• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.807-816
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• 2021

4차 산업혁명 기술로 네트워크 트래픽은 공급의 증가, 수요의 증가, 트래픽 패턴의 복잡도 증가의 특징으로 유통되는 Data가 늘고 있다. 이런 방대한 트래픽을 효율적으로 관리하기 위해 H/W와 S/W가 분리된 개념인 SDN이 차세대 네트워크로 주목받고 있다. S/W Opensource로 구현된 SDN의 Controll Layer, Infrastructure Layer 컨트롤러를 이용하여 경직된 Vendor 종속성의 문제를 탈피하여 유연한 정책을 적용할 수 있는 장점으로 많은 연구가 진행되고 있다. 이에 본 논문에서는 SDN을 이용하여 네트워크 계층의 패킷 구조를 통해 그룹화하고 Packet Delay, Transmission Rate 등을 분석하여 효율적인 부하분산 기법을 제안한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권8호
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• pp.3701-3727
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• 2016

Recently Service Function Chaining (SFC) is promising to innovate the network service mode in modern networks. However, a feasible implementation of SFC is still difficult due to the need to achieve functional equivalence with traditional modes without sacrificing performance or increasing network complexity. In this paper, we present a configurable network service chaining (CNSC) mechanism to provide services for network traffics in a flexible and optimal way. Firstly, we formulate the problem of network service chaining and design an effective service chain construction framework based on integrating software-defined networking (SDN) with network functions virtualization (NFV). Then, we model the service path computation problem as an integer liner optimization problem and propose an algorithm named SPCM to cooperatively combine service function instances with a network utility maximum policy. In the procedure of SPCM, we achieve the service node mapping by defining a service capacity matrix for substrate nodes, and work out the optimal link mapping policies with segment routing. Finally, the simulation results indicate that the average request acceptance ratio and resources utilization ratio can reach above 85% and 75% by our SPCM algorithm, respectively. Upon the prototype system, it is demonstrated that CNSC outperforms other approaches and can provide flexible and scalable network services.

• 융합보안논문지
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• 제20권5호
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• pp.3-10
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• 2020

최근 인터넷 그리고 네트워크는 사회를 구성하는 필수적인 인프라로 여겨짐과 동시에 이에 대한 보안 위협 상황이 지속적으로 증대되고 있다. 그러나 네트워크에서 실제 패킷을 전송하는 스위치 단에서는 기본적으로 고정적인 룰에 의한 방화벽 혹은 네트워크 접근 제어를 통해서만 보안 위협을 대응할 수 있어, 보안 위협에 대한 효과적인 대응은 네트워크 자체에서는 극히 제한적이며, 능동적으로 대처하지 못하고 있다. 본 논문에서는 네트워크 데이터 평면 프로그래밍 언어인 P4(Programming Protocol-independent Packet Processor)를 통해 네트워크 내 모든 플로우를 P4 스위치 단에서 실시간으로 모니터링하고, 특정 보안 공격 패킷을 스위치 단에서 처리함으로써, 네트워크 단에서 분산 DDoS 공격, IP Spoofing 공격 등을 대응할 수 있는 인-네트워크 (In-Network) 보안 관리 방법을 제안한다. 또한 네트워크 사용자 혹은 보안 관리자의 운영 정책을 SDN (Software-Defined Networking) 제어기를 통해 P4 스위치에서 적용함으로써, 다양한 네트워크 응용 환경에서의 보안 요구 사항을 반영할 수 있다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.679-686
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• 2020

전 세계 데이터 총량이 2025년이면 175 ZB로 늘어날 것으로 전망되면서[1] 네트워크 영역에서의 데이터 처리 능력은 더욱 중요해지고 있다. 특히 데이터센터는 데이터 사용량이 늘어남에 따라 고집적화되고 있어서 유입되는 데이터로부터 유발되는 부하는 비용 절감과 효율적인 운영 등을 위해 적절히 분산되어야 한다. 기존 네트워크 체계의 한계점을 극복하기 등장한 SDN 기술은 네트워크 장비에서 H/W와 S/W를 분리하여 Legacy 체계의 경직성을 해소하는데, S/W 기반의 유연성을 이용해서 데이터센터에서의 부하분산에 효과적으로 적용할 수 있다. 본 논문에서는 SDN 기술을 활용하여 사용자로부터 받은 데이터를 유형별로 분류하고, 분류된 데이터를 데이터센터내 서버의 응답시간 순서대로 전송·처리함으로써 효율을 높일 수 있는 방법을 제안한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권1호
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• pp.264-284
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• 2021

As the next-generation network architecture, software-defined networking (SDN) has great potential. But how to forward data packets safely is a big challenge today. In SDN, packets are transferred according to flow rules which are made and delivered by the controller. Once flow rules are modified, the packets might be redirected or dropped. According to related research, we believe that the key to forward data flows safely is keeping the consistency of flow rules. However, existing solutions place little emphasis on the safety of flow rules. After summarizing the shortcomings of the existing solutions, we propose FRChain to ensure the security of SDN data forwarding. FRChain is a novel scheme that uses blockchain to secure flow rules in SDN and to detect compromised nodes in the network when the proportion of malicious nodes is less than one-third. The scheme places the flow strategies into blockchain in form of transactions. Once an unmatched flow rule is detected, the system will issue the problem by initiating a vote and possible attacks will be deduced based on the results. To simulate the scheme, we utilize BigchainDB, which has good performance in data processing, to handle transactions. The experimental results show that the scheme is feasible, and the additional overhead for network performance and system performance is less than similar solutions. Overall, FRChain can detect suspicious behaviors and deduce malicious nodes to keep the consistency of flow rules in SDN.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.189-198
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• 2015

Despite the fact that traffic engineering techniques have been comprehensively utilized in the past to enhance the performance of communication networks, the distinctive characteristics of Software Defined Networking (SDN) demand new traffic engineering techniques for better traffic control and management. Considering the behavior of traffic, large flows normally carry out transfers of large blocks of data and are naturally packet latency insensitive. However, small flows are often latency-sensitive. Without intelligent traffic engineering, these small flows may be blocked in the same queue behind megabytes of file transfer traffic. So it is very important to identify large flows for different applications. In the scope of this paper, we present an approach to detect large flows in real-time without even a short delay. After the detection of large flows, the next problem is how to control these large flows effectively and prevent network jam. In order to address this issue, we propose an approach in which when the controller is enabled, the large flow is mitigated the moment it hits the predefined threshold value in the control application. This real-time detection, marking, and controlling of large flows will assure an optimize usage of an overall network.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.33-41
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• 2018

In recent years, technology is rapidly changing to support new service consumption and distribution models in multimedia service systems and hybrid delivery of media services is a key factor for enabling next generation multimedia services. This phenomenon can lead to rapidly increasing network traffic and ultimately has a direct and aggravating effect on the user's quality of service (QOS). To address the issue, we propose a novel system architecture to provide smart hybrid media services efficiently. The architecture is designed to apply the software-defined networking (SDN) method, detect changes in traffic, and combine the data, including user data, service features, and computation node status, to provide a service schedule that is suitable for the current state. To this end, the proposed architecture is based on 2-level scheduling, where Level-1 scheduling is responsible for the best network path and a computation node for processing the user request, whereas Level-2 scheduling deals with individual service requests that arrived at the computation node. This paper describes the overall concept of the architecture, as well as the functions of each component. In addition, this paper describes potential scenarios that demonstrate how this architecture could provide services more efficiently than current media-service architectures.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.694-699
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• 2017

정보통신 기술의 발달은 네트워크 사용자들이 손쉽게 멀티미디어 서비스를 이용할 수 있도록 했다. 이로 인해 정보통신 사업자들은 QoS(Quality of Service) 기반의 멀티미디어 서비스를 제공하는 기술을 주목하기 시작했다. IMS(IP Multimedia Subsystem)는 멀티미디어 서비스 및 응용 서비스를 제공하는 기술 중 하나로 IP 네트워크를 기반으로 하는 플랫폼이다. 최근에 주목을 받고 있는 5G 네트워크는 대규모의 용량 및 연결, 적응성, 끊김 없는 이종성, 그리고 고도의 유연성으로 표현된다. 5G로 향하는 근래의 네트워크 기술에서 급증하는 네트워크 디바이스와 서비스 이용자는 트래픽의 부하를 일으킬 수밖에 없다. 본 논문은 이러한 네트워크 트래픽의 부하를 네트워크 가상화 기술인 SDN(Software Defined Network)을 이용하여 최소화하고, 여기에 SNMP(Simple Network Management Protocol)를 이용하여 보다 더 효율적인 네트워크 관리를 하려한다. 이를 위해 SDN을 이용한 IMS 네트워크에서 이용될 동적 라우팅 알고리즘과 SNMP의 private MIB(Management Information Base)의 설계를 제안한다. 본 논문의 제안을 통해 정보통신 사업자는 보다 효율적으로 네트워크 자원을 제공 할 수 있다고 기대한다.

• 정보과학회 논문지
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• 제44권9호
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• pp.976-985
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• 2017

낮은 비용으로 무선 네트워킹 인프라를 구축할 수 있는 무선 메쉬 네트워크에서는 제한된 무선 자원을 효율적으로 이용하기 위해 패킷 전송(특히, 불필요하게 중복되는 패킷 전송)을 신중하게 처리해야 한다. 본 논문에서는 컨트롤러를 통한 중앙 집중식의 관리가 가능한 소프트웨어 정의 네트워킹 기반의 무선 메쉬 네트워크에서 불필요하게 중복 전송되는 데이터의 양을 감소시키기 위해 경량화된 중복 제거기법을 제안한다. 제안하는 중복 제거 기법은 감소되는 트래픽 양을 극대화하기 위해 컨트롤러가 1) 기계학습 기반의 정보 요청, 2) ID기반의 소스 라우팅, 3) 인기도 기반의 캐쉬 업데이트를 통해 중복 제거 효과를 극대화시킬 수 있는 최적의 경로를 결정한다. 시뮬레이션 결과는 제안하는 기법을 통해 전체 트래픽 부하를 18.34%-48.89% 만큼 감소시킬 수 있음을 보여준다.

• 융합보안논문지
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• 제16권2호
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• pp.19-23
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• 2016

최근 몇 년 동안 네트워크 인프라의 설계, 관리, 그리고 운영하는 방식은 새로운 기술들과 구성 방식들의 등장으로 끊임없이 진화하고 있다. 이러한 거대한 추세를 반영하고 이러한 신기술들이 제공하는 막대한 경제적인 이득과 유연성을 기반으로 소프트웨어 정의 네트워킹 (SDN)과 네트워크 기능 가상화 (NFV)가 핵심요소로 등장하였다. SDN/NFV는 네트워크 인프라의 민첩성을 대폭 향상시켜 네트워크 운영자나 서비스 제공자로 하여금 게이트웨이, 라우터, 그리고 로드 밸런서와 같은 자신만의 네트워크 기능들을 일반적인 하드웨어 상에서 구현 가능하게 하였다. SDN/NFV를 통하여 네트워크 서비스의 설계, 제공 및 운용이 동적으로 지원 가능하게 되었다. NFV에서 MANO는 이러한 가상 인프라 관리자 (VIM)나 가상 네트워크 기능 관리자 (VNFM)와 같은 소프트웨어 관리자들의 오케스트레이션을 지원한다. 본 논문에서는 이러한 NFV MANO의 내용을 체계적으로 살펴보고 가상화 환경에서의 보안체계를 제안하고 있다.