가상화 시스템에서 Virtio와 SR-IOV 적용에 대한단일 및 다중 네트워크 성능 평가 및 분석

이재학,임종범,유헌창 한국정보처리학회 2024 정보처리학회논문지. 소프트웨어 및 데이터 공학 Vol.13 No.2

As functions that support virtualization on their own in hardware are developed, user applications having various workloads areoperating efficiently in the virtualization system. SR-IOV is a virtualization support function that takes direct access to PCI devices, thusgiving a high I/O performance by minimizing the need for hypervisor or operating system interventions. With SR-IOV, network I/Oacceleration can be realized in virtualization systems that have relatively long I/O paths compared to bare-metal systems and frequentcontext switches between the user area and kernel area. To take performance advantages of SR-IOV, network resource management policiesthat can derive optimal network performance when SR-IOV is applied to an instance such as a virtual machine(VM) or container arebeing actively studied.This paper evaluates and analyzes the network performance of SR-IOV implementing I/O acceleration is comparedwith Virtio in terms of 1) network delay, 2) network throughput, 3) network fairness, 4) performance interference, and 5) multi-network. The contributions of this paper are as follows. First, the network I/O process of Virtio and SR-IOV was clearly explained in the virtualizationsystem, and second, the evaluation results of the network performance of Virtio and SR-IOV were analyzed based on various performancemetrics. Third, the system overhead and the possibility of optimization for the SR-IOV network in a virtualization system with high VMdensity were experimentally confirmed. The experimental results and analysis of the paper are expected to be referenced in the networkresource management policy for virtualization systems that operate network-intensive services such as smart factories, connected cars,deep learning inference models, and crowdsourcing. 하드웨어 자체적으로 가상화를 지원하는 기능들이 추가됨에 따라 다양한 작업 유형을 가진 사용자 어플리케이션들이 가상화 시스템에서 효율적으로 운용되고 있다. 가상화 지원 기능 중 SR-IOV는 PCI 장치에 대한 직접 접근을 통해 하이퍼바이저 또는 운영체제 개입을 최소화하여 시스템성능을 높이는 기술로 베어-메탈 시스템 대비 비교적 긴 I/O 경로 및 사용자 영역과 커널 영역에 대한 빈번한 컨텍스트 스위칭 등 가상화 계층의추가로 낮은 네트워크 성능을 가진 가상화 시스템에서 네트워크 I/O 가속화를 실현하게 해준다. 이러한 성능적 이점을 이용하기 위해 가상머신또는 컨테이너와 같은 인스턴스에 SR-IOV를 접목할 시 최적의 네트워크 I/O 성능을 도출할 수 있는 네트워크 자원 관리 정책이 활발히 연구되고있다. 본 논문은 I/O 가속화를 실현하는 SR-IOV의 네트워크 성능을 1) 네트워크 지연 시간, 2) 네트워크 처리량, 3) 네트워크 공정성, 4) 성능간섭,5) 다중 네트워크와 같은 측면으로 세밀한 성능 평가 및 분석을 Virtio와 비교하여 진행한다. 본 논문의 기여점은 다음과 같다. 첫째, 가상화 시스템에서 Virtio와 SR-IOV의 네트워크 I/O 과정을 명확히 설명했으며, 둘째, Virtio와 SR-IOV의 네트워크 성능을 다양한 성능 메트릭을 기반으로 분석하였다. 셋째, 가상머신 밀집도가 높은 환경에서 SR-IOV 네트워크에 대한 시스템 오버헤드 및 이에 대한 최적화 가능성을 실험으로 확인하였다. 본논문의 실험 결과 및 분석들은 스마트 팩토리, 커넥티드-카, 딥러닝 추론 모델, 크라우드 소싱과 같은 네트워크 집약적인 서비스들을 운용하는가상화 시스템에 대한 네트워크 자원 관리 정책에 활용될 것으로 기대된다

네트워크 이동성을 위한 자원 관리 구조의 설계와 분석

백은경,조호식,최양희 한국통신학회 2004 韓國通信學會論文誌 Vol.29 No.7B

이동 네트워크는 네트워크 단위로 이동하는 구조로서, 이동 라우터에 연결된 이동 노드들의 이동을 통합하여 관리한다. 이동 네트워크 내의 노드들은 이동 라우터를 통하여 인터넷과 무선 연결되며, 모든 통신이 이동 라우터를 거쳐서 이루어지므로, 이동 라우터에서의 대역폭 관리 및 신뢰성 제공이 중요하다. 또한 이동 네트워크는 이동한다는 본질적 특성에 의하여 내부의 모든 노드들에 대한 위치 관리 및 이에 따른 전력 소비 관리를 필요로 한다. 본 논문에서는 자동차나 기차와 같은 운송체에 구성되는 이동 네트워크에서의 전력 및 대역폭 자원을 효율적으로 관리하기 위한 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 이동 네트워크가 구성되는 운송체와 승객의 이동 특성을 이용하여, 불필요한 위치 관리 신호를 생략함으로써 전력을 절약한다. 또한 다중 이동 라우터를 이용한 멀티호밍기법에 의하여 대역폭 자원을 관리한다. 제안한 전력 관리 기법을 수학적으로 분석한 결과는 정지 상태의 이동기기 뿐 아니라 활성 상태의 이동 기기 전력도 현저하게 절약할 수 있음을 보인다. 제안한 다중 이동 라우터 선택 기법에 대한 시뮬레이션 결과는, 이 기법이 기존의 단순 라우터 중복 구조에 비하여 무선 대역폭 자원을 효율적으로 활용함을 보여준다. The demand for next generation networks can be condensed into always-best-connected, ubiquitous, mobile, all-lP, and converged networks. IPv6 has been introduced for all-IP ubiquitous communications, and vehicles are coming to represent an important communication platform. In this paper. we propose various resource management schemes for in-vehicle mobile networks, which are adaptive to different hardware configurations. We focus on power and wireless bandwidth since they are critical resources for mobile communications. Based on the mobility characteristics of in-vehicle networks, we propose vehicle-aware power saving schemes. The main idea behind these power saving schemes is to adjust mobile router (MR) advertisement interval and binding lifetime. In addition, according to different wireless environments, we propose adaptive bandwidth management schemes using multihoming: best-connected MR selection based on location, and high-data-rate MR selection based on priority By mathematical analysis, it is shown that our schemes save power prominently for both the dormant nodes and active nodes. In addition, simulation results show that proposed multiple mobile router architecture outperforms previous simple redundant router architecture in preserving session and providing sufficient bandwidth.

Resource Management in 5G Mobile Networks: Survey and Challenges

Wei-Che Chien,Shih-Yun Huang,Chin-Feng Lai,Han-Chieh Chao 한국정보처리학회 2020 Journal of information processing systems Vol.16 No.4

With the rapid growth of network traffic, a large number of connected devices, and higher application services, the traditional network is facing several challenges. In addition to improving the current network architecture and hardware specifications, effective resource management means the development trend of 5G. Althoughmany existing potential technologies have been proposed to solve the some of 5G challenges, such as multipleinput multipleoutput (MIMO), softwaredefined networking (SDN), network functions virtualization (NFV), edge computing, millimeterwave, etc., research studies in 5G continue to enrich its function and move toward B5G mobile networks. In this paper, focusing on the resource allocation issues of 5G core networks and radio access networks, we address the latest technological developments and discuss the current challenges for resource management in 5G.

안정적인 양자암호통신망 서비스 제공을 위한 양자키 확장 구조 및 서비스키 관리 방안

김용환,심규석,이찬균,이원혁 한국통신학회 2022 韓國通信學會論文誌 Vol.47 No.8

With the development of quantum computing technology, the existing communication security system faces new threats. Accordingly, quantum cryptography communication technology is emerging as an issue for a new communication security system. quantum cryptography communication consists of quantum key distribution, data encryption/decryption, and data transmission technology. Among these, QKD technology uses the principle of quantum uncertainty to generate and distribute a symmetric key between any two nodes to ensure confidentiality. Recently, QKD-based quantum cryptography network construction and service application cases are emerging. However, since the current QKD-based quantum cryptography network management and service key provision are focused on the implementation of basic functions, in order to provide practical quantum cryptography application security services, further research regarding quantum key management and failure response measures is needed. Accordingly, in this paper, we propose a quantum key extension structure and quantum key management policy to solve the quantum key shortage and provide a stable quantum cryptography network service environment in response to possible failures in the quantum cryptography network. In addition, we propose a service key management method to provide a service key stably and smoothly according to the requirements of various quantum cryptography communication services by using limited quantum key resources.transmission performance between containers that are dynamically created according to the user requirement. 최근 화두가 되고 있는 양자컴퓨팅 기술의 발전에 따라 기존의 통신 보안체계는 새로운 위협에 직면하고 있으며, 이에 따라 새로운 통신보안체계에 대한 이슈로 양자암호통신 기술이 부상하고 있으며, 양자암호통신은 양자키분배, 데이터 암복호화, 데이터 전송기술로 구성되어 있다. 이 중 핵심이 되는 양자키 분배 기술은 양자의 불확정성의 원리를 활용하여 임의의 두 노드 사이에 대칭키를 기밀성을 보장하도록 생성 분배한다. 이에 따라, 최근QKD 기반의 양자암호통신망 구축 및 서비스 응용 사례들이 등장하고 있다. 하지만 현재의 QKD 기반의 양자암호통신망 관리 및 서비스키 제공은 기본적인 기능 구현에 초점을 두고 있기 때문에 실질적인 양자암호통신 응용보안 서비스를 제공하기 위해서는 다양한 응용 서비스 요구사항을 고려한 양자키 관리 및 장애 대응 방안 등의추가적인 연구가 필요하다. 이에 따라, 본 논문에서는 양자키 부족 현상을 해결하고 양자암호통신망에서 발생할수 있는 장애에 대응하여 안정적인 양자암호통신망 서비스 환경을 마련하기 위한 양자키 확장 구조와 양자키 관리 정책에 대하여 제안한다. 또한 한정적인 양자키 자원을 활용하여 다양한 양자암호통신 서비스들의 요구사항에따라 서비스키를 안정적이고 원활하게 제공하기 위한 서비스키 관리 방안에 대하여 제안하고자 한다.

Radio Resource Management Scheme for Heterogeneous Wireless Networks Based on Access Proportion Optimization

Shi, Zheng,Zhu, Qi The Korea Institute of Information and Commucation 2013 Journal of communications and networks Vol.15 No.5

Improving resource utilization has been a hot issue in heterogeneous wireless networks (HWNs). This paper proposes a radio resource management (RRM) method based on access proportion optimization. By considering two or more wireless networks in overlapping regions, users in these regions must select one of the networks to access when they engage in calls. Hence, the proportion of service arrival rate that accesses each network in the overlapping region can be treated as an optimized factor for the performance analysis of HWNs. Moreover, this study considers user mobility as an important factor that affects the performance of HWNs, and it is reflected by the handoff rate. The objective of this study is to maximize the total throughput of HWNs by choosing the most appropriate factors. The total throughput of HWNs can be derived on the basis of a Markov model, which is determined by the handoff rate analysis and distribution of service arrival rate in each network. The objective problem can actually be expressed as an optimization problem. Considering the convexity of the objective function, the optimization problem can be solved using the subgradient approach. Finally, an RRM optimization scheme for HWNs is proposed. The simulation results show that the proposed scheme can effectively enhance the throughput of HWNs, i.e., improve the radio resource utilization.

맞춤형방문건강관리사업의 지역사회 네트워크 탐색

장숙랑(Soong-Nang Jang),조성일(Sung-Il Cho) 한국보건교육건강증진학회 2012 보건교육건강증진학회지 Vol.29 No.1

Objectives: The nurse visiting health service named Customized Visiting Health Care Program(CVHCP) requires the service innovations incorporating community support into a local service network. The purpose of this study was to assess the community network in CVHCP and inform improvement in this network. Methods: We used Social Network Analysis(SNA) in one CVHCP at H city. Network links were generated by self-administered questionnaires by the 14 community resource centers who quantified their links to all other 25 agents on the list. Links were analyzed by a dichotomous scale for any experience of collaboration and a scored scale of 0 to 3 for level of collaboration using UCINET v6. Results: A list of 14 agents was generated, and local network was dominated by the Public Health Center and a local welfare center named Unlimited Care Center(UCC). According to centrality score, UCC was the most prominent agent, and Public Health Center was the most influential agent, being a link in the pathway flow between other agents for 9.5% of contribution. CVHCP scored lower rank of prominent with 30.8% of other agents reported referring to it. Conclusions: Social network analysis provides a useful network description for informing and evaluation service network improvement in maximizing its service for the CVHCP.

Adaptive selection of dynamic VM consolidation algorithm using neural network for cloud resource management

Witanto, Joseph Nathanael,Lim, Hyotaek,Atiquzzaman, Mohammed Elsevier 2018 Future generation computer systems Vol.87 No.-

<P><B>Abstract</B></P> <P>Cloud resource management becomes more important with the increasing usage of cloud resources. With various cloud options available, cloud provider may have different priority in managing the resource through resource scheduling and provisioning. Dynamic VM (Virtual Machine) consolidation algorithm is one of the techniques which can be used to reduce energy consumption through VM migration. Higher VM migration may lead to lower energy consumption and higher SLA violation. Although previous research has successfully decreased energy consumption and SLA violation, cloud providers may need to manage trade-offs between energy and SLA violation through availability of priority in the system. This paper proposes neural network-based adaptive selection of VM consolidation algorithms which adaptively chooses appropriate algorithm according to cloud provider’s goal priority and environment parameters. Dataset generation and performance evaluation using simulations on real-world PlanetLab VMs workload trace showed that adaptive selector produced better average performance score than independent methods on various evaluation priority.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> Studies on multiple dynamic VM consolidation algorithms on cloud environment. </LI> <LI> Discusses about trade-off between energy and SLA violation due to VM migration. </LI> <LI> Proposes adaptive system which chooses best algorithm based on provider’s priority. </LI> <LI> Evaluates performance of proposed system and individual VM migration algorithms. </LI> </UL> </P>

이종망에서 이동 단말기의 QoS를 향상시키는 정책기반 자원관리 프레임워크

이계임(Kye-Im Lee),정순기(Soon-Gi Jung),이종찬(Jong-Chan Lee),박상준(Sang-Jun Park) 한국컴퓨터정보학회 2010 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.15 No.11

본 논문에서는 이종 접속망에서 이동 단말기 및 접속망 상태 등에 따라 가변적으로 변하는 자원관리 기능을 이동 단말기의 핸드오버 처리에 적용함으로써 최적의 QoS를 보장할 수 있는 정책기반 자원관리 프레임워크를 제안하였다. 본 논문에서 제안한 정책기반 자원관리 프레임워크의 성능을 평가하기 위하여 중첩된 이종 접속망간에서 발생하는 핸드오버시 최적의 셀을 선정하기 위한 가중치 정책을 적용했을 경우, 멀티미디어 서비스 세션의 수가 증가할수록 전송 지연이 현저히 향상된 것으로 분석되었다. 이는 서비스 중인 접속망에서 QoS 저하가 발생할 경우에 최적의 접속망으로 핸드오버가 수행되어 현재 서비스에 가장 적합한 이종 시스템으로의 서비스 절체가 이루어지므로 서비스의 연속성을 최대한 보장할 수 있다. A policy based resource management framework is proposed, that supports the optimal QoS by applying resources management function which is changed according to the status of mobile terminal and heterogeneous connections to hand-over process of mobile terminals based on heterogeneous network. To assess the performance of policy based resource management framework proposed in this thesis, in case of applying weighted policy for selecting optimal cell in hand-over occurring among duplicated heterogeneous connections, the transmission delay was remarkably enhanced as the number of multimedia sessions increased. This means, in case of QoS deterioration of multimedia session occurring in service connection, hand-over was executed with the optimal connection.

데이터 기반 접근법을 활용한 중소기업 기술혁신자원의 네트워크 분석

안경민 ( Kyung Min An ),이영찬 ( Young-chan Lee ) 한국지식경영학회 2023 지식경영연구 Vol.24 No.4

본 연구는 중소기업, 특히 제조업을 중심으로 기술혁신자원의 네트워크 구조를 분석하고 혁신기업과 비혁신기업 간의 차이점을 드러내는 것을 목표로 한다. 우선 전체 기업을 대상으로 연결 중심성, 유동 매개 중심성, 위세 중심성을 분석하고, 다음으로 CONCOR 분석을 통해 구조적 등위성을 도출하였다. 마지막으로 혁신성과 창출 유무에 따라 구분된 혁신 기업과 비혁신기업의 네트워크 형태를 비교 분석하였다. 연구 결과 전체 기업의 기술혁신자원 분석에서 기업가정신과 기업혁신전략이 중요한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그리고 CONCOR 분석결과 중소기업의 혁신자원은 7개의 클러스터로 구성되었으며, 이는 본원적 제품혁신 자원, 경쟁우위 추진 자원, 협력활동 자원, 정보시스템 자원, 혁신 보호 등으로 정의될 수 있다. 마지막으로 혁신기업과 비혁신기업의 네트워크 분석에서는 혁신기업이 경쟁력 강화와 품질 향상에 집중하는 반면, 비혁신기업은 기존 제품과 고객에 더 집중하는 경향을 보였다. 또한, 혁신기업은 8개의 클러스터로 구성되어 있었고, 비혁신기업은 6개의 클러스터로 나타났다. 이는 혁신기업이 자원을 다각적으로 활용하여 구조적 변화와 새로운 가치 창출을 추구하는 반면, 비혁신기업은 보다 안정적인 형태로 기술혁신자원을 운영한다는 것을 시사한다. 본 연구는 중소기업의 기술혁신에 있어서 기업가정신과 기업혁신전략의 중요성을 강조하며, 혁신성을 높이기 위해 내부적 차원에서의 강력한 노력이 필요함을 제시한다. 이러한 발견은 중소기업의 기술혁신을 위한 전략 수립과 정책 개발에 중요한 시사점을 제공한다. This study aims to analyze the network structure of technological innovation resources in SMEs, especially manufacturing firms, and reveal the differences between innovative and non-innovative firms. The study first analyzes connection centrality, flow-mediated centrality, and power centrality for all firms, and derives structural equivalence through CONCOR analysis. Then, the network structure of innovative and non-innovative firms was compared and analyzed according to innovation performance and creation. The results show that entrepreneurship and corporate innovation strategy have a significant impact on the analysis of technological innovation resources of all firms. According to the CONCOR analysis, the innovation resources of SMEs are organized into seven clusters, which can be defined as intrinsic product innovation resources, competitive advantage promotion resources, cooperative activities resources, information system resources, and innovation protection resources. The network analysis of innovative and non-innovative firms showed that innovative firms focused on enhancing competitiveness and improving quality, while non-innovative firms tended to focus more on existing products and customers. In addition, innovative firms had eight clusters, while non-innovative firms had six clusters, suggesting that innovative firms utilize resources diversely to pursue structural change and new value creation, while non-innovative firms operate technological innovation resources in a more stable form. This study emphasizes the importance of entrepreneurship and corporate innovation strategy in SMEs' technological innovation, and suggests that strong internal efforts are needed to increase innovativeness. These findings have important implications for strategy formulation and policy development for technological innovation in SMEs.

소셜네트워크서비스(SNS) 활용과 조직응집력과의 관계를 통한 호텔의 인재주의 전략방안

박현정 ( Park Hyun-jung ),문보영 ( Moon Bo-young ),김은정 ( Kim Eun-jung ) 한국호텔리조트학회(구 한국호텔리조트카지노산학학회) 2016 호텔리조트연구 Vol.15 No.4

The purpose of this study is to give practical suggestions, insights and Human Resources strategies for hotel industry to apply Talent Management. Thus, This study investigated social network services activities in hotel employees. With literature reviews, social network services activities in hotel employees are divided in for dimensions such as participation, openness, interaction, and empathy. This study was reveal how four dimensions of SNS activities in hotel employees affect psychological collectivism and organizational cohesiveness which is relevant to Talent Management. The results of the analysis showed that the openness and the empathy of SNS activities affected psychological collectivism positively, and the psychological collectivism affected organizational cohesiveness positively. The moderation effect by psycho-logical collectivism showed that the openness and empathy as the influencing drivers for the organizational cohesiveness. Regarding with results, the person in charge of the human resources need to monitor the internal social network services usages and application between hotel employees and try to utilize it with open and empathy for interactive communication to share and get their common interests, knowledge and experiences.