A Comparison of Three Fixed-Length Sequence Generators of Synthetic Self-Similar Network Traffic

정해덕,이종숙,Jeong, Hae-Duck J.,Lee, Jong-Suk R. Korea Information Processing Society 2003 정보처리학회논문지 C : 정보통신,정보보안 Vol.10 No.7

최근의 통신 네트워크에서 teletraffic의 양상은 Poisson 프로세스보다 self-similar프로세스에 의해서 더 잘 반영된다. 이는 통신 네트워크의 teletraffic에 관련하여 self-similar한 성질을 고려하지 않는다면, 통신 네트워크의 성능에 관한 결과는 부정확 할 수밖에 없다는 의미가 된다. 따라서, 통신 네트워크에 관한 시뮬레이션을 수행하기 위한 매우 중요한 요소 중에 하나는 충분히 긴 self-similar한 sequence를 얼마나 잘 생성하느냐의 문제이다. 본 논문에서는 FFT〔20〕, RMD〔12〕 그리고 SRA〔5, 10〕 방법을 이용한 세 개의 pseudo-random self-similar sequence 생성기를 비교 분석하였다. 본 Pseudo-random self-similar sequence 생성기의 성질을 매우 긴 sequence를 생성하는데 요구되는 통계적인 정확도와 생성시간에 대해서 분석하였다. 세 개의 pseudo-random self-similar sequence 생성기의 성능은 Hurst 변수의 상대적인 정확도로 보았을 때는 유사했으나, RMD와 SRA 방법을 이용한 pseudo-random self-similar sequence 생성기가 FFT 방법을 이용한 것보다 속도 면에서는 훨씬 빠른 것으로 나타났다. 또한 본 연구를 통해서 pseudo-random self-similar sequence 생성기의 비교분석을 위한 좀더 좋은 방법이 필요하다는 것을 보여주었다. It is generally accepted that self-similar (or fractal) processes may provide better models for teletraffic in modern telecommunication networks than Poisson Processes. If this is not taken into account, it can lead to inaccurate conclusions about performance of telecommunication networks. Thus, an important requirement for conducting simulation studies of telecommunication networks is the ability to generate long synthetic stochastic self-similar sequences. Three generators of pseudo-random self-similar sequences, based on the FFT〔20〕, RMD〔12〕 and SRA methods〔5, 10〕, are compared and analysed in this paper. Properties of these generators were experimentally studied in the sense of their statistical accuracy and times required to produce sequences of a given (long) length. While all three generators show similar levels of accuracy of the output data (in the sense of relative accuracy of the Horst parameter), the RMD- and SRA-based generators appear to be much faster than the generator based on FFT. Our results also show that a robust method for comparative studies of self-similarity in pseudo-random sequences is needed.

Fast Self-Similar Network Traffic Generation Based on FGN and Daubechies Wavelets

정해덕,이종숙,Jeong, Hae-Duck,Lee, Jong-Suk Korea Information Processing Society 2004 정보처리학회논문지 C : 정보통신,정보보안 Vol.11 No.5

최근의 통신 네트워크에서 teletraffic의 양상은 Poisson 프로세스보다 self-similar 프로세스에 의해서 더 잘 반영된다. 이는 통신 네트워크의 teletraffic에 관련하여 self-similar한 성질을 고려하지 않는다면, 통신 네트워크의 성능에 관한 결과는 부정확 할 수밖에 없다는 의미가 된다. 따라서, 통신 네트워크에 관한 시뮬레이션을 수행하기 위한 매우 중요한 요소 중에 하나는 충분히 긴 self-similar한 sequence를 얼마나 잘 생성하느냐의 문제이다. 본 논문에서는 fractional Gaussian noise와 wavelet 변환을 이용한 새로운 pseudo-random self-similar sequence 생성기를 구현 및 분석하였다. 특별히 본 생성기는 다른 wavelet 변환보다 long range dependent한 프로세스들의 self-similar 구조에 잘 맞기 때문에 좀더 정확한 결과를 유도할 수 있는 Daubechies wavelet을 사용하였다. 본 생성기를 이용하여 매우 긴 sequence를 생성하는데 요구되는 통계적인 정확도와 생성시간에 대해서 분석하였으며, 본 논문에서 제안한 생성기의 성능은 Hurst 변수의 상대적인 정확도로 보았을 때, 그리고 sequence의 생성시간을 고려했을 때에 매우 우수함을 보였다. 이 생성기의 이론적 complexity는 n개의 난수를 발생하는데 0(n)이 요구된다. Recent measurement studies of real teletraffic data in modern telecommunication networks have shown that self-similar (or fractal) processes may provide better models of teletraffic in modern telecommunication networks than Poisson processes. If this is not taken into account, it can lead to inaccurate conclusions about performance of telecommunication networks. Thus, an important requirement for conducting simulation studies of telecommunication networks is the ability to generate long synthetic stochastic self-similar sequences. A new generator of pseu-do-random self-similar sequences, based on the fractional Gaussian nois and a wavelet transform, is proposed and analysed in this paper. Specifically, this generator uses Daubechies wavelets. The motivation behind this selection of wavelets is that Daubechies wavelets lead to more accurate results by better matching the self-similar structure of long range dependent processes, than other types of wavelets. The statistical accuracy and time required to produce sequences of a given (long) length are experimentally studied. This generator shows a high level of accuracy of the output data (in the sense of the Hurst parameter) and is fast. Its theoretical algorithmic complexity is 0(n).

개선된 ATMSim을 이용한 DDoS 공격 분석

정해덕 ( Hae-duck J. Jeong ),류명운 ( Myeong-un Ryu ),지민준 ( Min-jun Ji ),조유빈 ( You-been Cho ),예상국 ( Sang-kug Ye ),이종숙 ( Jong-suk R. Lee ) 한국인터넷정보학회 2016 인터넷정보학회논문지 Vol.17 No.2

최근 정보통신망의 발전과 스마트 폰의 대량 보급으로 인하여 인터넷 트래픽이 기하급수적으로 증가하고 있다. 이와 관련하여, 본 논문은 증가하고 있는 인터넷 침해사고와 네트워크 공격 중 대표적인 DDoS 공격에 대해서 탐지 및 분석한다. 이를 위해 네트워크 플로우 정보를 바탕으로 동작할 수 있도록 기존의 ATMSim 분석 패키지의 기능과 GUI를 개선하고, 이를 이용하여 캠퍼스 내부 LAN을 통해 대량으로 유입되는 정상적인 트래픽과 DDoS 공격이 포함된 비정상 트래픽을 생성한다. 수집·생성된 정상·비정상 트래픽의 특성을 분석하기 위해서 자기유사성 추정 기법을 이용하여, 그래픽 분석 및 Hurst 파라메터 (자기유사성 파라메터) 추정량 분석결과 정상 트래픽과 비정상 트래픽이 자기유사성 관점에서 추정치 Hurst 값이 높음을 보여 주고 있다. Internet traffic has been significantly increasing due to the development of information and communication networks and the growing numbers of cell phone users that access networks. This paper connects to this issue by presenting a way to detect and analyze a typical DDoS attack that results in Internet breaches and network attacks, which are on the increase. To achieve this goal, we improve features and GUI of the existing ATMSim analysis package and use it. This package operates on a network flow-based analysis method, which means that normal traffic collected through an internal LAN at the Korean Bible University campus as well as anomaly traffic with DDoS attacks are generated. Self-similarity processes are used to analyze normal and anomaly traffic that are collected and generated from the improved ATMSim. Our numerical results obtained from three Hurst parameter estimate techniques show that there is quantitatively a significant difference between normal traffic and anomaly traffic from a self-similarity perspective.

Coverage 분석을 위한 신뢰구간 추정량에 관한 비교 연구

이종숙,정해덕,Lee, Jong-Suk,Jeong, Hae-Duck J. 한국정보처리학회 2004 정보처리학회논문지D Vol.11 No.1

지금까지 비율(proportion)에 대한 신뢰구간의 근사적 추정량(approximate estimator)에 대한 여러 기법들이 제안되었으나, 시뮬레이션 결과에 대한 coverage 분석을 수행할 경우에는 정규분포에 기반 한 신뢰구간 추정량이 주로 이용되었다. 그 이유는 정규분포에 대한 근사법이 다른 근사법들 보다 실제 구현하는데 쉽게 여겨졌기 때문이다. 하지만, 최근에 arcsin 변환에 기반한 coverage 분석을 위한 근사법이 [12]에서 시뮬레이션 수행 시에 최종결과에 요구되는 정확도의 조절과 비율을 추정하기 위해서 사용되었다. 본 논문에서는 세 개의 신뢰구간 추정량 근사법(정규분포 기반 근사법, arcsin 변환 기반 근사법, 그리고 F-분포 기반 근사법)을 비교 분석하였다. 세 신뢰구간에 대한 추정량을 단일 프로세서와 다중 프로세서 상에서 참조모델(reference model)로 M/M/1/$\infty$와 W/D/l/$\infty$ 큐잉 시스템을 활용하여 정상상태(steady-state)에서의 평균치를 추정하는 시뮬레이션에 적용하였다. Confidence interval estimators for proportions using normal approximation have been commonly used for coverage analysis of simulation output even though alternative approximate estimators of confidence intervals for proportions were proposed. This is -because the normal approximation was easier to use in practice than the other approximate estimators. Computing technology has no problem with dealing these alternative estimators. Recently, one of the approximation methods for coverage analysis which is based on arcsin transformation has been used for estimating proportion and for controlling the required precision in [12]. In this paper, we compare three approximate interval estimators, based on a normal distribution approximation, an arcsin transformation and an F-distribution approximation, of a single proportion. Three estimators were applied to sequential coverage analysis of steady-state means, in simulations of the M/M/1/$\infty$ and W/D/l/$\infty$ queueing systems on a single processor and multiple processors.

순차적 시뮬레이션을 위한 순차적인 Percentile 추정에 관한 연구

이종숙,정해덕,Lee, Jong-Suk,Jeong, Hae-Duck 한국정보처리학회 2003 정보처리학회논문지D Vol.10 No.6

Percentiles are convenient measures of the entire range of values of simulation outputs. However, unlike means and standard deviations, the observations have to be stored since calculation of percentiles requires several passes through the data. Thus, percentile (PE) requires a large amount of computer storage and computation time. The best possible computation time to sort n observations is (O($nlog_{2}n$)), and memory proportional to n is required to store sorted values in order to find a given order statistic. Several approaches for extimating percentiles in RS(regenerative simulation) and non-RS, which can avoid difficulties of PE, have been proposed in [11, 12, 21]. In this paper, we implemented these three approaches known as : leanear PE, batching PE, spectral $P^2$ PE in the context of sequential steady-state simulation. Numerical results of coverage analysis of these PE approachs are present. 백분위수는 시뮬레이션 결과의 전체적인 성향을 파악하는데 아주 유용한 측정 기법 중의 하나이다. 그러나, 시뮬레이션으로 수집된 데이터들에 대한 평균이나 표준편차와는 달리 백분위수를 추정하기 위해서는 모든 관측된 데이터들을 저장해야 만 한다, 왜냐하면 백분위수의 추정을 위해서는 관측된 모든 데이를 분류하여 오른차순으로 정렬하는 등 여러 단계의 처리과정이 필요하기 때문이다. 따라서, 백분위수 추정을 위해서는 관측된 모든 데이터를 저장하기 위한 대용량의 저장장치와 정렬을 위한 계산시간 (O($nlog_{2}n$))이 요구된다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 여러 백분위수 추정 기법들이 제안되었으나 고정된 샘플 크기의 시뮬레이선(fixed sample size simulation) 을 수행할 경우에만 적용 가능하다. [11, 12, 21]. 본 논문에서는 3가지 백분위수 추정 기법(linear PE, batching PE, spectral $P^2$ PE) 을 순차적인 안정상태 시뮬레이션(sequential steady-state simulation) 에 적용하여 연구하였다. 또한, 3가지의 백분위수 추정 기법들에 대해 coverage 분석을 수행한 결과를 제시하였다.

Quality of Coverage Analysis on Distributed Stochastic Steady-State Simulations

이종숙,박형우,정해덕,Lee, Jong-Suk-R.,Park, Hyoung-Woo,Jeong, Hae-Duck-J. Korea Information Processing Society 2002 정보처리학회논문지 A Vol.9 No.4

본 논문에서는 분산 시뮬레이션 기법 중에 하나인 MRIP(Multiple Replications In Parallel) 시나리오에서 각종 순차적인 시뮬레이션 분석 방법들의 성능을 측정할 수 있는 포함범위(Coverage)에 대한 신뢰구간(confidence intervals) 및 속도향상(Speedup)에 대해 살펴보았다. F-분포를 기반으로 한 신뢰구간에 대한 추정기(estimator)를 단일 프로세서와 다중 프로세서 상에서 참조모델(reference model)로 $M/M/1/{\infty},\;M/D/I/{\infty}과\;M/H_{2}/1/{\infty}$큐잉 시스템을 활용하여 정상상태(steady-state)에서의 평균치를 추정하는 시뮬레이션에 적용하였다. 순차적인 포함범위 분석을 위해서는 수많은 시뮬레이션 실행(Run)들이 요구되는데, MRIP 분산 시뮬레이션 시나리오에서 다중 프로세서를 이용하여 시뮬레이션을 수행하여 최종 시뮬레이션 결과를 얻는데 걸리는 신간을 감소시켰다. 또한, LNA으로 연결된 분산 컴퓨팅 시스템에 시뮬레이션을 동시에 수행시킴으로써 쉽게 필요한 수의 시뮬레이션 실행결과(Run)를 수집할 수 있다. 이는 샘플의 수가 증가됨으로써 좀더 신뢰도가 높은 최종 신뢰구간을 시뮬레이션 수행자가 얻을 수 있게 해준다. In this paper we study the qualify of sequential coverage analysis under a scenario of distributed stochastic simulation known as MRIP(Multiple Replications In Parallel) in terms of the confidence intervals of coverage and the speedup. The estimator based in the F-distribution was applied to the sequential coverage analysis of steady-state means. in simulations of the $M/M/1/{\infty},\;M/D/I/{\infty}\;and\;M/H_{2}/1/{\infty}$ queueing systems on a single processor and multiple processors. By using multiple processors under the MRIP scenario, the time for collecting many replications needed in sequential coverage analysis is reduced. One can also easily collect more replications by executing it in distributed computers or clusters linked by a local area network.

BESS를 적용한 계통연계형 PV시스템의 운전특성에 관한 연구

이강연(Lee Kang-Yeon),정병호(Jeong Byeong-Ho),조금배(Cho Geum-Bae),백형래(Baek Hyung-Lae),정해덕(Jung Hae-Duck) 한국태양에너지학회 2006 한국태양에너지학회 논문집 Vol.26 No.2

Photovoltaic is an attractive technology to remote power applications, because of its reliability, low maintenance, and zero fuel requirements.<br/> In this paper represents residential PV system based on BESS(battery energy storage system) for managing the electric power, a pattern of daily operation considering the load characteristics of the house, the generation characteristics of PV power, and utility power leveling. For apply to control algorithm, we consider the load on monthly power consumption trend and daily usage pattern. As for the control of the proposed system, to increase the conversion efficiency of the PV power, bidirectional converter is used for MPPT and SPWM inverter. An experimental system is implemented, and some experimental results are provided to demonstrate the effectiveness of the proposed system.

Java 기반의 노트북 도난 대응 시스템

권용우(Yongwoo Kwon),전인혁(Inhyeok Jeon),현우석(WooSeok Hyun),임지영(Jiyoung Lim),유일선(Ilsun You),정해덕(Hae-Duck Jeong) 한국통신학회 2014 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.11

스마트폰 사용 패턴 수집 및 분석을 통한 스마트폰 중독 및 질병 예방 시스템

류명운 ( Myeong-un Ryu ),류요한 ( Yo-han Ryu ),현우석 ( Wooseok Hyun ),임지영 ( Jiyoung Lim ),유일선 ( Ilsun You ),정해덕 ( Hae-duck Jeong ) 한국인터넷정보학회 2015 인터넷정보학회논문지 Vol.16 No.3

최근 스마트폰 사용자들이 급격히 증가함에 따라 다양한 사회적 문제점들이 발생되고 있다. 대표적으로, 과도한 스마트폰의 사용과 잘못된 이용습관은 `스마트폰 중독(smartphone addiction)`과 `스마트폰 질병(smartphone disease)`과 같은 새로운 사회적 문제점들을 야기시키고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제들을 사전에 예방하기 위해 스마트폰 사용자의 패턴을 방향센서를 이용해서 수집하고 분석해서 스마트폰 중독 및 질병을 예방하는 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 사용자의 스마트폰 사용형태와 사용시간을 실시간으로 분석하여 위험수준에 도달하였을 경우, 사용자에게 이를 알려 줌으로써 사용자 자신이 사전에 위험을 인지할 수 있도록 하며, 자신의 의지로 스마트폰 사용을 절제하도록 하여 스마트폰 중독 및 질병을 사전에 예방할 수 있도록 제안한다. In recent years, in accordance with the rapidly increasing number of smartphone users, various social problems have started to occur. Examples of these problems are the overuse of smartphones and bad usage habits of smartphone users that can cause new social problems such as smartphone addiction and other smartphone related diseases. With the aim of preventing these social problems, this paper proposes a new smartphone addiction and disease prevention system. This system was developed by collecting and analyzing smartphone usage patterns. This proposed system analyzes the usage patterns and working hours of smartphone users in real time. If the detected smartphone usage patterns reach a dangerous level, the system will send warning messages to the user. This will enable users to recognize the unhealthy situation in advance by themselves. In addition, this solution could possibly prevent smartphone addiction and other smartphone related illness by preventing overuse and encouraging abstinence from using smartphones to the extent that it becomes harmful to the user.

하이퍼미디어 시스템을 기반으로 하는 CAI도구의 설계 및 구현

정해덕,황치정,진성일 충남대학교 자연과학연구소 1992 忠南科學硏究誌 Vol.19 No.1

This thesis is designed and implemented for an authoring tool of CAI (Computer Assisted Instruction) of the human body structure, by means of the Hypermedia system. Also, the stack structure of the human body structure is designed and implemented in an object-oriented concepts and in a combination stack structure that mingles a tree stack structure with a network stack structure. If an authoring tool of this CAI is enlarged, it has a wide variety of applications. It can be utilized, for example, in educations, in desk announcements, in information services, in marketings, in quick-lunch room businesses, and in entertainment businesses. Additionally, if an authoring tool of this CAI is put into practice, it will curtail expenditure on both personnel and equipment, and will save time. In addition, it will result in an increase in users' attention, understanding, memory, and concentration.