• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제24권8호
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• pp.1101-1113
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• 2021

The rapid growth of sense-and-respond applications and the emerging cloud computing model present a new challenge: providing publish/subscribe middleware as a scalable and elastic cloud service. The publish/subscribe interaction model is a promising solution for scalable data dissemination over wide-area networks. In addition, there have been some work on the publish/subscribe messaging paradigm that guarantees reliability and availability in the face of node and link failures. These publish/subscribe systems are commonly used in information-centric networks and edge-fog-cloud infrastructures for IoT. The IoT has an edge-fog cloud infrastructure to efficiently process massive amounts of sensing data collected from the surrounding environment. In this paper. we propose a quorum-based hierarchical fault-tolerant publish/subscribe systems (QHFPS) to enable reliable delivery of messages in the presence of link and node failures. The QHFPS efficiently distributes IoT messages to the publish/subscribe brokers in fog overlay layers on the basis of proposing extended stepped grid (xS-grid) quorum for providing tolerance when faced with node failures and network partitions. We evaluate the performance of QHFPS in three aspects: number of transmitted Pub/Sub messages, average subscription delay, and subscritpion delivery rate with an analytical model.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권12호
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• pp.5877-5897
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• 2018

With the popularity of mobile networks and smartphones, geo-textual publish/subscribe messaging has attracted wide attention. Different from the traditional publish/subscribe format, geo-textual data is published and subscribed in the form of dynamic data flow in the mobile network. The difference creates more requirements for efficiency and flexibility. However, most of the existing Top-k geo-textual publish/subscribe schemes have the following deficiencies: (1) All publications have to be scored for each subscription, which is not efficient enough. (2) A user should take time to set a threshold for each subscription, which is not flexible enough. Therefore, we propose an efficient and flexible Top-k geo-textual publish/subscribe scheme. First, our scheme groups publish and subscribe based on text classification. Thus, only a few parts of related publications should be scored for each subscription, which significantly enhances efficiency. Second, our scheme proposes an adaptive publish/subscribe matching algorithm. The algorithm does not require the user to set a threshold. It can adaptively return Top-k results to the user for each subscription, which significantly enhances flexibility. Finally, theoretical analysis and experimental evaluation verify the efficiency and effectiveness of our scheme.

• 정보처리학회논문지A
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• 제18A권5호
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• pp.181-192
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• 2011

정보우위는 현대전에 있어 승패를 결정할 수 있는 요소로써 효과적인 정보교환을 통해 달성이 가능하다. 현재 해군함정에는 다양한 체계가 탑재되어 운용 중이나 체계 들이 군 독자표준(MIL-STD)과 상용(COTS) 장비들이 혼재 되어 구성이 되어 상호운용성이 제한되고 체계들 간의 정보교환이 어렵다. 이에 본 논문에서는 Publish Subscribe 모델 기반의 함정 체계 간 정보교환 아키텍처를 제안한다. 제안 아키텍처는 Publish Subscribe 모델을 통신 미들웨어로 적용하여 서로 다른 체계들 간의 상호운용성을 향상시키고 정보교환이 가능하도록 하였으며 확장성을 가질 수 있도록 하였다. 그리고 Publish Subscribe Broker의 부하 경감을 위해 개선된 트리 기반의 매칭 알고리즘을 제안하였다. 제안하는 트리 매칭 알고리즘은 트리를 구성하는 각 노드에서 Subscription의 Predicate 정보를 포함하여 이벤트 매칭 시간을 단축할 수 있다. 그리고 본 논문의 성능평가를 통해 제안한 트리매칭 알고리즘이 비교대상 알고리즘에 비해 이벤트 매칭시간을 절감 할 수 있는 것을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.327-334
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• 2015

다양한 형태의 미들웨어가 레거시 시스템과 신규 시스템의 통합을 위해 고안되었다. 미들웨어의 대표적인 형태로는 RPC(Remote Procedure Call), MOM(Message Oriented Middleware), TM(Transaction processing Monitor) 등이 있다. MOM 방식의 대표적인 모델인 PS(Publish/Subscribe)는 시스템의 결합도(coupling)가 낮고 낮은 결합도로 인해 높은 확장성(Scalability)를 얻을 수 있다는 장점이 있으나 한편으로는 응집도(cohesiveness) 또한 낮아진다는 단점이 있다. 이에 비해 RPC 방식은 응집도가 높으나 결합도 역시 높다는 단점이 있다. 본 논문에서는 RPC와 PS의 단점을 서로 상쇄시킬 수 있는 하이브리드 모델의 설계와 구현 방안을 제안한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제14권10호
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• pp.11-22
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• 2009

동적이고 자원 제한적인 무선 애드혹 네트워크 환경에서, 발행/구독을 위한 이벤트 라우팅 알고리즘은 네트워크의 성능을 결정하는 중요한 역할을 한다. 지금까지는 노드간의 거리 정보를 이용하여 네트워크 오버헤드를 최소화하려는 이벤트 라우팅 알고리즘이 대표적으로 사용되어 왔다. 본 논문에서는 네트워크 오버헤드 중심의 이벤트 라우팅 알고리즘을 기반으로, 구독되는 주제의 유사도를 추가적으로 고려하여 발행/구독 트리에서의 노드 부모를 결정하는 새로운 알고리즘, TopSim을 제안한다. 본 제안 알고리즘은 기반이 되는 ShopParent 알고리즘을 이용하여 네트워크 오버헤드를 계산하고, 이를 기반으로 부모 후보 집합을 만든 후 새로 가입하는 노드와 부모 후보 노드들의 구독주제의 유사도를 계산하여 이를 기반으로 부모를 결정한다. 그럼으로써 노드들이 다수의 구독 주제를 가지는 경우에 보다 효과적으로 네트워크 오버헤드를 줄이도록 하였다. 성능평가를 통해 기존의 네트워크 오버헤드기반의 알고리즘에 비해 제안 알고리즘이 네트워크 성능을 향상시키는 것을 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권4호
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• pp.1527-1552
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• 2018

The rapidly-evolving demand of applications using wireless sensor networks in several areas such as building and industrial automation or smart cities, among other, makes it necessary to determine and provide QoS support mechanisms which can satisfy the requirements of applications. In this paper we propose a mechanism that establishes different QoS levels, based on Publish/Subscribe model for wireless networks to meet application requirements, to provide reliable delivery of packet and timeliness. The first level delivers packets in a best effort way. The second one intends to provide reliable packet delivery with a novel approach for Retransmission Timeout (RTO) calculation, which adjusts the RTO depending on the subscriber Packet Delivery Ratio (PDR). The third one provides the same reliable packet delivery as the second one, but in addition, it provides data aggregation trying to be efficient in terms of energy consumption and the use of network bandwidth. The last one provides timeliness in the packet delivery. We evaluate each QoS Level with several performance metrics such as PDR, Message Delivery Ratio, Duplicated and Retransmitted Packet Ratio and Packet Timeliness Ratio to demonstrate that our proposal provides significant improvements based on the increase of the PDR obtained.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.102-105
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• 2010

전통적인 Pub/Sub(Publish/Subscribe) 시스템은 중개자(Broker)를 통해 출판자(Pub)의 출판조건(Event)에 매칭되는 구독자(Sub)의 모든 구독조건(Subscription)들을 검색한다. 즉, 출판조건과 구독조건간의 매칭의 정도는 고려되지 않고, 매칭의 유무만을 판단한다. 매칭된 구독조건 간에도 우선순위가 존재할 수 있다. 따라서 기존 Pub/Sub 시스템의 기능을 확장한 우선순위 Pub/Sub 시스템이 필요하다. 이 논문에서는 구독조건간의 우선순위를 결정하기 위해 검색결과의 정확도를 정의 하고 우선순위에 따라 구독조건을 검색할 수 있는 정확도 기반 우선순위 검색기법을 제안한다. 본 검색기법은 IS-Lists(Interval Skip Lists)를 기반으로 동작하며, 정확도를 통해 정렬된 검색 결과를 얻을 수 있다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제25권8호
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• pp.1075-1084
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• 2022

Internet of Things(IoT) has become a key available technology for efficiently implementing device to device(D2D) services in various domains such as smart home, healthcare, smart city, agriculture, energy, logistics, and transportation. A lightweight publish/subscribe(Pub/Sub) messaging protocol not only establishes data dissemination pattern but also supports connectivity between IoT devices and their applications. Also, a Pub/Sub broker is deployed to facilitate data exchange among IoT devices. A scalable edge-based publish/subscribe (Pub/Sub) broker overlay networks support latency-sensitive IoT applications. In this paper, we design a hypercube grid quorum(HGQ) for distributed Pub/Sub systems based IoT applications. In designing HGQ, the network of hypercube structures suitable for the publish/subscribe model is built in the edge layer, and the proposed HGQ is designed by embedding a mesh overlay network in the hypercube. As their applications, we propose an HGQ-based mechansim for dissemination of the data of sensors or the message/event of IoT devices in IoT environments. The performance of HGQ is evaluated by analytical models. As the results, the latency and load balancing of applications based on the distributed Pub/Sub system using HGQ are improved.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 춘계학술대회
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• pp.205-208
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• 2011

최근 분산 환경에서 실시간 데이터 교환에 대한 요구가 증가하면서 발간/구독(publish/subscribe) 기반의 데이터 중심 통신 미들웨어인 DDS (Data Distribution Service)에 대한 관심 또한 증대되고 있다. 현재 다수의 벤더 및 연구단체에서 DDS 미들웨어를 제공하고 있으나 이들 간에 메시지 교환 포맷, 디스커버리 방식 등의 차이로 인해 상호연동이 제대로 되지 않는 문제가 있다. 이에 따라, OMG에서는 네트워크를 통한 메시지 교환을 위한 표준명세인 RTPS (Real-Time Publish-Subscribe)를 정의함으로써 서로 다른 DDS 간의 상호운용성을 제공하고자 하고 있다. 본 논문에서는 DDS의 핵심 기능인 디스커버리의 상호운용성을 위해 RTPS에서 정의하고 있는 SDP (Simple Discovery Protocol)에 대해서 분석하며 SDP의 구현을 위한 효율적인 설계방안을 제공한다.

• KNOM Review
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• 제22권1호
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• pp.30-41
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• 2019

MQTT 프로토콜은 IoT 정보 전송을 위한 오픈 Publish / Subscribe 시스템 중 하나이다. 본 논문에서는 MQTT 클러스터링 시스템에 동적으로 참여하는 가입자를 적절한 브로커에 배정하는 알고리즘을 제안한다. 중앙 집중식 브로커가 있는 MQTT 시스템에서는 가입자와 중개자 간의 연결 및 메시지 손실이 발생한다. 이 논문에서는 확장 가능한 개방형 IoT 시스템을 개발하고 SDN 인프라에서 MQTT 브로커 클러스터링을 고려하여 이 문제를 해결한다. 특히 이 논문은 SDN 기반 MQTT 클러스터에서 브로커의 부하 및 통신비용을 줄이기 위해 브로커의 주제 공유에 따라 브로커에 가입자를 할당하는 문제에 중점을 둔다. 실험 결과는 제안 된 알고리즘이 기존의 방법에 비해 부하 및 비용을 감소시킴을 보여준다.