결과를 얻었다. 따라서 이 스위치는 VLSI 칩으로 구현될 경우 초고속 ATM-LAN 과 병렬컴퓨터를 개발하는데 유용하게 활용될 수 있을 것이다. 제안된 반얀형 스위치는 MAX$＋^+$PLUSII, VHDL을 이용하여 설계 및 검증을 하고 시뮬레이션을 하였다

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제7권3호
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• pp.139-145
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• 2006

모바일 응용을 실현하는데 있어서 근거리 무선전송과 네트워킹 기술의 중요성은 증가하고 있다. 블루투스와 IEEE 802.11b 표준은 WPAN과 WLAN구축을 위한 가장 일반적으로 사용되고 있는 기술들이다. 본 논문은 잡음과 라이시안 페이딩 환경에서 MC-CDMA/BPSK 시스템과 블루투스 GFSK 신호의 성능을 근거리 무선 채널의 영향에 따라서 분석하였다. 그리고 근거리 무선 채널에서 간섭의 영향에 따른 성능 감쇠에 대하여 분석하였다. 먼저, 잡음 채널에서 MC-CDMA/BPSK 신호와 블루투스 RF 표준에 따른 GFSK 변조 신호의 오율식을 유도하였다. 그리고 유도된 식을 통하여 라이시안 페이딩과 간섭 채널에서 MC-CDMA/BPSK 신호와 블루투스 GFSK 신호의 평균 오율 성능을 계산하였다. 특히, 라이시안 페이딩과 간섭 레벨에 따른 오율 특성을 BER 성능 그림을 통하여 나타내었다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제10권4호
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• pp.455-464
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• 2008

To provide network services consistently under various network failures, enterprise networks increasingly utilize path diversity through multi-homing. As a result, multi-homed non-transit autonomous systems become to surpass single-homed networks in number. In this paper, we address an inevitable problem that occurs when networks with multiple entry points deploy firewalls in their borders. The majority of today's firewalls use stateful inspection that exploits connection state for fine-grained control. However, stateful inspection has a topological restriction such that outgoing and incoming traffic of a connection should pass through a single firewall to execute desired packet filtering operation. Multi-homed networking environments suffer from this restriction and BGP policies provide only coarse control over communication paths. Due to these features and the characteristics of datagram routing, there exists a real possibility of asymmetric routing. This mismatch between the exit and entry firewalls for a connection causes connection establishment failures. In this paper, we formulate this phenomenon into a state-sharing problem among multiple fire walls under asymmetric routing condition. To solve this problem, we propose a stateful inspection protocol that requires very low processing and messaging overhead. Our protocol consists of the following two phases: 1) Generation of a TCP SYN cookie marked with the firewall identification number upon a SYN packet arrival, and 2) state sharing triggered by a SYN/ACK packet arrival in the absence of the trail of its initial SYN packet. We demonstrate that our protocol is scalable, robust, and simple enough to be deployed for high speed networks. It also transparently works under any client-server configurations. Last but not least, we present experimental results through a prototype implementation.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제30권5호
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• pp.649-655
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• 2003

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.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제36권5호
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• pp.369-375
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• 2009

주택내 광대역통신망(Residential Broadband Network: RBN)은 xDSL/Cable 망에서 점차 100Mbps급의 FTTH로 발전하고 있다. 사용자들은 고속의 인터넷서비스를 이용하여 웹, 멀티미디어, 게임, 및 파일 공유 등 다양한 인터넷 응용들을 사용하고 있다. 따라서, 주택내 초고속 인터넷 망의 성능은 사용자의 만족도에 중요한 영향을 끼치게 된다. 일반적으로 ISP들은 특정 서버와 소프트웨어를 통해 사용자의 접속을 유도하여 망 성능 측정 결과를 공개하고 있다. 이러한 방법은 사용자의 적극적인 참여를 통한 측정이기 때문에 많은 시간과 비용이 들게 되며, 사용자의 참여를 적극적으로 유도해야한다. 본 논문은 최소한의 테스트 트래픽을 특정 서버에서 생성하여 주택내 광대역통신망의 성능 측정 방법인 Monarch라는 툴을 활용하여 국내의 대표적인 3개 ISP의 FTTH 인터넷 성능을 측정하고 분석한 결과를 제시하였다. 300개 이상의 유효 국내 FTTH 가입자들에 대한 광범위한 실험을 통하여 사용자가 직접 측정한 결과와 비교할 때 큰 오차를 보이지 않음을 확인하였고, 국내 ISP의 FTTH 망 $80{\sim}90Mbps$의 대역폭과 30ms 이내의 RTT를 관찰할 수 있었다.

• KNOM Review
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• 제21권2호
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• pp.26-34
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• 2018

클라우드 컴퓨팅 및 서비스의 확산으로 인터넷 트래픽과 서비스 품질 향상에 대한 요구가 증가하면서 데이터 센터 내부 서버의 리소스를 보다 효율적으로 사용하는 서버 가상화와 네트워크 가상화 기술에 대한 관심이 증가하고 있다. 트래픽 모니터링을 위해 패킷을 복제하는 기존의 하드웨어 TAP (Test Access Port) 장비는 서버 가상화 환경에서 구성된 가상 데이터 경로 (datapath)에 적합하지 않기 때문에 하드웨어 TAP 장비를 소프트웨어로 구현한 Virtual TAP (vTAP)을 통해 가상 스위치에서 패킷을 복제한다. 그러나 가상 스위치에서 vTAP을 구현하면 호스트 머신의 컴퓨팅 리소스를 가상 스위치 및 가상 머신과 공유하기 때문에 성능 저하 문제가 발생한다. 이 문제를 극복하기 위해 고속 패킷 처리 기술인 eBPF (Extended Berkeley Packet Filter) 기반의 vTAP 구현 기술을 제안하고 기존 방법과 성능을 비교한다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제27권3호
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• pp.127-143
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• 2022

최근 클라우드 컴퓨팅 환경에서 해양수치모델 실험을 수행하는 많은 연구가 활발하게 진행되고 있다. 클라우드 컴퓨팅 환경은 대규모 자원이 필요한 해양수치모델을 구현하는데 매우 효과적인 수단이 될 수 있다. 정보처리 기술의 발달로 클라우드 컴퓨팅 시스템은 가상화와 원격 고속 네트워크, 직접 메모리 액세스와 같은 수치모델의 병렬처리에 필요한 다양한 기술과 환경을 제공한다. 이러한 새로운 기능은 클라우드 컴퓨팅 시스템에서 해양수치모델링 실험을 용이하게 한다. 많은 과학자들과 엔지니어들은 해양수치모델 실험에 있어서 가까운 미래에 클라우드 컴퓨팅이 주류가 될 것으로 기대하고 있다. 해양수치모델링을 위한 클라우드 컴퓨팅의 처리성능 분석은 수치모델의 수행 시간과 리소스 활용량을 최소화하는 데 도움이 될 수 있으므로 최적의 시스템을 적용하는 데 필수적이다. 특히 모델 격자 내 다양한 변수들이 다차원 배열 구조로 되어 있기 때문에 대량의 입출력을 처리하는 해양수치모델의 구조는 캐시메모리의 효과가 크며, 대량의 자료가 이동하는 통신 특성으로 인해서 네트워크의 속도가 중요하다. 최근에 주요한 컴퓨팅환경으로 자리잡고 있는 클라우드 환경이 이러한 해양수치모델을 수행하기에 적합한지 실험을 통해서 검토할 필요가 있다. 본 연구에서는 상용 클라우드 시스템에서 해양수치모델로 대표적인 Regional Ocean Modeling System (ROMS)와 더불어 다른 해양모델의 클라우드 환경으로 전환에도 도움이 될 수 있게 병렬처리 시스템의 성능을 측정할 수 있는 표준 벤치마킹 소프트웨어 패키지인 High Performance Linpack을 활용하여 초당 부동소수점 연산횟수 처리능력과 및 STREAM 벤치마크를 활용하여 다중 노드들로 구성된 수치모델용 클러스터의 메모리처리성능을 평가하고 비교하였다. 이러한 평가내용은 클라우드 환경에서 해양수치모델을 어떻게 수행할 것인가에 대해 중요한 정보를 제공할 수 있다. 가상화 기반 상용 클라우드에서 얻은 실제 성능 자료와 구성 설정 분석을 통해 가상화 기반 클라우드 시스템에서 해양수치모델의 다양한 격자 크기에 대한 컴퓨터 리소스의 효율성을 평가했다. 본 연구를 통해서 캐시 계층과 용량이 큰 메모리를 사용하는 HPC 클러스터가 ROMS의 성능에 매우 중요하다는 것을 발견했다. 수치모델링의 실행 시간을 줄이기 위해 코어 수를 늘리는 것은 작은 격자 보다 큰 격자 모델에서 더 효과적이다. 이러한 처리 성능 분석 결과는 클라우드 컴퓨팅 시스템에서 해양수치모델을 효율적으로 구축하는 데 중요한 자료로 이용될 것이다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제31권11호
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• pp.626-634
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• 2004

전형적인 클라이언트-서버 컴퓨팅 모델에서 네트워크 서버 시스템들은 과중한 양의 계산과 통신 작업을 수행해야 한다 하지만 현재 네트워크 서버 시스템에서 사용되는 통신규약 스택의 구조는 크게 세가지 성능상의 병목을 가지고 있다. 호스트 시스템의 통신규약 스택의 처리, 시스템 호출 처리, 그리고 네트워크 인터럽트 처리에 따른 성능상의 병목을 개선하기 위해서 본 논문에서는 네트워크 인터페이스 카드에 기반한 호스트 독립적인 네트워크 시스템을 설계하고 성능을 평가한다. 첫째, 통신규약 스택 처리를 호스트에서 네트워크 인터페이스 카드로 분산시킴으로써 호스트 시스템의 통신규약 스택 처리에 따른 계산량을 줄인다 둘째, 이렇게 분산된 통신규약 스택과 사용자 수준의 라이브러리를 사용해 통신함으로써 통신규약 스택에 접근하기 위한 시스템 호출 비용을 제거한다. 셋째, 네트워크 인터페이스 카드에서 패킷이 아닌 세그먼트 단위로 인터럽트를 생성함으로써 호스트의 네트워크 인터럽트 처리 비용을 줄인다 실험결과 제안하는 네트워크 시스템을 사용할 경우 호스트의 통신규약 스택을 위한 계산량을 68-71% 감소시킴을 보인다. 이러한 특성으로 인해서 제안하는 시스템을 활용하면 호스트에 계산 및 통신 요구가 높은 경우에 통신 응답시간을 11-83% 가량 단축시킬 수 있음을 보인다.