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문주형,임혜숙,Mun, Ju-Hyoung,Lim, Hye-Sook 한국통신학회 2007 韓國通信學會論文誌 Vol.32 No.9b
The rapid growth of the Internet has stimulated the development of various new applications and services, and the service providers and the Internet users now require different levels of service qualities rather than current best-effort service which treats all incoming packet equally. Therefore, next generation routers should provide the various levels of services. In order to provide the quality of services, incoming packets should be classified into flows according to pre-defined rules, and this should be performed for all incoming packets in wire-speed. Packet classification not only involves multi-dimensional search but also finds the highest priority rule among all matching rules. Area-based quad-trie is a very good algorithm that constructs a two-dimensional trie using source and destination prefix fields. However, it performs the linear search for the prefix length, and hence it does not show very good search performance. In this paper, we propose to apply binary search on length to the area-based quad-trie algorithm. In improving the search performance, we also propose two new algorithms considering the priority of rules in building the trie. 인터넷의 성장은 다양한 응용 프로그램들의 발달을 야기 시켰으며, 그로 인해 모든 패킷을 동일하게 처리하는 현재의 최선지원 서비스 보다 나은 서비스를 제공할 것을 요구하고 있다. 따라서 차세대 인터넷 라우터들은 다양한 레벨의 품질보장 서비스를 제공하여야 한다. 품질보장 서비스를 제공하기 위해서는 모든 입력 패킷을 미리 정의된 룰에 따라 구분하는 패킷 분류가 실시간으로 수행되어야 한다. 패킷분류는 패킷에 포함된 여러 헤더 필드에 대하여 다양한 종류의 검색을 수행하여야 하며, 일치하는 룰들 중에서 가장 높은 우선순위를 갖는 룰을 찾아야 하는 다차원 검색이다. 영역분할을 사용한 사분트라이 구조는 근원지와 목적지 프리픽스를 2차원 트라이 구조로 저장하여 검색을 진행하는 좋은 알고리즘이나, 길이에 대하여 선형검색을 하는 방법이므로 좋은 검색 성능을 보이지 못한다. 본 논문에서는 사분트라이 구조에서 길이에 대하여 이진검색을 진행하는 새로운 패킷분류 알고리즘을 제안한다. 또한 패킷이 여러 개의 룰과 일치하였을 경우 가장 높은 우선순위를 가지는 룰을 선택한다는 특성을 이용하여, 사분트라이를 만드는 과정에서 우선순위를 고려하여 검색 성능을 향상시킬 수 있는 방안을 제안한다.
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IP 주소 검색을 위한 트리 레벨을 사용한 이진 검색 구조
문주형,임혜숙,Mun, Ju-Hyoung,Lim, Hye-Sook 한국통신학회 2006 韓國通信學會論文誌 Vol.31 No.2B
인터넷 트래픽의 급속한 성장으로 인하여, 인터넷 라우터에서는 보다 빠른 주소 검색을 지원하면서도 매우 큰 라우팅 데이터에 대하여도 잘 동작하는 인터넷 주소 검색 구조를 요구하고 있다. 본 논문에서는 이진 검색에 기초한 인터넷 주소 검색 구조를 심도있게 연구하였다. 기존에 연구되어온 대부분의 이진 검색 구조들은 프리픽스의 값에 따르는 이진 검색을 수행하는 구조로서 프리픽스 개수의 로그 함수에 비례하는 검색 속도를 보인다. 한편 프리픽스 길이에 따르는 이진 검색 구조가 연구되어 검색 성능에 있어서는 매우 우수한 성질을 보이나, 순수한 의미의 이진 검색이 불가능하여, 이진 검색시 접근되는 노드에 특수 목적의 마커를 저장하고, 또한 가장 잘 일치하는 프리픽스를 미리 계산하여 저장하는 방식을 통하여 해결하였다. 이러한 복잡한 선계산은 라우팅 테이블의 구성을 매우 어렵게 할 뿐 아니라, 프리픽스의 부가적 추가를 불가능하게 만드는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 복잡한 선계산 없이 리프-푸슁만을 통하여 프리픽스 길이에 대하여 이진 검색을 수행하는 매우 효율적인 구조를 제안하고, 제안하는 구조의 성능을 실험한 후, 기존에 연구되어온 다른 이진 검색 구조와 성능을 비교하였다. Address lookup is an essential function in the Internet routers, and it determines overall router performance. In this paper, we have thoroughly investigated the binary-search-based address lookup algorithms and proposed a new algorithm based on binary search on prefix lengths. Most of the existing binary search schemes perform binary search on prefix values, and hence the lookup speed is proportional to the length of prefixes or the log function of the number of prefixes. The previous algorithm based on binary search on prefix lengths has superior lookup performance than others. However, the algorithm requires very complicated pre-computation of markers and best matching prefixes in internal nodes since naive binary search is not possible in their scheme. This complicated pre-computation makes the composition of the routing table and incremental update very difficult. By using leaf-pushing, the proposed algorithm in this paper removes the complicated pre-computation of the Previous work in performing the binary search on prefix lengths. The performance evaluation results show that the proposed scheme has very good performance in lookup speed compared with previous works.
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문주형(Ju Hyoung Mun),이정원(Jungwon Lee),임혜숙(Hyesook Lim) 대한전자공학회 2016 대한전자공학회 학술대회 Vol.2016 No.6
A Bloom filter is widely used in many different areas, because of its simple and efficient characteristics in membership querying. The drawback of a Bloom filter is to produce false positives. When a Bloom filter produces positive results, it should be identified whether the positives are true positive by accessing a hash table. A compliment Bloom filter has been introduced to identify the true positiveness without the hash table access. However, in this method, the entire set of the complement of the given set should be programmed into an additional Bloom filter. To reduce the number of elements that should be programmed into the additional Bloom filter, we propose a new method. In the proposed method, only the elements that cause false positives from the original Bloom filter are programmed into additional Bloom filter. The simulation results shows that the proposed method can achieve the same performance using a much smaller Bloom filter.
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김혜란,문주형,김원정,추하늘,지서영,임혜숙,Kim, Hye-Ran,Mun, Ju-Hyoung,Kim, Won-Jung,Chu, Ha-Neul,Jhee, Suh-Young,Lim, Hye-Sook 한국통신학회 2007 韓國通信學會論文誌 Vol.32 No.1B
모바일 IP는 휴대 단말이 새로운 링크로 이동 중에서도 통신을 지속할 수 있도록 하는 기능을 지원한다. 모바일 IPv6는 인터넷 프로토콜 버전 6에 기초하여 모빌리티 기능을 지원하는 프로토콜로서, 기존의 모바일 IPv4의 기능에 경로 최적화등의 새로운 기능이 추가되었다. 본 논문에서는 단말에 모빌리티를 제공하기 위한 기능들을 하드웨어로 처리하는 하드웨어 기반의 모바일 IPv6 구현에 관하여 다룬다 하드웨어 기반의 모바일 IPv6는 기존의 소프트웨어에 기반한 방식에 비하여, 신속한 이동성을 지원하며, 이동 중에 발생할 수 있는 패킷손실을 최소화 하는 장점이 있다. 또한 CPU가 모빌리티 기능지원 부담에서 벗어나 응용프로그램의 수행에 전념할 수 있도록 함으로서, 전체적인 시스템 성능의 향상을 기대할 수 있다. Mobile IP allows mobile end-systems to maintain on-going connections while moving to other links. Based on the Internet Protocol Version 6 (IPv6), mobile IPv6 provides a set of new mobility functions such as route optimization in addition to the functions in mobile IPv4. This paper describes the hardware-based mobile IPv6 implementation which provides all the mobility functionalities in hardware. The hardware-based mobile IPv6 provides faster mobility support than software-based implementation as well as it reduces the number of packet losses which can be caused during the movement. In end-systems equipped with hardware-based mobility support, the CPU can concentrate more on running application programs without wasting its effort for mobility support, and hence it is expected the overall performance improvement.
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