• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제13권10호
• /
• pp.5058-5077
• /
• 2019

Traditional regenerating codes are designed to tolerate node failures with optimal bandwidth overhead. However, there are many types of partial failures inside the node, such as latent sector failures. Recently, proposed regenerating codes can also repair intra-node failures with node-level redundancy but incur significant bandwidth and I/O overhead. In this paper, we construct a new scheme of regenerating codes, called IR-RBT codes, which employs intra-node redundancy to tolerate intra-node failures and serve as the help data for other nodes during the repair operation. We propose 2 algorithms for assigning the intra-node redundancy and RBT-Helpers according to the failure probability of each node, which can flexibly adjust the helping relationship between nodes to address changes in the actual situation. We demonstrate that the IR-RBT codes improve the bandwidth and I/O efficiency during intra-node failure repair over traditional regenerating codes but sacrifice the storage efficiency.

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제11권6호
• /
• pp.564-573
• /
• 2009

In this paper, we consider a wireless multiple path network in which a transmitting node would like to send a message to the receiving node with a certain probability of success. These two nodes are separated by N erasure paths, and we devise two algorithms to determine minimum redundancy and optimal symbol allocation for this setup. We discuss the case with N = 3 and then extend the case to an arbitrary number of paths. One of the algorithms minimum redundancy algorithm in exponential time is shown to be optimal in several cases, but has exponential running time. The other algorithm, minimum redundancy algorithm in polynomial time, is sub-optimal but has polynomial worstcase running time. These algorithms are based off the theory of maximum-distance separable codes. We apply the MRAET algorithm on maximum-distance separable, Luby transform, and Raptor codes and compare their performance.

• 전기학회논문지P
• /
• 제62권1호
• /
• pp.23-29
• /
• 2013

TCN(train communication network) standard was approved in 1999 by the IEC (IEC 61375-1) and IEEE (IEEE 1473-T) organizations to warrant a reliable train and equipment interoperability. TCN defines the set of communication vehicle buses and train buses. The MVB(multifunction vehicle bus) defines the data communication interface of equipment located in a vehicle and the WTB(wire train bus) defines the data communication interface between vehicles. The WTB and each MVB will be connected over a node acting as gateway. Also, to support applications demanding a high reliability, the standard defines a redundancy scheme in which the bus may be double-line and redundant-node implemented. In this paper we have presented protocol analysis platform for the WTB redundancy which is part of TCN system, to verify communication state of high-speed trains. As a confirmation of its validity, the technology described in this paper has been successfully applied to state monitoring and protocol verification of redundancy WTB based on TCN.

• Journal of Information Processing Systems
• /
• 제9권3호
• /
• pp.477-488
• /
• 2013

Wireless Sensor Networks (WSNs) are comprised of sensor nodes that forward data in the shape of packets inside a network. Proficient packet forwarding is a prerequisite in sensor networks since many tasks in the network, together with redundancy evaluation and localization, depend upon the methods of packet forwarding. With the motivation to develop a fault tolerant packet forwarding scheme a Self-Localized Packet Forwarding Algorithm (SLPFA) to control redundancy in WSNs is proposed in this paper. The proposed algorithm infuses the aspects of the gossip protocol for forwarding packets and the end to end performance of the proposed algorithm is evaluated for different values of node densities in the same deployment area by means of simulations.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제13권12호
• /
• pp.5928-5947
• /
• 2019

Multicast Mesh based Mobile Ad-hoc NETworks (MANETs) provide efficient data transmission in energy restraint areas without a fixed infrastructure. In this paper, the authors present an improved version of protocol SLIMMER developed by them earlier, and name it SLIMMER-SN. Most mesh-based protocols suffer from redundancy; however, the proposed protocol controls redundancy through the concept of forwarding nodes. The proposed protocol uses remaining energy of a node to decide its energy efficiency. For measuring stability, a new metric called Stability of Node (SN) has been introduced which depends on transmission range, node density and node velocity. For data transfer, a weighted cost function selects the most energy efficient nodes / most stable nodes or a weighted combination of both. This makes the node selection criteria more dynamic. The protocol works in two steps: (1) calculating SN and (2) using SN value in the weighted cost function for selection of nodes. The study compared the proposed protocol, with other mesh-based protocols PUMA and SLIMMER, based on packet delivery ratio (PDR), throughput, end-to-end delay and average energy consumption under different simulation conditions. Results clearly demonstrate that SLIMMER-SN outperformed both PUMA and SLIMMER.

• Journal of the Optical Society of Korea
• /
• 제20권6호
• /
• pp.678-685
• /
• 2016

The standard high-availability seamless redundancy (HSR) protocol utilizes duplicated frame copies of each sent frame for zero fail over time. This means that even in cases of a node or link failure, the destination node will receive at least one copy of the sent frame, resulting in no network downtime. However, the standard HSR is mostly based on the electrical signal connection inside the node, which leads to the production of considerable latency at each node due to frame processing. Therefore, in a large scale HSR ring network, the accumulated latencies become significant and can often restrict the mission-critical real-time application of HSR. In this paper, we present a novel design for optical HSR (OHSR) that uses beam splitting/combining techniques. The proposed OHSR passes the frames directly to adjacent nodes without frame processing at each node, thereby theoretically generating no latency in any node. Various simulations for network samples, made to validate the OHSR design and its performance, show that the OHSR outperforms the standard HSR.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제32권9A호
• /
• pp.898-904
• /
• 2007

MANETs(Mobile Ad-hoc Networks)에서는 네트워크에 참여하는 노드 간 통신을 위해 노드 식별 주소를 받아야 한다. 주소는 노드 자신 또는 다른 노드에 의해 생성되며, 이 주소가 사용 가능한 유일한 주소인지 검사하기 위해 주소 중복 검사(Duplicate Address Detection)를 수행한다. 하지만 이런 방법은 MANETs의 확장성이 떨어지는 문제가 발생한다. 본 논문은 MANETs에서 이동 노드들을 그룹으로 묶어 그룹 단위로 관리 할 수 있고 제어 메시지의 교환 부하 감소 및 이동성 관리가 용이해지는 클러스터의 특성을 주소할당 프로토콜에 적용하여 주소 중복 검사에 소요되는 시간을 최소화하고 확장성 문제를 해결하는 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안한 방법은 시뮬레이션을 통한 결과 MANETConf[2]보다 노드 수 증가에 따라 우수한 성능을 보여준다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보과학회 2003년도 가을 학술발표논문집 Vol.30 No.2 (3)
• /
• pp.199-201
• /
• 2003

Ad hoc network은 stationary infrastructure의 도움 없이 이동 노드들이 필요 시 network 형태을 구성하여 통신이 이루어지게 하는 network으로 ad hoc network 환경에 맞는 다양한 라우팅 프로토콜들이 개발되었고 크게는 table­driven, on­demand 방식으로 나눌 수 있는데 on­demand 방식의 AODV 프로토콜은 routing overhead가 적다는 장점이 있는 반면 single path로 data forwarding을 진행하여 중간노드의 이동에 의한 path가 broken되는 경우 local routing을 하거나 새로이 source­initialed route rediscovery을 수행하여 전송 delay 및 control traffic overhead 등을 높이는 결과를 발생 시켰다. 본 논문은 single path로 구성되는 AODV 프로토콜의 route failures시 문제점을 보완한 Associativity Based Redundancy path Routing(ABRR) 및 Alternate Redundancy path Routing(ARR) schemes을 제안한다. 첫째, ABRR은 main path상에 있는 각 노드들은 associativity based stable node 정보를 이용하여 path broken 이전에 local redundancy path을 구성하여 path broken시 local routing없이 route을 복구할 수 있게 하고 둘째, ARR은 source­initialed route discovery에 의해 alternate path을 구성하여 ABRR 그리고 local routing에 의해 main route recovery 실패 시 alternate path을 main path로 전환하여 control traffic overhead 및 전송 delay을 줄이게 한다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제53권9호
• /
• pp.26-37
• /
• 2016

현재 전달망의 핵심기술은 링크 또는 노드 장애가 발생했을 경우에 경로 이중화를 통해 50ms이내에 망을 복구하는 OAM 및 보호절체 기술이다. 개별 통신사업자, 지방/중앙 정부, 중요 기업의 전달 망은 장애에 대한 실시간 망 복구를 위해 보호 서브네트워크를 개별적으로 설정, 관리되고 있다. 그래서 개별 보호 서브네트워크의 종단 노드에 대해 노드 이중화를 적용하여 종단 노드 장애에 대해 대비하는 것이 중요하다. 하지만 MPLS-TP, 캐리어 이더넷과 같은 패킷 전달망에서 선형 보호절체가 적용되는 보호 서브네트워크는 이중 노드 상호 연결 방안이 존재하지 않는다. 비록 이더넷 링 보호절체는 이중 노드 상호 연결방안을 포함하고 있지만 이더넷 링 보호절체의 기술적 특성상 연결 노드에서 장애가 발생하면 전이 트래픽이 급격하게 증가될 수 있다. 본 논문에서는 보호 서브네트워크에서 연결 노드 이중화를 위한 선형 보호절체 적용 방안을 제시한다. 그리고 링크와 상호 연결 노드의 장애에 대한 여러 실험을 통해 제안된 선형 보호와 링 보호 프로세스의 다양한 조합이 어떻게 다중 보호 서브네트워크에서 서비스 트래픽의 복구 탄력성에 영향을 미치는 지를 분석한다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제51권5호
• /
• pp.20-28
• /
• 2014

본 논문에서는 분산 제어망에서 통신 오류가 발생한 노드를 실시간으로 탐지할 수 있는 기법을 제안한다. 기존의 분산 제어망은 노드 내 오류가 발생하는 지점을 탐지하기 위해, 노드 간 의존성의 영향을 고려해야 하며 이는 전체적인 분산 제어망의 성능 저하의 원인이 될 수 있다. 이를 해결하기 위하여, 본 논문에서 제안된 기법은 각 노드의 손상으로 인해 발생되는 고장노드들을 빠른 시간 내에 탐지하기 위해 단일 Bose-Chaudhuri-Hocquenghem (BCH) 비트를 Cyclic Redundancy Check (CRC) 코드에 삽입하여 기존의 CRC 코드 내 비트와 대체하는 방식을 택한다. 고장 노드 판정의 탐지 정확성을 높이기 위해 고장 가중치 계수를 통한 고장 판단 기법을 제안한다. 제안된 기법의 효용성을 증명하기 위해 MATLAB을 이용하여 모의실험 환경을 구축하고, 제안된 기법의 성능을 분석하였다. 이를 통하여, BCH 코드 내 비트 간 분배를 통해 수정되는 정도에 관계없이 CRC 코드의 성능이 우수하게 보존됨을 알 수 있었으며, 기존의 CRC 코드 기법보다 빠른 시간 내에 손상된 노드를 탐지할 수 있음을 보였다.