• 제목/요약/키워드: Network topology

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수중센서 네트워크에서 자기 조직화 기법을 이용한 네트워크 토폴로지 구성법 (A Self-organized Network Topology Configuration in Underwater Sensor Networks)

  • 김경택;조호신
    • 한국음향학회지
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    • 제31권8호
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    • pp.542-550
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    • 2012
  • 본 논문에서는 수중센서 네트워크에서 자기 조직화 기법을 활용하여 네트워크 토폴로지를 적응적으로 제어하고 노드 간 통신에 소요되는 에너지를 최소화하는 해법을 제안한다. 제안 기법은 네트워크 전체의 중앙제어 기능 없이 국지적으로 노드들 간의 시그널링을 통해 각 노드의 배터리 잔여량 정보를 공유하고 이를 바탕으로 클러스터의 헤더를 선출하거나 필요한 경우 네트워크 토폴로지를 지역적으로 조정함으로써 네트워크 전체의 수명을 연장할 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 수중센서 네트워크에서의 대표적 토폴로지 구성법인 LEACH 기법과 제안 기법을 비교 분석한다. 이를 위한 성능 파라미터로서 네트워크 구성 일정 시간 후 배터리를 모두 소진하지 않은 생존 노드 개수, 배터리 잔여량 편차, 네트워크 구성을 위한 초기화 단계 및 구조 조정 단계에서의 에너지 소모량을 사용한다.

Energy Efficient Wireless Sensor Networks Using Linear-Programming Optimization of the Communication Schedule

  • Tabus, Vlad;Moltchanov, Dmitri;Koucheryavy, Yevgeni;Tabus, Ioan;Astola, Jaakko
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제17권2호
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    • pp.184-197
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    • 2015
  • This paper builds on a recent method, chain routing with even energy consumption (CREEC), for designing a wireless sensor network with chain topology and for scheduling the communication to ensure even average energy consumption in the network. In here a new suboptimal design is proposed and compared with the CREEC design. The chain topology in CREEC is reconfigured after each group of n converge-casts with the goal of making the energy consumption along the new paths between the nodes in the chain as even as possible. The new method described in this paper designs a single near-optimal Hamiltonian circuit, used to obtain multiple chains having only the terminal nodes different at different converge-casts. The advantage of the new scheme is that for the whole life of the network most of the communication takes place between same pairs of nodes, therefore keeping topology reconfigurations at a minimum. The optimal scheduling of the communication between the network and base station in order to maximize network lifetime, given the chosen minimum length circuit, becomes a simple linear programming problem which needs to be solved only once, at the initialization stage. The maximum lifetime obtained when using any combination of chains is shown to be upper bounded by the solution of a suitable linear programming problem. The upper bounds show that the proposed method provides near-optimal solutions for several wireless sensor network parameter sets.

위상 결합을 기반으로 한 연결 망 설계 및 시뮬레이션 (Design and Simulation of Interconnection Network Based on Topological Combination)

  • 장창수;최창훈
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권6B호
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    • pp.563-574
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    • 2004
  • 본 논문에서는 정적 네트워크 위상과 동적 위상을 결합한 새로운 부류의 MIN(Multistage Interconnection Network)인 Combine MIN을 제안한다. Combine MIN은 단일 경로 성질을 갖는 MIN보다도 적은 하드웨어 비용을 가지면서도 다중 경로를 제공한다. 또한 Combine MIN은 빈번한 통신을 갖는 프로세서-메모리에 짧은 경로의 지름길 경로 및 다중 경로를 제공함으로써 지역화된 통신에 적합하게 구성할 수 있게 설계되었다. 성능 평가를 위한 시뮬레이션 결과에 따르면 Combine MIN은 높은 지역화된 통신에서 같은 네트워크 크기를 갖는 기존의 MIN보다 우수한 성능을 보였다. 따라서 Combine MIN은 공유 메모리 다중 프로세서 시스템에서 지역화된 통신구조를 갖는 병렬 응용 분야에서 효율적으로 활용될 수 있을 것이다.

Performance Variations of AODV, DSDV and DSR Protocols in MANET under CBR Traffic using NS-2.35

  • Chandra, Pankaj;Soni, Santosh
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제22권7호
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    • pp.13-20
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    • 2022
  • Basically Mobile Ad Hoc Network (MANET) is an autonomous system with the collection of mobile nodes, these nodes are connected to each other by using wireless networks. A mobile ad hoc network poses this quality which makes topology in dynamic manner. As this type of network is Ad Hoc in nature hence it doesn't have fixed infrastructure. If a node wishes to transfer data from source node to a sink node in the network, the data must be passed through intermediate nodes to reach the destination node, hence in this process data packet loss occurs in various MANET protocols. This research study gives a comparison of various Mobile Ad Hoc Network routing protocols like proactive (DSDV) and reactive (AODV, DSR) by using random topology with more intermediate nodes using CBR traffic. Our simulation used 50, 100, and 150 nodes variations to examine the performance of the MANET routing protocols. We compared the performance of DSDV, AODV and DSR, MANET routing protocols with the result of existing protocol using NS-2 environment, on the basis of different performance parameters like Packet Delivery Ratio, average throughput and average end to end delay. Finally we found that our results are better in terms of throughput and packet delivery ratio along with low data loss.

Bridge-edges Mining in Complex Power Optical Cable Network based on Minimum Connected Chain Attenuation Topological Potential

  • Jiang, Wanchang;Liu, Yanhui;Wang, Shengda;Guo, Jian
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제15권3호
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    • pp.1030-1050
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    • 2021
  • The edges with "bridge characteristic" play the role of connecting the communication between regions in power optical cable network. To solve the problem of mining edges with "bridge characteristic" in provincial power optical cable network, the complex power optical cable network model is constructed. Firstly, to measure the generated potential energy of all nodes in n-level neighborhood local structure for one edge, the n-level neighborhood local structure topological potential is designed. And the minimum connected chain attenuation is designed to measure the attenuation degree caused by substituted edges. On the basis of that, the minimum connected chain attenuation topological potential based measurement is designed. By using the designed measurement, a bridge-edges mining algorithm is proposed to mine edges with "bridge characteristic". The experiments are conducted on the physical topology of the power optical cable network in Jilin Province. Compared with that of other three typical methods, the network efficiency and connectivity of the proposed method are decreased by 3.58% and 28.79% on average respectively. And the proposed method can not only mine optical cable connection with typical "bridge characteristic" but also can mine optical cables without obvious characteristics of city or voltage, but it have "bridge characteristic" in the topology structure.

다중링-메시 토폴로지 기반 T-SDN(Transport SDN)에서 보호·복구 경로 계산 방식 (Protection and restoration path calculation method in T-SDN (Transport SDN) based on multiple ring-mesh topology)

  • 김현철
    • 융합보안논문지
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    • 제23권1호
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    • pp.3-8
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    • 2023
  • 다중 도메인 광 전송망은 기본적으로 상호 운용되지 않으며 전체 망차원의 통합 오케스트레이션 메커니즘과 경로 제공 메커니즘이 필요하다. 더불어 망의 생존성 보장은 중요한 쟁점 중의 하나이다. MPLS-TP(Multi-Protocol Label Switching-Transport Profile)에서는 다양한 보호·복구 방안을 표준으로 정의하고 있으나 보호·복구 경로를 계산·선정하는 방안에 대해서는 언급하고 있지 않다. 따라서 광회선패킷 통합망 차원에서 보호·복구 충돌을 최소화하여 통합망 전 영역에 걸쳐 신속한 보호·복구가 가능한 경로를 계산·설정하는 알고리즘이 필요하다. 본 논문에서는 다중링-메시 토폴로지 형태로 구성된 T-SDN 망에서 신속한 보호·복구가 가능한 경로를 계산·설정하는 알고리즘을 제안하였다.

재결정 위상의 분산적 구성과 비구조적 피어투피어 망에서의 효율적 검색 (Distributed Construction of the Recrystallization Topology and Efficient Searching in the Unstructured Peer-to-Peer Network)

  • 박재현
    • 한국정보과학회논문지:정보통신
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    • 제35권4호
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    • pp.251-267
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    • 2008
  • 본 논문에서 비구조적 피어투피어 망을 위한 적은 검색 시간을 가지는 최적화된 위상을 구성하는 분산된 위상 제어 알고리즘을 제안한다. 각 노드는 높은 검색 적중률을 가지는 최적의 노드들을 노드 자신의 적중률에 지수적으로 비례하는 수만큼 선택하고, 그들과 연계한다. 총체적 거동은 자연계에서는 볼 수 있는, 각 입자의 에너지 준위에 따라 입자들이 결합되는 재결정 현상과 결과적으로 거의 유사하다. 구성된 위상의 노드들의 적중율들 사이에는 부분 순서(Partial-order) 관계가 있다. 그러므로, 질의 메시지가 노드를 방문하는 경우에, 그 노드는 항상 직전에 방문하였던 노드들 보다 더 높은 적중률을 가지고 있다. 또한, 무위도식(Freeloader) 노드로부터 보내진 질의 메시지는 한 홉 전달에 의해, 무위도식하지 않은 노드들로 전달될 수 있고, 그것은 다시는 무위도식하는 노드들을 방문하지 않는다. 이처럼 검색은 제한된 지연시간 안에 이루어진다. 또한, 본 논문에서는 이 위상을 활용하여 효과적인 연쇄반응적 검색 방법을 제안한다. 그러한 제어된 다중 전송 방식은, 방송을 사용하는 방식 보다 질의 메시지들의 수를 43 퍼센트만큼 줄이며, 검색시간을 94 퍼센트 절감한다. 제안된 방안의 검색 성공률은 99 퍼센트이다.

산업용 무선 센서 네트워크에서의 기계학습 기반 이동성 지원 방안 (Mobility Support Scheme Based on Machine Learning in Industrial Wireless Sensor Network)

  • 김상대;김천용;조현종;정관수;오승민
    • 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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    • 제9권11호
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    • pp.256-264
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    • 2020
  • 산업용 무선 센서 네트워크는 여러 산업 분야에서의 생산성 향상, 비용 절감 등을 위해 사용되고 있으며, 저지연, 고신뢰 데이터 전송과 같은 성능을 요구한다. 이를 달성하기 위해서, 산업용 무선 센서 네트워크에서는 네트워크 매니저를 통해 네트워크 위상에 대한 그래프 생성 및 자원 할당을 수행하여, 각 장치의 전송 주기 및 경로를 미리 결정한다. 하지만, 이러한 네트워크 관리 방법은 네트워크 위상 변화 시에 그래프 재생성 및 자원 재할당을 수행해야 하므로, 잦은 위상 변화가 발생하는 네트워크 환경에서는 관리비용 증가와 요구성능의 일시적 저하와 같은 현상이 발생하므로 적합하지 않다. 즉, 최근에 다양한 이동 장치를 활용하는 산업용 무선 센서 네트워크에서는 이동 장치로 인한 경로 단절 및 경로 재구성 과정에서 발생하는 지연 전송과 전송 신뢰성 저하를 방지할 수 있는 네트워크 관리 방안에 관한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 기계학습을 이용하여 이동 장치의 시간별 위치 및 이동 주기를 분석하고, 이에 기반한 이동 패턴을 추출한다. 또한, 추출된 이동 패턴 정보를 기반으로 예측되는 시간별 네트워크 위상에 대한 그래프 생성 및 자원 할당을 수행하는 네트워크 관리 기능을 제안함으로써, 이동 장치의 이동으로 인한 성능 저하의 문제를 방지한다. 성능평가 결과는 제안 방안이 추출한 이동 패턴과 실제 이동 패턴을 비교하였을 때 약 86%의 예측 정확도를 보이고, 기존의 방법에 비해 높은 전송 성공률 및 낮은 자원 점유율의 성능을 보여준다.

A New Single Phase Multilevel Inverter Topology with Two-step Voltage Boosting Capability

  • Roy, Tapas;Sadhu, Pradip Kumar;Dasgupta, Abhijit
    • Journal of Power Electronics
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    • 제17권5호
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    • pp.1173-1185
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    • 2017
  • In this paper, a new single phase multilevel inverter topology with a single DC source is presented. The proposed topology is developed based on the concepts of the L-Z source inverter and the switched capacitor multilevel inverter. The input voltage to the proposed inverter is boosted by two steps: the first step by an impedance network and the second step by switched capacitor units. Compared to other existing topologies, the presented topology can produce a higher boosted multilevel output voltage while using a smaller number of components. In addition, it provides more flexibility to control boosting factor, size, cost and complexity of the inverter. The proposed inverter possesses all the advantages of the L-Z source inverter and the switched capacitor multilevel inverter like controlling the start-up inrush current and capacitor voltage balancing using a simple switching strategy. The operating principle and general expression for the different parameters of the proposed topology are presented in detail. A phase disposition pulse width modulation strategy has been developed to switch the inverter. The effectiveness of the topology is verified by extensive simulation and experimental studies on a 7-level inverter structure.

오픈플로우 기반의 과학실험데이터센터 네트워크의 성능 향상을 위한 스케줄링 알고리즘 (A Scheduling Algorithm for Performance Enhancement of Science Data Center Network based on OpenFlow)

  • 공정욱;민석홍;이재용;김병철
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제21권9호
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    • pp.1655-1665
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    • 2017
  • 최근 많은 클라우드 서비스 제공자, 기업, 연구소 등에서 데이터센터를 활발히 구축하고 있다. 일반적으로 데이터 센터는 부하 분산을 위해 ECMP 데이터 포워딩 기법을 사용하여 트리 토폴로지 형태로 구축된다. 본 논문에서는 트리 토폴로지와 팻트리 토폴로지를 살펴보고, 또한 MLAG와 ECMP 같은 부하 분산 기술을 알아본다. 그리고 데이터 센터내의 호스트에 저장되어 있는 특정 파일을 데이터센터 외부로 효율적으로 송신할 수 있는 스케줄링 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 팻트리 토폴로지와 오픈플로우 프로토콜을 이용한다. 수치해석을 통해 성능 분석을 수행하며, ECMP의 성능과 비교한다. 이러한 성능 비교를 통해 평균처리율과 파일전송완료시간에 있어서 제안된 알고리즘의 성능이 우수함을 보인다.