異種 通信網 連動을 爲한 고속 시스템버스 設計 및 性能 분석

류원 成均館大學校 2000 국내박사

그리드 자원 통합 관리를 위한 글로벌 스케줄러 설계

임창선 성균관대학교 일반대학원 2010 국내석사

그리드 컴퓨팅은 국가과학기술 발전에 중요한 요소 중 하나로 자리 잡고 있는 개념으로, 원자 구조 및 유전자 지도 분석에서부터 천체의 동작 분석까지 다양한 분야의 대용량 데이터 처리를 할 수 있는 방안을 제시하고 있다. 본 논문에서는 그리드 컴퓨팅을 위한 기술 중 글로벌 스케줄러에 대한 연구를 진행 하였다. 글로벌 스케줄러는 그리드 환경에서 사용자가 작업의 실행을 요청할 경우 기존의 실행할 자원을 직접 선택하는 것이 아닌 시스템이 자동으로 적합한 자원을 찾아 선택하여 작업을 할당하는 기능을 담당하는 부분의 명칭이다. 기존의 그리드 시스템을 사용 할 경우에는 사용자가 자신의 작업을 사용 하고자 할 때 사용자는 그리드 환경에서 자신이 필요로 하는 자원을 직접 검색을 하여 할당 요청을 하여야 한다. 이에 사용자의 그리드 자원의 이용 불편을 초래하며, 이를 해결하기 위하여 외국의 선진 그리드 시스템은 글로벌 스케줄러 시스템을 통하여 사용자의 그리드 자원의 선택에 편의성을 제공하고 있다. 이에 국내에서도 그리드 서비스를 제공하는 슈퍼 컴퓨팅 자원의 증가함에 따라 글로벌 스케줄러의 필요성이 대두되고 있다. 본 논문에서 연구된 글로벌 스케줄러는 티켓을 기반으로 설계된 TGRS는 글로벌 스케줄러에 의해 제출 된 작업들의 관리의 용이성을 확보하기 위하여 필요한 구조이다. TGRS를 통한 작업 등록 시 사용자는 티켓 고유 번호를 발급 받고, 추후 해당 작업의 상태 확인이나 취소, 수정 등을 위하여 이 티켓 고유 번호만으로 관리가 가능하다. 또한 티켓 데이터베이스에는 관련된 자원들의 정보를 요약하여 저장 및 제공함으로써 컴퓨팅 자원 관리시스템이나 네트워크 자원 관리시스템에 따로 접속하지 않고도 간단한 자원 정보를 확인할 수 있다. 적용 기술 중 하나인 스케줄링 정책을 통하여 사용자가 원하는 형태에 가까운 자원이 선택되도록 유연성을 가지는 기능을 설계함으로써 글로벌 스케줄러의 효용성을 높이는 연구를 진행하였다. 또한 TGRS 연구를 통해 나온 설계안에 대하여 간단한 프로토 타입을 구축 및 테스트 환경을 구성하여, 실제로 글로벌 스케줄러 서비스의 각 동작에 대한 진행을 함으로써 설계안에 대한 동작 증명 및 독립적인 티켓 기반 글로벌 스케줄러의 동작을 확인 하였다. 이를 통하여 독립적인 글로벌 스케줄러 동작에 대한 필요한 외부 데이터 요구 사항들에 대하여 데이터 타입의 모델 제시하고, 또한 필요로 하는 티켓 데이터베이스 구조의 모델을 제시한다. The performance of super computers increases by the day and for example, Roadrunner of IBM has a computing capacity of 1.1 petaflop. The emergence of such super computers has allowed projects that require heavy loads of computing power to be completed in a much shorter time. However, the processing demand for large projects is also increasing together with the speed at which supercomputers develop. As per the vast volume of information flow in an IT era that is common across various fiends including space-related simulation, weather forecast, biology and genetic engineering, and quantum mechanics, high-performance computing resources are in desperate need. Grid computing is a candidate solution to this matter. The grid system is a method in which various multiplex systems connected within a network are recognized as a single virtual system commonly regarded critical for nation-level projects. Grid computing systems that control computing power are commonly dealt with in grid systems where multiple computing resources can be bundled so that they appear as a single volume of supercomputer resources. Grid environments are built with grid middleware. In this study, we plan on proposing a model for the global scheduler within the system built with GT4 (Globus Toolkit 4) Grid Middleware. Previously, when users wanted to leverage the computing resources of grid environment, they could directly select the grid resource to use in their jobs. This is the most effective resource allocation method in supercomputer-based grid environments with limited amount of resources. However, the number of grid projects that use supercomputers between regions and countries increases as network speeds go up. In other words, the number of resources used in supercomputer-based grid computing environments will inevitably increase. As the amount of available resources increases, the amount of resources to check when executing jobs also increases as this calls for the need to check the status of network resources that expands on a national level. The notion of CRM (Computing Resource Management) and NRM (Network Resource Management) was introduced in order to manage computing resources and network resources where GRS (Grid Resource Scheduler) is used as a system for collectively managing CRM and NRM. Also, the global scheduler is used in GRS for user convenience purposes. Here, the global scheduler receives critical information such as the amount of computing resources that the user requires and the bandwidth of network resources to match grid environment-forming elements with the most suitable resources.

(A) CLI-based proactive TCP scheme stable under the heavy traffic load in wired/wireless converged networks

Lee, Doo Hyung 성균관대학교 일반대학원 2009 국내박사

인터넷은 데이터의 전송을 송신자와 수신자간에 안전하게 보낼 수 있도록 보장형 서비스로 개발되는 것이 아니다. 통신망에서 보장할 수 없는 데이터의 전송신뢰성을 단말 종단간에서 전송제어로 확보 할 수 있게 개발되었다. 즉, 통신망에서 혼잡과 에러가 일어나면 데이터의 안전한 전송을 보장하지 못한다. 따라서 통신망에서 혼잡과 손실이 발생해도 잃어버린 데이터를 안전하게 주고받기 위하여 양쪽 단말 종단에서 TCP 전송제어 프로토콜이 동작하는 것이다. 예전의 패킷통신망, 프레임릴레이 통신망과 같은 것에서는 단말에서 발생된 데이터는 통신망에서 어떤 문제가 발생하더라도 이를 안전하게 수신자에게 전송할 수 있는 매커니즘을 가지고 있었다. 그러나 이는 인터넷과 같이 많은 사용자가 동시에 이용하는 통신망에서 대량 트래픽을 처리하기에는 한계가 발생할 수 밖에 없다. 따라서 이를 양쪽 단말에 의존하여 통신망에서 문제가 발생하여 데이터가 손실되더라도 전송제어를 통하여 안전하게 정보를 전달 할 수 있게 한 것이다. 이 역할을 하는 것이 TCP전송제어 프로토콜로서 인터넷 망 서비스에서 프로토콜 계층 중 핵심이다. 이것은 통신망에서 혼잡과 에러가 발생해도 전송제어를 효율적으로 해서 데이터를 최적화해서 보내야 한다. 유선망에 적용할 수 있도록 개발된 TCP혼잡제어 스킴은 그 동안 유무선 통합 망까지 상당한 발전을 이루면서 적용되어 왔다. 그럼에도 불구하고, 무선 망과 유선 망이 통합되면서 유선에서 일어나지 않던 무선망 환경의 문제점들이 발생되었다. 예를 들면, 첫째는 단말이나 서비스의 이동성으로 인한 핸드오프와 블랙아웃 그리고 라우팅 지연이 발생한다. 둘째는 대기환경조건과 빌딩, 아파트 같은 인공적인 구조물로 인하여 무선 전파도달의 다중페이딩 문제와, 하나의 기지국을 여러 단말이 동시 접속하기 위하여 채널경쟁 문제 등이 발생한다. 이는 일찍이 유선에서는 없던 것이고, 유선 망에 기반하여 개발된 기존 TCP혼잡제어 스킴들은 이와 같은 문제점에 직면하면서 무선망 전송에러를 혼잡에러로 착각하여 전송레이트를 줄여 보냄으로써 전송효율이 떨어지게 되었다. 이것을 해결하기 위하여 최근까지 발전해온 모델은 송신자와 수신자의 단 대 단 입장에서 TCP스킴의 동작원리를 위반하지 않고 접근한 방법들이 주류이다. 혼잡에러가 발생하기 전에 가용대역폭을 예측하여 전송률을 결정하고, 그에 맞는 데이터세그먼트를 결정해서 보내는 선행적 혼잡제어 방법들이 가장 최근에 것으로 앞서 있다. 이 논문은 선행 연구들이 사용된RTT ack값에 근거하여 선행적으로 가용 대역폭을 예측하고 혼잡제어 하는 모델을 면밀히 분석한 결과 구현의 어려움, 가용대역폭 예측의 정확도와 측정값 불규칙변화 그리고 Goodput 측면에서 문제가 있음을 알았다. 따라서 기존 선행적 TCP혼잡제어 방안은 통신망에서 혼잡손실과 전송에러 빈도 그리고 양에 따라 적절하게 대응하지 못했다. 송신경로와 수신경로가 동일한 상황을 가정하여 RTT ack값으로 가용 대역폭을 선행적으로 예측한다. 이것은 수신경로에서 ack 패턴(압축, 중복, 손실, 지연)에 의하여 발생하는 수신통로의 단 방향 지연문제를 해결하지 못한다. 이를 해결하기 위하여 TCP westwood같은 일부의 최근 선행적 스킴은 ack 측정 값에 필터 개념을 적용하여 불규칙하게 변화하는 값을 적절하게 만들었지만 구현 알고리즘이 복잡하다. 또한, 대부분의 최근 선행적 혼잡제어 스킴들도 두개의 변수 즉, 혼잡제어윈도우 크기(cwnd)와 느린시작 윈도우한계값(ssthresh)을 사용하여 TCP 세그먼트 의 입력 레이트 결정하여 가용대역폭을 조절했다. 이 두 변수의 관계에 따라 슬로우스타트 단계와 혼잡회피 단계로 구분하여 혼잡제어를 한다. 슬로우스타트 단계에서는 혼잡이 일어나기까지 지수적으로 증가시켜 최단기간에 가용대역폭에 도달 할 수 있도록 데이터를 전송하고, 혼잡제어윈도우 크기 값과 시작윈도우 값이 같으면 혼잡회피를 위하여 점진적으로 데이터를 증가시켜 전송한다. 이것이 점진적 증가/배수적 감소 매커니즘이다. 이 단계과정을 없애고 혼잡도에 따라 동적으로 혼잡윈도우 크기와 느린시작윈도우한계값을 결정하여 혼잡제어하는 매커니즘을 제시했다. 즉, 동적증가/동적감소 매커니즘이다. 따라서 혼잡상태에 따라 매커니즘이 동작하기 때문에 슬로우스타드 단계와 혼잡회피단계가 무의미하며 안정상태나 ack 증상, 예를 들어 압축, 손실, 중복이 발생하여도 동일하게 동작하는 매커니즘 이다. 본 논문에서는 이를 구현하기 위하여 혼잡도 기반의 TCP혼잡제어 스킴을 제안했다. 이 방안은 구현이 쉽도록 인터넷 표준인 RFC1323에서 권고하는 타임스탬프 넣어 Ack 값 기반으로 네트워크 혼잡도를 정확히 파악할 수 있게 했다. RTT ack값에 시간기록(Timestamp)을 넣어 혼잡도를 파악하는 모델을 고안함으로써 유무선 통합망에서 가용대역폭 예측이 기존 스킴보다 정교하게 TCP혼잡제어를 할 수 있게 되었다. 현재의 RTT값에 따라 혼잡도가 결정되고 이 혼잡도에 따라 가용대역폭 예측을 하여 전송 세그먼트 레이트를 결정한다. 가용대역폭 예측 정확도가 개선되기 위해서는 매RTT마다 현재의 RTT값을 최대값과 최소값으로 비교하여 계산하는 알고리즘을 적용했다. 이것은 ack 패턴에 의한 발생하는 RTT ack값의 튀는 현상을 막아 수신경로의 한 방향 지연 문제점도 해결하였다. 송신자에서 보내어진 송신데이터는 수신자에 도착된 시간을 기록하고 (Timestamp) 이를 TCP선택영역에 넣어 응답 값(RTT ack)를 전송하게 했다. 송신자는 매 RTT마다 응답으로 되돌아온 ack값의 TCP선택영역 시간기록을 초기 최소RTT설정 값과 최대 RTT설정 값을 비교하여 혼잡도 범위를 계산했다. 이렇게 계산된 혼잡도로 가용대역폭을 예측해서 전송레이트의 데이터 세크먼트를 동적으로 결정함으로써 유무선 통합망에 최적화된 스킴을 제시했다. 이는 기존 선행적 혼잡제어 스킴이 가지고 있던 전송제어 단계. 즉, 슬로우스타트단계, 혼잡회피단계를 없애는 결과를 가져왔다. 이것은 단순하고 명확하게 동작하는 동적증가/동적감소 매커니즘이다. 논문에서 제안된 스킴은 장점은 크게 구현 용이성, 굿풋 성능, 가용대역폭 예측 정확성, 트래픽 공평성이다. NS-2 시뮬레이션은 검증을 위한 방법으로 사용되었다. 이 스킴은 유무선 혼합 망에서 연속에러가 많은 상황을 반영하여 선행연구 스킴인 TCP Westwood, TCP Jersey, TCP New Jersey와 다양하게 시뮬레이션 한 결과이다. Goodput는 가용대역폭의 트래픽로드 90%에서 TCP Jersey보다 49.8% 개선되었고, TCP전송데이터 세크먼트 트래픽간에서 공정하게 가용 대역폭을 나누어 쓰는 Fairness도 가장 좋은 값인 1을 나타냈다. 가용대역폭 예측의 정확도는 전체 시뮬레이션시간에서 TCP Westwood 보다 이상적이었다. 그리고 유무선을 구분하지 않고 송신자측에서만 변경해서 스킴을 적용할 수 있기 때문에 구현가능성도 높다. 다만, 제시된 결과들은 고정기지국이 있는 유무선 통합네트워크 환경에서 시뮬레이션 하였고 단말기와 노드가 움직이는 애드 혹 망 에서는 고려하지 않았다. 고정기지국이 없는 환경은 경로설정 실패, 경로재계산, 네트워크 분리와 같은 다양한 이동성 영향이 존재하기 때문에 일반적인 유무선 통합환경과는 다르다. 이런 환경에서는 추가적인 노력이 필요 할 수 있고, 현재의 혼잡도를 파악하는데 필요한 RTT ack값이 전송레이트를 결정하는 데이터세그먼트 수의 계산 식에 이중으로 반영되는 사항은 향후 과제로 남겨서 개선할 예정이다. Transmission control protocol (TCP) is one of the core communication protocols of the Internet protocol suite which provides end-to-end reliable, in-order, error-free data transfer, flow control, and congestion control, making it suitable for major streaming media applications such as World Wide Web, e-mail and file transfer. For these reasons significant enhancements on TCP have been made in both wired and wireless networks to achieve high performance and avoid congestion collapse. Recently proactive congestion control schemes (e.g., TCP Westwood and TCP Jersey) have been evaluated to cope with the undesired situation of congestive loss in wired networks as well as random loss in wireless networks effectively. The sender in proactive congestion control schemes, in general, attempts to adjust the congestion window (cwnd) proactively to an optimal sending rate according to the network condition. By doing so the sender reacts intelligently to the network condition or the cause of the packet loss, caused either by congestion or by random losses. More specifically, TCP Westwood measures an end-to-end available bandwidth by monitoring the interval of returning acknowledgments (ACKs) and uses it to compute the cwnd in case of three duplicate ACKs (DUPACKs) or a retransmission timeout (RTO). On the other hand TCP Jersey improves TCP performance more significantly using both available bandwidth estimation (ABE) at the sender and congestion warning (CW) at the intermediate router. The CW mechanism is an explicit congestion notification that helps the sender to effectively distinguish packet losses caused by network congestion from those caused by wireless random loss. That is, the joint approach of the ABE and CW mechanisms allows improving TCP performance substantially in a high error rate environment. For instance we can see the result that, 280 % more goodput is achieved by TCP Jersey than by TCP Reno at 2 % wireless link error rate. On the other hand, the syndromes at the reverse link, such as ACK compression, ACK delay, and ACK losses, may have a significant impact on ABE’s accuracy and further on the overall performance of the TCP scheme. Especially, ACK compression is a phenomenon that ACKs arrive at a sender closer together than they were sent by a receiver. The result can lead to overestimation of the available bandwidth. Therefore, ACK compression, commonly observed in real networks, cannot be neglected. TCP New Jersey, an improved version of TCP Jersey adopts TCP timestamp option proposed in RFC 1323 for bandwidth estimation to overcome such problems. From the previous TCP schemes, however, we have found that the TCP sender does not know how much the network is congested because network congestion is represented by only two status modes, congestion exists or not. We introduce the concept of congestion level index (CLI) representing the granularity of the current congestion status. The main contribution of this paper is the definition and realization of the CLI-based TCP. Note that a common denominator between TCP Westwood and Jersey is that they provide the ABE mechanism that helps to estimate a current end-to-end bandwidth available to a TCP connection and guides the TCP sender to adjust its sending rate properly. To realize the CLI-based TCP effectively, the key idea of this dissertation extensively adopts previous research efforts like the ABE and timestamp mechanisms, deploy the CLI at the sender side, and demonstrate the effectiveness of our approach through several simulation experiments. Simulation results show that under a 90% traffic load, the CLI-based TCP outperforms TCP New Jersey by a 49.8% improvement in goodput and through several simulation experiments; this dissertation has shown that the CLI-based TCP can handle network congestion more minutely and improve TCP performance better under the network environment with high traffic load and correlated error. The accuracy of available bandwidth estimation was more ideal than TCP Westwood during the entire simulation time. The feasibility of implementation is also high because the scheme can be applied by modifying only the sender side without division wired and wireless networks.

Two-Phase Distribution-Based UPnP Proxy Framework for Home-to-Home Content Sharing

황태인 성균관대학교 일반대학원 2009 국내박사

In this dissertation, we design a system architecture and algorithm to provide UPnP A/V device control and media streaming service between different UPnP-enabled homes. To achieve these goals, the problems with UPnP scalability, NAT traversal, home-to-home security, and home-to-home media streaming must be considered. Thus, we propose a Personal Mobile UPnP Control Point (PMCP) which can handle all of these described problems. The proposed PMCP can be installed in devices such as home gateways, home servers, and handheld mobile devices. As soon as a user moves to another UPnP-enabled network, his PMCP establishes a secure channel to the PMCP on his own home network. Through this established secure channel between PMCPs, the PMCPs can send or receive messages generated by UPnP devices on the NATed home network in which they exist. For this, the designed PMCP uses JXTA protocols to interconnect NATed home networks. These JXTA protocols define a virtual network overlay on top of the existing physical network infrastructure, upon which services and applications are built. The JXTA virtual network hides all of the underlying physical network topology's complexity such as firewalls and NATs, and provides a uniform, addressable network for all peers in the network. However, this method has difficulty streaming real-time data across NATed home networks using the JXTA relay service due to the transmission delay and overload from a relay peer. Thus, the PMCP uses two different types of NAT traversal schemes in combination. One is for securely transmitting UPnP messages across NATed homes using the JXTA relay service, and the other is for streaming A/V data through the opened external port using the UPnP Internet Gateway Device (IGD) service, which permits peer-to-peer applications to traverse a NAT gateway by dynamically opening and closing ports for communication with other peers. The proposed PMCP enables service users to easily construct an extended home environment, in which they can freely control UPnP A/V devices such as a UPnP media renderer and a UPnP media server in different UPnP-enabled networks. Suppose a service user placed on such an extended home environment wants to simultaneously broadcast his own content to several physically separated homes. In this case, the traditional UPnP A/V architecture may cause some problems because the link capacity placed on the paths delivering the content, and the number of streaming channels that UPnP media servers can support, is limited. To solve these problems, we propose an enhanced home-to-home content sharing mechanism based on the two-phase distribution scheme that enables a user to multicast his or her high-quality content to other users in an extended home environment. For this, we enhance the Adaptive FastReplica algorithm based on the two-phase distribution scheme. Although Adaptive FastReplica was designed to efficiently distribute a massive file to large-scale groups, there was no consideration concerning the time constraint needed for a media streaming service. Therefore, we present a novel algorithm that enables the proposed PMCP to properly adjust the number of participant nodes in forwarding a media file in order to satisfy the streaming rate of the content file. With this algorithm, the PMCP makes it possible for a UPnP media server to stream high-quality content to multiple UPnP renderers in different UPnP-enabled home networks.

Relative Loss Differentiation Using Differential Drop Probability in Heterogenous Networks

조경래 성균관대학교 일반대학원 2009 국내박사

In order to support various application service types of real time and broadband accessing with varying requirements are guarantee to provide strong quality of service (QoS) architecture in heterogenous Networks environment. In this dissertation, we proposed QoS scheme are performance evaluation on differentiated loss probability in multiple queue status. Result in, we present a novel service architecture with strong service guarantees and high scalability QoS in wired and wireless Networks. Recently, researchers have explored to provide a queue management scheme for differentiated loss guarantees in the future internet service. The sides of a packet drop rate, well known as the best scheme bounded random drop (BRD) is one of the effort to guarantee loss differentiation. an each class to differential drop probability on achieving a low delay and high traffic intensity. Improved a queue management scheme to be enhanced to offer a packet drop probability is desired necessarily. This dissertation considers multiple random early detection with differential drop probability which is a slightly modified version of the multiple-RED (Random Early Detection) model, to get the performance of the best suited, we analyzes its main control parameters (min th, max th, max p) for achieving the proportional loss differentiation (PLD) model, and gives their setting guidance from the analytic approach. we propose queue management scheme based on differential drop probability, called Relative-MQSDDP (Multiple Class Queue State Differential Drop Probability), is proposed to overcome BRD's shortcoming as well as supports static parameter setting values for absolute loss differentiation. M-RED is static according to the situation of the network traffic, Network environment is very dynamic situation. Therefore parameter values needs to modify too to the constantly and dynamic. This scheme extends original Random Early Detection (RED) and base on queueing theory [28]. Also Demonstrated using an ns-2 network simulation. This dissertation devise and analyze mechanisms that implement the proposed service architecture, and demonstrate the effectiveness of the approach through numerical analysis and simulation. The verification of the guidance is shown with figuring out loss probability using a proposed algorithm under dynamic offered load and is also selection problem of optimal values of parameters for high traffic intensity and show that Compare Relative-MQSDDP to BRD, RED has the better performance in terms of proportional loss differentiation packet drop rate. It may be concluded that the proposed scheme has better performance For instant, if the ratio of offered load intensity to outgoing channel capacity, the proposed scheme reduces packets drop rate about 35%, 45%. 실시간 광대역 접속을 요구하는 이기종의 유, 무선 네트워크 환경에서 다양한 어플리케이션을 지원하기 위해서는 강력한 QoS 서비스 아키텍처가 제공되어야 한다. 본 논문에서 제안하는 QoS 스킴은 다중의 큐 상태에서 차별적인 손실 확률을 위한 실험을 전개하였다. 실험결과에서 본 논문에서 제안하는 스킴이 강력한 QoS 서비스를 제공하기에 우수하다는 것을 확인하였다. 최근 들어, 연구원들은 미래 인터넷 서비스를 위한 차별화된 손실을 보장하는 큐 관리 스킴을 발표하였다. 이 중 가장 좋은 스킴으로 잘 알려진 BRD 스킴은 서로 다른 서비스 클래스 에서 각 각 다른 레벨의 트래픽의 손실 차별화를 보장하기 위한 노력 중 하나였다. BRD 스킴은 복잡하지 않고 좋은 기능을 가지고 있다고 할지라도 낮은 데이터처리, 긴 지연시간과 최적의 파라미터 값을 선택하는 등의 몇 가지 결점을 확인할 수 있었다. 명확하게 하자면, 이러한 결점은 패킷 도착율을 판단하는 것과 들어오는 패킷들을 랜덤하게 계산하기 위한 폐기 확률을 가지고 현재 버퍼(큐)의 선점 상태를 고려하지 않는 폐기 확률을 계산하므로 트래픽의 정상적인 흐름을 방해한다. 다중의 버퍼(큐)의 상태를 관리하기 위해 상대적이고 비례적으로 차별화된 패킷 폐기확률을 가지는 R-MQSDDP 스킴은 BRD스킴과 RED의 결점을 극복하고 각 클래스마다 상대적이고 비례적으로 차별적인 손실을 보장하고자 제안하였다. 또한 다중의 RED 스킴은 네트워크의 상황에 따라서 정적인 파라미터 값을 제공하여 절대적인 서비스를 하지만, 복잡하고 다양한 이기종 네트워크의 환경은 매우 실시간이고 동적인 환경이다. 그렇기 때문에 파라미터 값을 지속적이고 동적인 파라미터 값을 제공하여 서비스 되어야 한다. 본 논문에서 제안한 스킴은 본래의 RED를 확장하고, 큐잉 모델을 바탕으로 패킷 폐기 확률 방정식을 유도해 다중의 클래스 기반에서도 확장할 수 있다. 이 논문에서 제안한 스킴을 증명하기 위해 또한, 제안된 서비스 아키텍처를 구현하기 위한 메커니즘들을 고안하여 전개하였다. 이를 분석하기위해 수치적 분석 방법과 ns-2 시뮬레이션을 이용해 모의실험을 하였다. 그 결과 다중의 클래스기반 큐 관리 환경에서 낮게 제공된 트래픽 로드와 집중도가 높은 트래픽에서 각 클래스마다 비 례적으로 차별적인 패킷 폐기 확률을 통해 최적의 파라미터 값을 조정하는 특정 클래스에서 절대적이면서도 비례적이고 상대적인 손실 폐기 측면에서 본 논문에서 제 안하는 R-MQSDDP 스킴이 BRD 스킴과 RED 스킴에 비해 약 35% 와 45% 정도 더 우수한 성능을 나타나는 것을 확인하였다.

GMPLS 기반 네트워크에서 生存性 向上을 위한 復舊 技法에 대한 硏究

김기수 성균관대학교 일반대학원 2009 국내석사

최근 인터넷 사용자는 네이버, 다음, 구글 등의 대형 포털 사이트들 뿐만 아니라, 싸이월드와 같은 미니 홈피, 온라인 게임, 인터넷 뱅킹, 전자 상거래 등 다양한 서비스를 인터넷을 통해 제공받고 있다. 이러한 인터넷의 발전은 인터넷의 트래픽 폭발적인 증가를 수반하였다. 이를 수용하고자 차세대 네트워크의 백본망은 광대역을 제공하는 광통신으로 이루어지고 있으며, IP를 이용한 효율적인 광 네트워크를 구성하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 이처럼 대용량의 데이터를 짧은 시간 내에 보내는 광 통신망에서 링크 또는 노드의 장애는 대량의 데이터 손실을 유발할 수 있다. 따라서 신속한 장애 복구는 필수적이다. 광 네트워크에서 장애 복구에 대한 문제는 경제적인 네트워크 구축만큼 중요한 사항이며, 서비스 품질을 요구하는 대용량의 멀티미디어 서비스의 신뢰성 있는 전송을 위해 반드시 해결해야 하는 문제이다. 기존의 네트워크 장애 복구 기법은 크게 보호(protection) 기법과 회복(restoration) 기법으로 구분할 수 있다. 보호 기법은 일정 수준 이하의 복구 시간(recovery time)을 보장할 수 있으며, 회복 기법에 비해 짧은 복구 시간을 가진다. 하지만 대부분의 데이터 중심 서비스(data-oriented service)는 이러한 제약적인 복구 시간을 필요로 하는 것은 아니며, 대부분의 네트워크에서 보호 기법을 적용하는 데는 한계가 있다. 반면에 회복 기법은 보호 기법에 비해 상대적으로 긴 복구 시간이 필요하지만, 네트워크 장애가 발생한 이후에 대역폭을 할당하기 때문에 자원 효율이 더 좋고, 동시에 2개 이상의 네트워크 장애가 발생하더라도 대처가 가능하다는 장점이 있다. 따라서 본 논문에서는 GMPLS의 경로 복구 기법 중에 회복(restoration) 기법에 초점을 맞추고, 기존의 회복 기법이 가진 문제점을 분석하고 이를 해결하기 위한 작업 경로 선택 알고리즘을 제시하였다. 이 알고리즘을 적용하면 GMPLS 네트워크에서 장애가 발생했을 때 신속한 복구와 안정적인 경로 재설정이 가능하다. 본 논문에서는 제안한 회복 기법의 성능 평가를 위해 시뮬레이션을 통해 대역폭의 크기를 우선으로 하는 Bandwidth First 알고리즘과 랜덤하게 작업 경로를 선택하는 알고리즘과의 성능을 비교하였다. 이때 비교한 factor는 네트워크 장애가 발생했을 때 이를 알리는 메시지의 수, 경로를 복구하는 과정에서 발생하는 contention의 수, 복구하는 데 실패한 경로의 수이다. 또한 본 논문에서 제시한 회복 기법은 성능뿐만 아니라 기존의 회복 기법들과 달리 최근 들어 활발하게 연구가 진행 중인 PCE (Path Computation Element) 개념을 도입함으로써 확장 및 구현이 용이하다는 장점을 가진다. Nowadays Internet users is provided various services such as big portal sites, online games, Internet banking and e-commerce. The development of the Internet explosion of the Internet traffic growth was accompanied. Want to accept it to the next-generation optical communication network to provide broadband backbone network is in place and IP-based optical network to configure more efficient, many researchers said. Within a short period of time to send large amounts of data from the optical network link or node's failure can lead to the loss of large amounts of data. Therefore, rapid fault recovery is required. Fault recovery in optical network is important as well as to create an economic network and for transmission reliability of large amounts of multimedia services that require the quality of service, it must be addressed. Existing network fault recovery techniques is composed of the protection techniques and restoration techniques. Protection techniques to ensure the recovery time of less than a certain level, and have recovery time is shorter than the restoration techniques. But most of these limitations of the data-oriented service does not require recovery time, most of the network, this technique is a limit to take effect. On the other hand, the recovery techniques relative to the protection techniques require a long recovery time, but because it allocate bandwidth after the network failed, resource efficiency is better than protection techniques. Also at the same time, one or more network failure is existed, it can handle them. Therefore, this paper focuses on the restoration techniques in GMPLS path recovery schemes, and analyzes the problem with existing restoration schemes and is presented algorithm to resolve it. When GMPLS network is failed, if you apply this algorithm, the network can recover network fault quickly and reliably path can be reset. In this paper, to evaluate the performance of the proposed restoration scheme , it compares the performance of bandwidth first algorithm and the performance of random algorithm which randomly select a working path, through simulation. At this point, comparison factors are the number of notification messages when network is failed, the number of contention in the process of restoring the path, and the number of failed path to recovery. In this paper, proposed restoration scheme has better performance than existing restoration scheme and but also extension and implementation are easy by introducing the concept of PCE which is ongoing actively research in the most recent.

플로우 수준의 트래픽 모델링 및 分析을 통한 트래픽 생성기 具現 方案 硏究

박상빈 성균관대학교 일반대학원 2009 국내석사

오늘날 통신 기술의 급속한 발달과 인터넷의 보급으로 인해 사용자가 원하는 정보를 손쉽게 얻을 수 있고 공유할 수 있게 되었다. 또한 인터넷이 발달하고 사용자 수가 급속도로 증가하면서 현재의 네트워크는 복잡하고, 다양한 종류의 트래픽들로 포화상태에 이르고 있다. 이는 WWW, FTP, Mail 등의 전통적인 인터넷 응용프로그램들뿐만 아니라, 음성망의 통합, 새롭게 등장한 스트리밍, Peer-to-Peer(P2P) 파일 공유, 게임 등 많은 서비스와 응용 프로그램들이 인터넷 기반으로 운용되고 있기 때문이다. 그리고 이러한 추세는 앞으로 더욱더 심화될 것이다. 이에 따라 네트워크의 현재 상태를 파악하고, 확장 계획을 세우는 기능 및 지원을 위한 네트워크 트래픽 모니터링의 중요성은 더욱 더 커져가고 있다. 그러나 Web 이나 FTP, TELNET 등 네트워크 응용프로그램들이 한정적인 과거 환경에서와는 달리 peer-to-peer 응용 프로그램이나 streaming media 응용프로그램 등 네트워크 기반 응용프로그램들이 다양하게 사용되고 있는 현재 인터넷 환경에서 과거의 well-known port 기반으로 응용프로그램을 구분하는 단순한 분석방법으로는 현재의 복잡 다양한 트래픽의 정확한 분석이 어렵다. 따라서 앞으로의 네트워크 트래픽의 수요 예측 및 확장 방안 연구 등에 필요한, 시뮬레이션 환경에서 실제 트래픽과 유사한 모의 트래픽 생성기가 필요하다. 기존의 트래픽 모델링의 방법으로는 패킷 수준의 모델링 방법과 응용 수준의 모델링 방법을 사용하여 트래픽을 모델링하고 트래픽 생성기를 구현하였다. 하지만 기존 연구 방법의 단점을 보안하고 실제 트래픽과 유사한 트래픽 생성기를 구현하고자 플로우 수준의 트래픽 모델링을 제안한다. 또한 본 논문에서는 실제 트래픽을 시뮬레이션 환경에서 유사하게 발생시키기 위하여 실제 트래픽의 플로우 수준의 트래픽 생성 패턴을 분석, 모델링하고 트래픽 생성기 구현을 위한 알고리즘 생성을 목표로 한다. The rapid advancement of today's telecommunication technologies and the increase in the number of internet users have caused the internet traffic to soar. In addressing that issue, traffic similar to an actual network can be generated to anticipate future conditions and explore paths that the current network may take in order for a more efficient operation and a more effective network design. Therefore, studies on the analysis of the current traffic and the traffic generator are necessary. Therefore, a traffic generator to be used in researches on traffic demand prediction and expansion scheme needs to be implemented. Also, in order to generate traffic, traffic modeling and analysis must take place beforehand where there is the packet-level modeling and the application-level modeling. [1] The packet-level modeling captures packets flowing through links and analyzes the flow to model the characteristic of a traffic whereas the application-level modeling uses web file sizes of data sent and received within each connection to model how much, in terms of size, has been transferred. The packet-level modeling, however, requires a combinatorial analysis of informa-tion related to the vast amount of packets collected whereas the application-level modeling makes traffic generators even more sophisticated because it models many different characteristics. In compromising the two drawbacks, we propose the flow-level modeling. Most traffic generating tools today cannot directly reflect the proper-ties of actual traffic due to the diversity of services in actual networks and the conse-quent traffic. Therefore, a more precise traffic analysis is required in order to prevent from wasting resources when building a network. In this study, we collect flow infor-mation through the packets of collected traffic and we analyze flow properties through the collected flow information. Then we can identify the properties of actual traffic and we analyze flow traffic properties to design a traffic generator.

유비쿼터스 環境에서의 配電설비관리시스템 構築에 관한 硏究

김종오 성균관대학교 정보통신대학원 2008 국내석사

전력IT산업의 눈부신 성장에 따른 전력계통의 지능화는 꾸준히 진화하고 있으며 전반적인 전력기술의 IT통합화는 향후 이루어가야 할 큰 과제로 남아있다. 본 논문에서는 현재 배전IT분야에 적용되어있는 배전계통 지능화에 따른 배전설비 관리 시스템(DAS, AMR, 무선부하감시 시스템 등)에 대한 내용을 기술하고 USN기술과 표준화 동향에 대해서 연구하였다. 현재 IT 적용이 필요한 배전설비 계통의 배전공가 및 가공, 지중설비 등의 통합 관리방안을 제시하고 배전설비의 효율적인 관리를 위한 방안으로 유비쿼터스 환경에서의 배전설비 관리 시스템(DMS, Distribution equipment Management System,)을 구성하였다. 배전설비관리에 IT를 적용하여 기존의 업무 Process에 보다 향상된 관리 효율성을 제고하고 유비쿼터스 센서 네트워크를 이용한 배전설비 상태감시시스템과 업무 통합형 모바일 데이터 통신을 활용한 배전설비 관리시스템 등 새로운 배전IT 시스템 응용 모델을 제시하여 안전하고 고품질의 전력서비스를 제공할 수 있는 기반을 마련하고자 한다. An electric power system became an important study field of Information Technology for the intelligent system because of remarkable developments of Power Information Technology. Unifying Power Information Technology is very important study field for the electric company, also it should be done to improve efficiency of the electric power technology as soon as possible. In this thesis, we will examine Distribution Equipment Management System for Power Information Technology, and explain roughly for electric power intelligent systems (DAS, AMR, Peak load Surveillance System, DMS etc.) in addition to look over USN(Ubiquitous Sensor Network) technology trends of standardization. Expecially, Distribution equipments, some parts of electric power systems which need to be applied with Information Technology should be suggested that they are unified management system, so it will be constructed with a new technical system such a DMS(Distribution Management System) in an Ubiquitous Environment. Actually, we need efforts to offer a safe, reliable electric power services for power user through the application of DMS which is made up with two systems, distribution surveillance system on USN, distribution management system using a wireless mobile, however, there are some restrictions in planing a DMS system. they should be considered before it's study begin. First reason is building costs of DMS system for all equipments. To build the whole system will need a lot of money, therefore, it is regardful that it would be planed to build it up in phases as it's separated group in apply fields. Second is a technology standardization for a compatibility of DMS system. If it couldn't be built with this compatibility, it might be occurred a serious error in systems, also a system error can make a reliability of DMS system down on management process with distribution systems. So, we have to make possible to think that the compatibility of DMS is very important section in an electric power equipment management. Third is a competitive business model, because of the building cost for DMS, it must be guaranteed for the benefit of investments through the result of system performance valuations.

비융착 광커넥터 접속방식에 대한 연구

정연중 성균관대학교 정보통신대학원 2008 국내석사

Practical fiber-optic cable has been manufactured along with the emergence of a worldwide FTTH market and the development of a manufacturing method that enables manufacturers to establish cable, connection, and measurement methods. In addition, the relative minimum loss value of 0.2dB/㎞ has been realized which has enabled the long distance information transfer of 100㎞~200㎞ without an optical repeater. A small increase in the loss value on the broadband, low loss and high quality transfer can cause a serious problem in the system, so connection parts that can transfer the optical signal with a low loss between the fiber optic of the optical communication and equipment are highly important. Because most FTTH transfer is made through an indoor or underground path, so it doesn't cause much loss. However, the optical connector which is exposed to outdoor elements such as temperature, humidity, and impacts at the end of the system will highly influence the safety of the homes depending on the quality of the products. The optical connector in the end of a domestic FTTH uses a fusion splice to connect the end of the fiber cable and the fiber part of the end line. However, the fusion splice method requires expensive equipment to connect and requires a heat shrink sleeve and spare storage space in the fiber optic cable and it is ineffective working in the end of the FTTH. However, a non-fusion connection method has newly emerged. A non-fusion connection method can manufacture optical connectors easily at the site without the fusion splice; also as it uses the existing fiber optic cable, it can use the fiber optic efficiently. There are two representative non-fusion methods one is called mechanical connection inside the ferrule which is inserting the fiber optic into the ferrule inside the optical connector at the site, and the other is called the ferrule grinding method which is putting the fiber optic through the ferrule to fix it with epoxy and grinding it. In this thesis, various experiments were performed for temperature, humidity, and impact on ferrule grinding method and mechanical connection inside ferrule to find out the characteristics. In the results, the characteristics satisfied the domestic regulations and it was determined that it can be used as an alternative of the fusion-splice method and it will not cause any communication problems. More studies on how to decrease the time of metalizing fiber optics and grinding forthe ferrule grinding method are need to be performed, also for the mechanical connection inside ferrule, more studies need to be performed to minimize the loss value which responds very sensitively to changes in temperature. Various characteristics and data for the non-fusion splice method will be effectively used to apply the proper non-fusion splice method depending on transfer quality, work environment, and environmental change factors in the FTTH end cable completion and emergent recovery of the optical connector.

論理的 分割 技術을 改善한 Virtual I/O Server의 假想化 具現

노일국 성균관대학교 2008 국내석사

복잡한 멀티벤더 IT환경에서는 논리적 분할(Logical Partitioning)을 이용하여 물리적인 여러 서버들을 하나의 서버로 통합하고 있다. 논리적 분할은 서버 가상화 기술을 접목한 형태로서 서버 내 자원을 분할하여 필요한 만큼 사용할 수 있도록 해 준다. 논리적 분할은 운영체제 없이 하이퍼바이저(Hypervisor)라는 펌웨어 수준에서 하나 또는 그 이상의 운영체제 이미지들이 하나의 물리적 서버 위에서 동작할 수 있도록 해주며, 고정 또는 가변적으로 프로세서 개수 및 메모리의 양을 조절할 수 있다. 그러나 이 기술은 많은 서버들을 한꺼번에 통합하여 IT환경을 단순화 시킬 경우, 공유가 가능한 프로세서 및 메모리는 확장이 가능하지만 물리적 디스크와 이더넷 어댑터 부분은 공유할 수 없어 확장성이 문제되고 있다. 따라서 논리적 분할 기술의 단점인 확장성 부분을 보완하기 위해 I/O자원의 가상화 기술이 필요하게 되었다. 본 논문은 논리적 분할 기술(LPAR)의 I/O 공유기능을 개선한 VIOS(Virtual I/O Server)의 가상화 기술의 기본 개념을 제시하였고, 이를 통해 그 문제를 해결할 수 있도록 하였다. 그리고 VIOS의 논리적 분할 기술을 통해 가상 디스크(vSCSI)와 가상 이더넷 어댑터(vEthernet), 공유 이더넷 어댑터(SEA)의 기능을 구현하여, 각 파티션마다 별도의 이더넷 어댑터, 디스크 어댑터 ,디스크 드라이브를 가져야 하는 요구사항을 제거하여 전체적으로 비용절감의 방법을 제시했다. 또한 I/O 자원의 가상화를 활성화함으로써 확장성 문제를 해결하였다. 그리고 단순 논리적 분할 기술(LPAR)과 비교, 분석하여 VIOS를 이용한 논리적 분할 기술의 우수성을 나타냈다. Several physical severs are united to single sever by using the Logical Partitioning(LPAR) in IT environment of the complex multibender. Logical Partitioning is to make one or more operating systems operate on Hypervisor which is Firmware level without operating system, and variably or regularly to control the number of a processor and quantity of a memory. However in case that many servers are united to simply by this technology at a time, it is possible to extend a process and a memory which is able to share. On the other hands, scalability is a problem in part of the Ethernet and the physical Disk. So we need to make I/O's resource virtual-conversion technology. This thesis presented basic concepts of VIOS's (Virtual I/O Sever) virtual technology which is improved with I/O joint-ownership of Logical Partitioning(LPAR)'s. So through this, we help the problems solve. And through the Logical Partitioning's (LPAR) technology of VIOS, we embodied functions of Virtual SCSI (vSCSI) ,Virtual Ethernet (vEthernet) and Shared Ethernet Adapter(SEA). And then, we can present the way of general cost's reduction, removing a required subject that is supposed to have Ethernet adapter, disk adapter and disk drive each of a partition. Also, we solve the problem of extension by activating the virtual conversion of I/O. Through comparing with simple logical partitioning and analyzing it, we show the superiority of Logical Partitioning (LPAR) technology with VIOS.