• 정보처리학회논문지A
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• 제11A권5호
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• pp.333-340
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• 2004

인터넷에서 IP 패킷을 목적지로 전달하는 라우터는 목적지의 주소에 따라서 다음 홉을 결정하는 IP 주소를 검색하는 과정을 수행한다. 패킷을 전달하는 과정에서 주소 검색은 고속의 라우터의 설계에 중요한 요인이다. 본 논문에서는 이미 하드웨어로 구현된 간접 IP 주소 검색 칩셋의 변경 없이 고속의 라우터의 설계를 위해서 여러 개의 검색 엔진으로 구성된 병렬 주소 검색 기법을 제안한다. 또한, 라우터 시스템 전체 포워딩 테이블에 존재하는 IP 프리픽스 엔트리를 각각의 검색 엔진에 분할하는 규칙을 제시한다. 본 논문에서 제안한 주소 검색 기법의 성능은 IP 프리픽스에 대한 포워딩 정보를 저장하는데 필요한 메모리의 양과 포워딩 테이블을 구성하기 위해 필요한 메모리 접근 횟수로 평가하였다. 본 논문에서 제안한 기법은 한 개의 검색 엔진을 사용하였을 때에 비해서 네 개의 검색 엔진을 사용할 경우, 하드웨어 로직의 도움으로 약 35%의 메모리 양의 감소와 80%의 메모리 접근 횟수의 감소를 보여준다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2001년도 추계학술발표논문집 (하)
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• pp.1279-1282
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• 2001

최근 인터넷의 급속한 사용 증가로 인해 전송 링크의 광대역 지원과 멀티미디어 트래픽의 QoS 보장 문제, 향상된 IP 서비스의 제공 문제 해결은 필수적이다. MPLS 기술은 IP의 유연성과 확장성을 제공할 수 있는 패러다임의 하나이다. MPLS 망의 경계에 위치하는 LER 은 링크 계층 뿐만 아니라 IP 계층에서도 패킷을 전달해야 한다. 본 논문에서는 하드웨어 포워딩 엔진을 갖는 MPLS LER에서, 패킷 필터링 기능을 지원하기 위해서 포워딩 엔진을 제어하기 위한 기법에 대해서 기술한다. 이러한 패킷 필터링 기능은 MPLS LER에 firewall 기능을 제공하는데 응용될 수 있다.

• 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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• 한국멀티미디어학회 2001년도 춘계학술발표논문집
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• pp.265-269
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• 2001

멀티캐스트 라우팅 데몬은, 패킷 포워딩이 가능한 호스트 상에서 작동하여 호스트를 멀티캐스트 라우팅이 가능한 라우터로 만들어주는 역할을 하는 응용 프로그램이다. 현재의 리눅스 IP$_{v}$ 6 멀티캐스트 환경을 살펴보면 로컬 네트워트 상에서의 멀티캐스트 통신만을 지원하도록 되어있다. 즉 서로 다른 서브넷 상에 존재하는 호스트들 사이에서는 멀티캐스트 통신을 할 수 없다. 따라서, 본 논문에서는 리눅스 IP$_{v}$ 6 환경에서 멀티캐스트 라우팅이 가능하도록 IP$_{v}$ 6용 멀티캐스트 라우팅 데몬을 구현하였다. 멀티캐스트 라우팅이 가능하기 위해서는 두가지 문제가 해결되어야 하는데 첫째는 멀티캐스트 라우팅 정보를 주고받는 데몬 프로그램이고, 둘째는 데몬이 주고받은 라우팅 정보를 이용하여 멀티캐스트 패킷을 포워딩하는 커널 포워딩 루틴이다. 이 두가지가 본 논문에서 중심으로 다룰 내용이다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제10A권5호
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• pp.453-462
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• 2003

리우터의 IP 주소검색은 라우터에 도착한 IP 패킷의 목적지 주소를 이용하여 적절한 출력링크를 검색하고 결정하는 것이다. IP 주소검색은 라우터 성능의 병목지점 중의 하나로써 고속 백본망에 필요한 초고속 라우터 개발에 필수적인 부분이다. 본 논문은 보통의 펜티엄 CPU에서 능동적인 트라이(Trie) 압축기법을 이용하여 작은 메모리만으로 기가비트급 IP 주소검색을 실시할 수 있는 동적 트라이 압축(Dynamic Trie Compression) 자료구조를 소개한다. DTC 자료구조는 트라이를 압축하여 포워딩 테이블을 만들 때 테이블의 크기와 검색속도의 상관관계를 고려하여 능동적으로 테이블의 크기를 선태할 수 있다. 또한 트라이를 압축할 때 트라이의 구조를 반영하여 자료구조의 크기를 최소화함으로써 포워딩 테이블에 대한 IP 주소검색이 고속의 SRAM 캐시 검색이 되도록 한다. 실험결과에서 DTC 자료구조는 다양한 라우팅 테이블에 대해 능동적으로 최적의 압축을 제공함으로써 보통의 펜티엄 CPU에서 최대 $12.5{\times}10^5$ LPS(Lookup per second)를 기록하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2003년도 춘계학술발표논문집 (중)
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• pp.1325-1328
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• 2003

포워딩 엔진은 외부 인터페이스를 통해서 들어오는 패킷에 대해서 IP 주소를 기반으로 목적지로 향하는 다음 홉을 결정한다. 이러한 고성능의 패킷 처리를 위한 포워딩 엔진을 설계함에 있어서 IP 주소 탐색은 중요한 요인이다. 본 논문에서는 검색경로 압축 트라이에 기반한 IP 주소 탐색 알고리즘의 성능을 향상시키는 분할 압축 탐색 기법을 제시한다. 제시된 분할 기법을 통해서 IP 주소 탐색의 메모리접근 횟수를 줄인 수 있으며, 프로그램 가능한 네트워크 프로세서에 적용할 수 있다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2003년도 추계학술발표논문집 (중)
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• pp.1309-1312
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• 2003

포워딩 엔진은 외부 인터페이스를 통해서 들어오는 패킷에 대해서 IP 주소를 기반으로 목적지로 향하는 다음 흡을 결정한다. 이러한 고성능의 패킷 처리를 위한 포워딩 엔진을 설계함에 있어서 IP 주소 탐색은 중요한 성능 요인이다. 본 논문에서는 검색 경로 압축 트라이에 기반한 IP 주소 탐색의 성능을 향상시키는 분할된 경로압축트라이 구조를 제안한다. 제안된 기법은 IP주소를 여러 개의 분할 압축 트라이로 나누어서 주소탐색이 하나의 분할된 압축트라이에서만 이루어지도록 하여 탐색시간을 줄인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제28권4B호
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• pp.298-305
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• 2003

본 논문에서는 ATM 기반 레이블 에지 라우터의 IP 패킷 포워딩 엔진을 위한 고성능 룩업 제어기를 제안하였다. 제안한 룩업 제어기는 IP 패킷에 대한 Best Effort 서비스 뿐만 아니라 MPLS(Multiprotocol Label Switching), VPN(Virtual Private Network), ELL(Emulated Leased Line), RT(Real Time) 서비스 등의 차별화된 서비스들을 제공할 수 있도록 설계하였다. 고속의 IP 주소 검색을 위하여 소프트웨어 기반의 알고리즘 방식을 사용하지 않고 TCAM(Ternary Content Addressable Memory) 기반의 하드웨어 방식을 적용하였으며, IP 패킷 헤더 처리 및 룩업 제어 기능을 고속으로 수행하기 위하여 룩업 제어 기능을 FPGA(Field Programmable Gate Array)로 구현하였다. 룩업 제어기는 사용자의 차별화된 다양한 요구를 수용할 수 있으며, 성능 향상을 위하여 파이프라인 기법으로 처리되도록 설계하였다. 또한 패킷 헤더의 여러 영역을 조합한 비교키에 대한 룩업 기능을 수행하기 위하여 2단계 검색 메카니즘을 가지며, 시뮬레이션을 통하여 제안한 룩업 제어기는 약 16Mpps의 성능을 보였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제28권5B호
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• pp.500-511
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• 2003

모바일 IP 프로토콜에서 핸드오프 동안에 발생하는 패킷 손실 때문에 초래되는 TCP의 성능저하를 방지하기 위해서는 모바일 IP 경로 최적화 확장의 스무스 핸드오프 방식에서 이전 기지국이 핸드오프 동안 손실된 패킷들을 버퍼에 저장하고 저장된 패킷들이 이동한 단말에게 전달되어야 한다. 그러나 이동단말이 새로운 서브 네트워크의 혼잡한 기지국으로 이동한 경우에는, 이전 기지국이 포워딩하는 패킷들은 손실되고 또한 포워딩된 패킷들로 인해 심화된 혼잡으로 기지국 내 이동단말 TCP 플로들의 무선링크이용률 성능이 저하되게 된다. 본 논문에서는 기지국 패킷 버퍼링 방식이 결합된 스무스 핸드오프 방식으로 이동단말이 새로운 서브 네트워크의 혼잡한 기지국으로 이동한 경우, 이전 기지국이 핸드오프 동안 저장한 패킷들을 Priority 패킷으로 표기하고 혼잡한 새로운 기지국의 RED 버퍼 관리 방식에서는 Priority 패킷을 큐 길이 및 혼잡정도에 따른 확률적인 폐기의 대상에서 제외하는 암시적인 패킷 포워딩 우선권 보장 방안을 제안하였다. 시뮬레이션 결과는 제안하는 암시적인 패킷 포워딩 우선권 보장 방안을 적용하여 모바일 IP 프로토콜의 수정 없이 모바일 네트워크에서 이동단말들의 무선링크이용률 성능을 향상시킬 수 있음을 보인다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2000년도 봄 학술발표논문집 Vol.27 No.1 (A)
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• pp.334-336
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• 2000

IPv6는 IPv4의 단점을 보완한 차세대 인터넷 프로토콜이다. IPv6 헤더는 플로우 레이블 필드를 제공하여 레이블 값에 따라 차등적인 서비스를 제공할 수 있는 기반을 갖추었다. 본 논문에서는 이러한 레이블의 용도 외에 레이블을 이용한 포워딩 방법을 제안한다. 레이블을 이용한 포워딩은 기존의 MPLS 와 유사한 방식으로 이루어진다. 두 방법의 차이점은, 첫째 MPLS는 속도를 빠르게 하기 위하여 대부분의 스위칭이 2 계층에서 이루어지지만 플로우 레이블을 이용한 방법은 3 계층에서 처리된다. 둘째, 패킷에 플로우 레이블을 기록할 때 기존의 IPv6 헤더 필드를 이용하기 때문에 MPLS에서와 같이 별도의 헤더가 필요치 않다. 또한, 레이블과 플로우에 대한 서비스 정보를 매핑시킬 경우 좀더 수월하게 차등적 서비스를 지원할 수 있다. 본 논문에서는 IPv6 레이블 포워딩을 구현해서 실험한 실험 망과 현재 리눅스 커널(2.2.X)상에서 구현되어있는 IPv6의 포워딩 구조, 그리고 구현된 플로우 레이블 포워딩에 대하여 논한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2002년도 가을 학술발표논문집 Vol.29 No.2 (3)
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• pp.1-3
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• 2002

백본 라우터에서의 최장 길이 프리픽스 검색(LPM: Longest Prefix Matching) 속도를 향상시키기 위해 활발히 연구된 방식들은 계산 량과 사용 메모리 량을 교환하는 방식들이다. 이러한 방식들은 성능향상을 위해서 대용량의 포워딩 테이블(Forwarding Table)을 캐쉬(Cache)에 저장할 수 있는 소용량 인덱스 테이블(Index Table)로 압축함으로써 고속 캐쉬 접근 회수와 그 계산량은 증가하는 대신 저속 메모리 접근 회수를 줄이는 방식이다.〔1〕본논문에서는 저속 메모리 사용량이 증가하는 반면 저속 메모리의 접근 빈도와 계산량을 동시에 감소시키는 FPLL(Fixed Prefix Length Lookup) 방식을 소개한다. 이 방식은 포워딩 엔트리(Entry)들을 프리픽스의 상위 비트(Bit)에 의해 그룹으로 나누고, 각 그룹에 속하는 엔트리들을 같은 길이로 정렬한다. FPLL에서의 LPM검색은 목적지 주소가 속하는 그룹들의 길이를 계산하여 검색할 최장 프리픽스의 길이를 미리 결정하고, 결정된 프리픽스를 키(key)로 하여 해시 테이블(Hash Table)로 구성된 포워딩 테이블에서 완전 일치(Exact Matching) 검색을 한다. 완전 일치 검색을 위해 같은 그룹에 속한 엔트리들을 정렬할 필요가 있는데 이 정렬을 위해 여분의 포워딩 테이블 엔트리가 생성된다. 3만개 엔트리를 갖는 Mae-West〔2〕 경우에, FPLL방식은 12만개 정도의 여분의 엔트리가 추가로 생성되는 대신에 1번 캐쉬 접근과 O(1)의 복잡도를 갖는 해시 테이블 검색으로 LPM 검색을 수행한다.