이동 컴퓨팅 환경을 위한 분산 알고리즘 설계 기법

엄영익(Young Ik Eom),안상준(Sang Joon Ahn) 한국정보과학회 1997 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.24 No.7

이동 컴퓨팅 환경이란 기존의 분산 컴퓨팅 환경이 모빌 호스트들을 지원할 수 있도록 구성된 환경을 의미한다. 이와 같은 환경에서는 모빌 호스트들이 네트워크와의 접속을 유지한 상태에서 공간의 제약없이 이동할 수 있어야 하며 원하는 곳에서 원하는 정보를 얻을 수 있도록 기술적인 지원이 있어야 한다. 분산 알고리즘의 설계를 위한 분산 상호 배제 기법은 지금까지 주로 정적인 호스트들로만 이루어진 분산 환경을 대상으로 연구되어 왔다. 그러나 새롭게 등장한 이동 컴퓨팅 환경에서는 무선 통신, 휴대성, 이동성 등의 특성을 갖는 모빌 호스트가 존재하게 되므로 이러한 모빌 호스트들을 통합한 새로운 상호 배제 기법을 개발하여야 한다. 지금까지 이동 컴퓨팅 환경을 위한 분산 상호 배제 기법은 토큰 링 구조를 기반으로 설계되었으며 이는 이동한 모빌 호스트의 위치 탐색을 위하여 많은 비용이 소모되는 단점을 지니고 있다. 본 논문에서는 가상의 트리 구조에 기반하여 운영 비용을 줄일 수 있는 분산 상호 배제 기법을 제안 할 뿐만 아니라 노드의 고장이 발생할 경우의 회복 기법을 제안하고, 각각에 대한 비용을 산출한다. The mobile computing environment is a distributed environment that is organized to support mobile hosts. In that environment, mobile hosts should be able to move without any constraints and remain connected to the network even while moving. Also, they should be able to get any necessary information regardless of their current location and time. Distributed mutual exclusion methods for supporting distributed algorithms have hitherto been designed for networks only with static hosts. But, with the emergence of mobile computing environments, a new distributed mutual exclusion method should be developed for integrating mobile hosts with existing distributed systems. Many issues that should be considered stem from three essential properties of mobile computing system such as wireless communication, portability, and mobility. Until now, distributed mutual exclusion methods for mobile computing environments are designed based on a token ring structure, which have the drawbacks of requiring high costs in order to locate mobile hosts. In this paper, we propose not only a distributed mutual exclusion method that can reduce such costs by structuring the entire system as a tree-based logical structure but also recovery schemes that can be applied when node failures occur. And we evaluate the operation costs in each case.

컴퓨터 시스템에서의 교착상태에 대한 확률적 모델

엄영익(Young Ik Eom),고건(Kern Koh) 한국정보과학회 1989 정보과학회논문지 Vol.16 No.2

최근 컴퓨터 시스템에서는 교착상태라는 현상이 중요한 문제로 대두되면서 이에 대한 연구가 많이 진행되었다. 교착상태에 대한 지금까지의 연구 대상은 주로 실제 시스템에서의 사용을 위한 교착상태 예방, 회피, 발견/복구 등이었으며 교착상태의 본질적인 성질이나 발생과정에는 많은 관심이 미치지 못하였다. 본 논문에서는 교착상태에 대한 확률적 모델을 형성하여 시스템의 전체 상태에 대한 전이 확률 행렬을 만들어 내고 이를 이용하여 교착상태까지의 도달 과정, 도달 시간, 교착상태의 발생 빈도등을 알아낼 수 있는 이론을 연구하였으며 이를 위하여 Markov process 이론과 큐잉이론을 사용하였다. 이의 연구결과는 교착상태 처리기법의 설계나 그의 분석에 많은 도움을 줄 수 있을 것이다. Deadlock problem has been studied extensively in the past years. Most of these researches have been done in the area of deadlock treatment schemes such as deadlock prevention, avoidence, detection and recovery. But, little work has been done for deadlock properties and occurrences. In this paper, we introduced a probabilistic model for deadlock. With this model, we formulated the transition probability matrix and analyzed the deadlock properties such as the mean number of steps to deadlock, the expected time to deadlock and the frequency of deadlock occurrences using the Markov process theory and queueing theory. These results will be able to give an important implication on the design and analysis of deadlock treatment policies.

UI 태스크의 반응성 향상을 위한 CFSD 스케줄러 설계

이영인(Young-In Yi),이민훈(Min-Hoon Yi),김인혁(Inhyeok Kim),엄영익(Young Ik Eom) 한국정보과학회 2015 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.2015 No.12

무선 이동 애드-혹 네트워크를 위한 다중 경로 소스 라우팅 프로토콜과 Mobile-IP의 연동 기법

김문정,엄영익,Kim, Moon-Jeong,Eom, Young-Ik 한국정보처리학회 2005 정보처리학회논문지 C : 정보통신,정보보안 Vol.12 No.7

현재 홈 네트워크, 센서 네트워크, 유비쿼터스 네트워크 등에 대한 활발한 연구가 진행되면서 무선 이동 애드-흑 네트워크에 대한 관심이 높아지고 있다. 무선 이동 애드-혹 네트워크란 기존의 유선 하부구조의 도움 없이 이동 호스트들만으로 구성되는 임시적인 네트워크로, 언제어디서나 컴퓨팅 환경을 이용할 수 있도록 하는 개념의 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에 적합한 네트워크이다. 본 논문에서는 다중 소스 라우팅 프로토콜 기반의 무선 이동 애드-혹 네트워크 환경과 Mobile-IP 기반의 네트워크 환경을 연동하는 기법에 대해 제안하고자 한다. 본 논문에서 제안하는 기법은 무선 이동 애드-혹 네트워크 내의 이동 호스트와 기지국간 다중 경로를 유지함으로써 경로 단절시 경로 재설정 및 재등록으로 인한 오버헤드를 줄이며 무선 이동 애드-혹 네트워크 내의 패킷을 Mobile-IP 패킷으로 변환하는 기능을 기지국에서 수행하도록 함으로써 이동호스트들의 오버헤드를 감소시키는 기법이다. 성능 평가를 통해, 본 논문에서 제안하는 기법이 단일 경로를 사용하는 일반적인 연동 기법들보다 이동 속도 증가에 따른 처리량 및 단대단 지연이 보다 안정적이며, 노드/링크가 전혀 중복되지 않는 다중 경로를 사용하는 기법에 비해 낮은 오버헤드를 가짐을 보인다. As the research on home network technologies, sensor network technologies, and ubiquitous network technologies makes rapid progresses, wireless ad-hoc network have attracted a lot of attention. A wireless ad-hoc network is a temporary network formed by a collection of wireless mobile nodes without the aid of my existing network infrastructure or centralized administration, and it is suitable for ubiquitous computing environments. In this paper, we suggest an interconnection scheme between the wireless ad-hoc network environment based on multiple path source routing protocol and a Mobile-IP based network environment. This scheme reduces the overhead of route re-establishment and re-registration by maintaining multiple paths between the mobile host in wireless ad-hoc network and the base station in mobile-IP network. Also it puts the base station in charge of function that performs translation between wireless ad-hoc network packets and Mobile-IP packets, reducing the load of mobile hosts. In this paper, our simulations show that our scheme outperforms existing interconnecting schemes with regards to throughput and end-to-end delay Also we show that our scheme outperforms multi-paths approach using disjoint routes with regards to routing overhead.

순수 P2P 네트워크 환경에서의 효율적인 피어 고립 방지 기법

김영진,엄영익,Kim Young-jin,Eom Young Ik 한국정보처리학회 2004 정보처리학회논문지 C : 정보통신,정보보안 Vol.11 No.7

각 사용자들이 자료를 직접 주고받을 수 있는 P2P 네트워킹 방식에는 하이브리드 P2P 네트워킹 방식과 순수 P2P 네트워킹 방식이 있다. 하이브리드 P2P 네트워킹 방식에서는 각 피어들로 하여금 서버에 연결하여 서비스를 제공받게 하기 때문에, 서버가 운영되고 있는 한 각 피어들은 서버로부터 지속적인 서비스를 받을 수 있으며 다른 피어들간의 통신이 단절되는 네트워크 고립 현사이 발생되지 않는다. 그러나 순수 P2P 네트워킹 방식에서는 각 피어들이 서버가 아닌 다른 피어에게로 연결하여 서비스를 제공받게 함으로써, 피어들간의 통신을 중재하는 특정 피어가 종료할 경우 피어들간에 통신을 할 수 없는 네트워크 고립 현상이 발생될 수 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 각 피어들로 하여금 인접한 피어들의 연결 상태를 관리하게 함으로써, 연결된 피어가 종료할 경우 종료한 피어의 인접 피어에게 연결하는 기법과 이때 특정 피어에게 집중될 수 있는 연결들을 제거하거나 다른 피어로 분산하는 기법을 제시한다. 그에 따라 이 제안기법은 각 피어들로 하여금 연결된 특정 피어가 종료되어도 다른 피어에게 연결하여 네트워크 그룹에 지속적으로 연결을 유지하게 함으로써, 특정 피어가 네트워크 그룹으로부터 고립되어 서비스를 제공받지 못하는 현상을 방지할 수 있다. 시뮬레이션을 통하여 각 피어들이 네트워크 그룹으로의 고립이 발생하지 않는 상태에서 네트워크 연결을 분산시키는 것을 확인하였고, 피어 하나당 권장 연결 수 에 따른 전체 네트워크 트래픽 양과 권장 연결 수에 따른 최대 흡수를 측정하여 비교하였다. According to the arbitration mechanism among the peers in the network, the P2P networking environments can be classified into hybrid P2P networking environments and pure P2P networking environments. In hybrid P2P networking environments, each peer gets continual services from the servers that arc operational most of the time, and so, network isolation does not occur because every peer can always keep connection to the server. In pure P2P networking environments, however, every peer directly connects to another peer without server intervention, and so, network isolation can occur when the per mediating the connection is terminated. In this paper, we propose a scheme for each peer to keep connection information of other peers by maintaining IDs of its neighbor peers, to reconnect to another peers when the mediating peer fails to work. and, for efficiency. to balance the number of connections that should be maintained by each peer. With our mechanism, each pier in the network can continuously maintain connection to the network and get seamless services from other peers. Through the simulation, we ascer-tained that network isolation does not occur in the pure P2P network adopting our mechanism and that our mechanism distributes and balances the connections that are maintained by each peer. We also analyzed the total network traffic and the mean number of hops for the connections made by each peer according to the recommended number of connections that is established at system setup time.

순수 P2P 네트웍 환경에서 프락시 서버 할당을 위한 동적 피어 선정 기법

김영진(Young-jin Kim),김문정(Moon Jeong Kim),엄영익(Young Ik Eom) 한국정보과학회 2002 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.29 No.2Ⅲ

현재 네트웍 보안을 위한 방화벽과 유일한 공용 IP 주소 부족 문제를 해결하기 위한 NAT 사용이 일반화되고 있다. 그러나 이러한 환경 안에 있는 사용자들은 외부 피어의 연결을 받지 못하여 제한된 서비스만을 받고 있기 때문에, 순수 P2P 환경에서 피어들간의 연결을 방해하는 가장 큰 요소가 되고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 P2P 환경에서 방화벽/NAT가 아닌 피어들 중 네트웍 트래픽이 많지 않은 피어를 동적으로 선정하여 프락시 서버를 할당한 후 피어들의 통신 매개체로 사용하는 기법을 제안한다. 이 제안기법은 모든 운영체제에서 사용 가능하고, 양방향 통신을 가능하게끔 해주며, 네트웍 트래픽을 여러 피어들에게 분산키는 장점을 갖고 있다. 차후 파일 전송, 화상 채팅 등의 여러 가지 서비스를 사용하는데 유용한 기법이 될 것이다.

L-V-C 훈련체계 연동을 위한 HLA, DDS 기반의 연동 미들웨어 게이트웨이

전형국,엄영익,Jun, Hyung Kook,Eom, Young Ik 대한임베디드공학회 2015 대한임베디드공학회논문지 Vol.10 No.6

Recently, by developing many training systems in battle field, the demand for interconnecting and internetworking between Live, Virtual, Constructive training systems has been increased to support efficient data distribution and system control. But, there are lots of problems for them to interwork, because the existing researches only support L-L, V-V, C-C Interoperability. Therefore, we propose L-V-C gateway to provide interoperable simulation environment based on HLA and DDS between them. First, we illustrate FOM Management that parses RPR-FOM XML file to acquire Data information to be shared between them, and generates common data structure and source code used for L-V-C Gateway. L-V-C Gateway created from FOM Management supports Data Conversion and Quality of Service between HLA and DDS. HLA Federate and DDS Domainparticipant in L-V-C Gateway play a role of logical communication channel and relay data from HLA Federation to DDS Domain and vice versa.

하이브리드 애드-혹 네트워크를 위한 크로스-레이어 서비스 검색 기법

김문정,엄영익,Kim, Moon-Jeong,Eom, Young-Ik 한국정보처리학회 2009 정보처리학회논문지 C : 정보통신,정보보안 Vol.16 No.2

무선 애드-혹 네트워크와 유선 네트워크를 연동하는 하이브리드 애드-혹 네트워크에서 효율적인 서비스 검색 기법은 중요하다. 본 논문에서는 무선 애드-혹 네트워크를 인터넷으로 확장한 하이브리드 애드-혹 네트워크를 위해 중복을 허용하는 다중 경로 소스 라우팅 프로토콜을 사용하는 효율적인 크로스-레이어 서비스 검색 기법을 제안한다. 이 기법은 다중 경로 소스 라우팅 프로토콜의 장점뿐만 아니라 크로스-레이어 서비스 검색 기법의 장점을 동시에 갖는 기법이다. 서비스와 경로 검색이 동시에 이루어지는 크로스-레이어 서비스 검색 기법이 서비스 검색 후 해당 경로를 다시 검색하여 서비스를 제공받는 기존 기법보다 적은 오버헤드를 가진다는 것은 직관적으로 이해할 수 있으므로, 본 시뮬레이션을 통해서는 이 기법이 각 노드에서 다중 라우팅 경로를 유지함으로써 경로 단절시 보다 빠른 라우팅 복구가 가능하며, 다중 경로의 수를 제한하고 링크/노드 중복을 허용하는 다중 경로를 유지하도록 함으로써 라우팅 오버헤드를 줄일 수 있음으로 보인다. Efficient service discovery mechanism is a crucial feature for a hybrid ad-hoc network supporting extension of a wireless ad-hoc network to the Internet. We propose an efficient cross-layer service discovery mechanism using non-disjoint multi-path source routing protocol for hybrid ad-hoc networks. Our scheme has advantages of multi-path routing protocol and cross-layer service discovery. Intuitively, it is not difficult to imagine that the cross-layer service discovery mechanism could result in a decreased number of messages compared to the traditional approach for handling routing independently from service discovery. By simulation, we show that faster route recovery is possible by maintaining multiple routing paths in each node, and the route maintenance overhead can be reduced by limiting the number of multiple routing paths and by maintaining link/node non-disjoint multi-path.

OpenGL 그래픽 성능 향상을 위한 장치 가상화 프레임 워크

주영현(Young Hyun Joo),이동우(Dong Woo Lee),엄영익(Young Ik Eom) 한국정보과학회 2014 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.20 No.3

오늘날, 가상화 기술은 소규모 모바일 장치에서부터 대규모의 클라우드 컴퓨팅에 이르기까지 다양한 분야에 널리 이용되는 중요한 기술로 발전하였다. 하지만 많은 연구가 진행된 CPU 가상화 기법과 메모리 가상화 기법에 반해 장치 가상화 기법은 연구가 더뎌있는 상황이다. 특히, 그래픽을 처리하는 그래픽 장치에 대한 가상화 기법에 대한 연구가 필요한 실정이다. 그래픽 장치에 대한 가상화 기법의 부족한 연구는 그래픽 영상을 원활하게 처리하는데 큰 장애물이 된다. 기존의 장치 가상화 기법으로 가상 머신은 GPU 장치에 직접적으로 연결되어 있지 않기 때문에 3D 가상화에 있어서 한계점이 발생한다. 특히 기존 가상화기법은 가상 머신의 메사 소프트웨어 폴백 모듈에서 진행되는 소프트웨어 렌더링을 통해 그래픽 영상을 처리하기때문에 영상 처리 수행시간의 증가를 가져왔다. 본 논문에서는 OpenGL 그래픽 처리 성능의 향상을 위한 GPU 장치가상화 기법을 제안한다. 제안 기법은 가상 머신과 호스트에뮬레이션 프로세스 사이의 I/O 요청 큐를 통해서 가상머신이 GPU 장치에 직접적으로 접근할 수 있도록 한다. 이 기법은 기존의 가상 머신의 그래픽 스택을 통한 처리를 피하면서 vmexit 오버헤드를 제거할 수 있다. 실험 결과를 통해 기존의 메사 소프트웨어 렌더링의 그래픽 처리보다 2.5배 높은 프레임 레이트를 확인할 수 있었다. Today, the virtualization is a very important technology which is widely used in various area, from small mobile devices to virtual machine (VM) servers for large scale cloud computing. However, device virtualization techniques, especially those for GPU devices, are less studied than the other virtualization techniques. It is a chief obstacle to perform graphics processing in the virtualized environments. Since VM cannot access the physical GPU device directly, existing GPU device virtualization techniques have some limitations on 3D acceleration. Especially, those techniques spend more time to perform graphics processing because they use software rendering on the Mesa Software Fallback module in the guest OS. In this paper, we propose a GPU device virtualization technique that can improve OpenGL graphics performance. By using concurrent I/O request queue between the host emulation process and the guest OS, GPU device can be accessed directly. Our scheme can avoid graphics processing in the graphics stack of the guest OS and also can reduce vmexit overheads. Our evaluation shows that the proposed technique has about 2.5x higher frame rate than existing Mesa software rendering.

이동 에이전트 환경을 위한 안전한 연속 위임 구현 기법

이현석,엄영익,Lee, Hyun-Suk,Eom, Young-Ik 한국정보처리학회 2004 정보처리학회논문지 C : 정보통신,정보보안 Vol.11 No.1

이동 에이전트 환경에서는 에이전트의 이동성으로 인하여 에이전트의 이주(migration)가 연속적으로 발생할 수 있다. 이에 따라 에이전트를 실행한 권한을 위임(delegation)하기 위해 플레이스(Place)간에 연속위임(cascaded delegation)이 발생할 수 있다. 기존의 연구는 에이전트 이주에 관련한 두 플레이스만을 위임의 대상으로 고려하기 때문에 안전한 연속 위임을 지원하지 않는다. 본 연구에서는 이동 에이전트 환경에서 연속 위임을 안전하게 수행하는 연속 위임 구현 기법을 제안한다. 제안 기법은 플레이스간의 신뢰관계에 따라 각 위임토큰(delegation token)을 다음에 생성되는 위임토큰에 내포시킨 후 서명하는 방법과 에이전트의 생성자에 의해 서명된 초기 토큰(initial token)만을 내포시킨 후 서명하는 방법을 나눠서 사용한다. 또한 본 제안 기법이 메시지 재연에 의한 공격과 위임토큰 치환 공격에 안전함을 증명한다. In mobile agent environments, migration of an agent occurs continuously due to the mobility of agents. So cascaded delegation can occur among places for delegating the privilege to execute the agent. Because the existing delegation scheme considers only the delegation between two places that participate in migration of an agent, it does not support secure cascaded delegation. In this paper, we propose a cascaded delegation scheme that provides agents with secure cascaded delegation in mobile agent environments. Depending on the trust-relationship among places, the proposed scheme achieves the goal by nesting each delegation token or by nesting only initial token signed by creator of the agent within the signed part of the next immediate delegation token. And we prove that the proposed scheme is secure against the attack of replaying a message and the attack of substituting a delegation token.