IEEE 802.11b에서의 가용 대역폭 예측 모델에 기반한 트래픽 컨트롤 시스템

고덕주 연세대학교 대학원 2005 국내석사

Density를 고려한 센서 네트워크 Reprogramming 프로토콜

조성규 연세대학교 대학원 2006 국내석사

Network Reprogramming is important as it is necessary to reprogram the sensors in place. The Network Reprogramming method to endure unstable network condition like Sensor Networks is an epidemic approach based on 3way(advertise-request-data) handshaking that all nodes in the network periodically advertise their code state to exchange new code. In this paper, we propose DANP(Density-Adaptive Network Reprogramming Protocol), an epidemic 3way protocol considering network density. DANP adjusts min period of Advertisement message to network density and shorten period and min period of Advertisement message several time if one node receives new code or if the network traffic is low. Adjusting min period of Advertisement message to network density reduces total number of transmitted messages in code propagation because it controls network traffic thus reduces message collision and shortening period and min period of Advertisement message several time reduces code propagation completion time. We compared the performance of DANP with Deluge through simulation and experiment. Simulation results show that DANP reduces 33% of completion time and 48% of total transmitted messages compared to Deluge in high-density grid topology, propagating 5 pages(5KB) and 19% of completion time and 28% of total transmitted messages compared to Deluge in high-density random topology, propagating 5 pages(5KB). And experiment results show that DANP outperforms Deluge by 11% in terms of completion time and by 48% in terms of total transmitted messages in high-density grid topology, propagating 19pages(20KB).$$a$$a 센서 네트워크에서는 배치된 센서 노드를 reprogram해야 하기 때문에 네트워크를 통한 reprogramming은 중요하다. 통신이 불안정한 센서네트워크에 적합한 Network Reprogramming 방법은 모든 노드들이 주기적으로 자신의 코드 정보를 알려서(advertise) 새로운 코드를 교환하는 3way protocol(advertise-request-data) 기반의 epidemic 방법이다. 본 논문에서는 network density를 고려한 epidemic 방법인 DANP(Density-Adaptive Network Reprogramming Protocol)를 제시한다. DANP는 각 노드가 코드 전파전에 local 정보(이웃노드의 Link Quality와 좌표)를 이용하여 모든 메시지의 발단이 되는 Advertisement 메시지의 최소 주기를 network density에 맞게 적절히 설정하고 새로운 코드를 받거나 Data 메시지의 통신량이 적으면 몇 번 Advertisement 메시지의 주기와 최소주기를 작게 한다. Density를 고려한 Advertisement 메시지 최소주기 설정은 통신량을 조절하여 메시지 collision을 줄이기 때문에 코드 전파 시 전송 메시지 개수를 줄이고 Advertisement 메시지의 주기와 최소주기를 몇 번 작게 하는 것은 코드 전파 완료 시간을 줄인다. 시뮬레이션과 실험을 통해 DANP의 성능을 기존의 코드전파 프로토콜인 Deluge와 비교 평가해보았다. 시뮬레이션 결과 density가 큰 환경의 grid topology에서 5KB의 코드를 전파할 때 DANP가 Deluge보다 전파완료 시간은 33%, 전송 메시지는 48% 감소하고 random topology에서는 전파완료 시간은 19%, 전송 메시지는 28% 감소한 것을 확인할 수 있었다. 또한 실험 결과 19KB의 코드를 전파할 때 DANP는 Deluge 보다 전파완료 시간은 11%, 전송 메시지는 13% 감소한 것을 확인할 수 있었다.$$a$$a

로그분석과 포렌식 모델 적용을 통한 리눅스 시스템 포렌식스 기법에 관한 연구

서희명 연세대학교 공학대학원 2006 국내석사

컴퓨터범죄는 해마다 증가되고 있다. CERT/CC는 2003년에 135,000 건의 침해사고가 발생하였고 2004년과 2005년에 더욱 증가하고 있음을 알려주고 있다. 이로 인해, 컴퓨터범죄를 발견하기 위한 포렌식 기술과 도구의 요구가 갈수록 높아지고 있다.$$a$$a불법적인 시스템의 침입이 있을 경우, 침입 증거를 찾고 불법 침입자를 수사/검거 하기 위해서는 먼저 침입 흔적을 찾아야 한다. 이는 비단 컴퓨터 범죄 뿐만 아니라, 일반 범죄 수사에서도 적용되는 원리이다. 컴퓨터는 인간에 의해서 움직이는 기계에 불과하므로, 사용하는 방법과 요령에 따라서, 일반 범죄보다 쉽게 흔적이 기록될 수 있으며, 수사에 쉽게 이용할 수도 있다.$$a$$a컴퓨터 운영체제와 응용 프로그램에 관계없이, 침입흔적은 로그라는 형태로 시스템에 남게 되고, 이 로그를 바탕으로 침입흔적의 조사 및 증거를 확보할 수 있다. 웹 사이트 방문, 로그인 기록, 인터넷 접속 등에 대한 로그기록이 남아있을 경우 불법침입자에 대한 추적은 비교적 쉽게 진행될 수 있다.$$a$$a그러나, 한편으로 컴퓨터 포렌식을 전문가의 직관적인 능력에만 의존하여 비공식적인 절차로 수행되는 것이 현재 대부분의 컴퓨터범죄의 수사 방식에 해당되지만, 이로 인해 수사의 효율성과 신뢰성에 금이 가는 것 또한 사실이다. 보다 공식화된 모델을 통해 포렌식 절차를 구축하고 이를 통해 컴퓨터범죄의 수사를 진행하는 것이 컴퓨터 포렌식 분야의 발전을 위해 필요하다.$$a$$a컴퓨터 포렌식은 '법정에서 수용되는 방식으로 디지털 증거를 식별하고, 보존하고, 분석하고, 제시하는 프로세스'로 정의 된다. 간혹, 포렌식 컴퓨팅, 디지털 포렌식, 네트워크 포렌식 등으로 불려지나, 공통의 목적은 법적 요구사항을 만족하는 방식으로 증거를 보존하는 것이다. 그러므로, 절차가 엄격하게 정의되고 정확함을 보장하는 것은 중요하다.$$a$$a본 논문은 로그분석의 다양한 기법을 상세하게 정의하고, 이를 공식적인 포렌식 모델을 적용하여 체계적인 방법으로 컴퓨터 범죄 수사를 진행하는데 일조를 하고자 작성되었다. 본 논문을 통하여, 갈수록 광범위해지는 컴퓨터 범죄에 맞서 다양한 컴퓨터 시스템을 수사하는 수사관들에게 도움이 되었으면 한다.$$a$$a Computer crimes increases every year. CERT/CC was infiltrated 135,000 times in 2003, and such illegal infiltrations increased in 2004 and 2005. Thus, forensics technology and tools are more and more required to identify computer crimes.$$a$$aIt is necessary above all to find a clue to infiltration in order to investigate and arrest the illegal infiltrator into a computer system. This is a principle applied to ordinary criminal investigators as well as computer crimes. Since the computer is a mere machine operated by human beings, traces of computer crimes may be more easily recorded to be useful clues to investigation, depending on methods or paths of using the computer.$$a$$aTraces of infiltration into a computer remain as a form of log in the system, regardless of its operating systems or application programs, and therefore, it may be possible to investigate traces of infiltrations or find their evidences based on such logs. In case a record of log remains for website visit, login or internet access, it will be relatively easy to trace the illegal infiltrator.$$a$$aOn the other hand, the current practice of computer crime investigations depends informally and wholly on computer forensic experts''s intuitive ability, and therefore, computer crime investigations may be neither efficient nor reliable, indeed. So, it is essential to construct a forensic procedure using a formal model for efficient and reliable computer crime investigations as well as development of forensic technology.$$a$$aComputer forensic is defined as 'a process of identifying, preserving, analyzing and presenting a digital evidence acceptable to the court'. Sporadically, it is called forensic computing, digital forensic or network forensic, but the common goal of these terms is to preserve the evidences in a way meeting the legal requirements. Hence, it is important to determine the procedure strictly and ensure it precisely.$$a$$aThis study was motivated by the intention to define diverse techniques of log analysis in details and thereby, apply them to the formal forensic model to be conducive to computer crime investigations. Lastly, it is hoped that this study will be useful to computer crime investigators who should face ever-diversifying computer crimes.$$a$$a

전송지연요소 회피정책을 통한 센서네트워크 Best-effort 라우팅

신수정 연세대학교 대학원 2006 국내석사

In prominent usages of wireless sensor technology such as the tracking of moving objects, the need for near-instantaneous delivery of packets to the destination node necessitates the establishment of a transmission route that guarantees real-time delivery of packets. The factors that increase packet transmission delay includes localized network congestion and low, unreliable node-to-node transmission reception rates. In this paper, we propose a novel technique to establish a transmission route that minimizes packet transmission delay time by avoiding the factors that increase transmission time. Network congestion is identified by effectively measuring the channel load in differing network topologies. Node-to-node transmission reception rates are used in conjunction with network congestion detection to establish an effective transmission route to the destination node. A weighted function takes into account the appropriateness of neighboring nodes for establishing a transmission route, and forms the basis for probabilistically establishing an effective transmission route that distributes network traffic and prevents network congestion. The presented algorithm is evaluated by experiments ,with various setting. The result of experiments shows that it improves success ratio of transmission and delay time.$$a$$a 센서네트워크에서 이동물체의 경로 추적과 같이 실시간으로 패킷이 목적노드에 도착하여야 데이터가 유효한 응용의 경우에는 패킷 전송의 실시간을 보장할 수 있는 전송경로설정이 필요하다. 패킷 전송 지연시간은 네트워크의 지역적 혼잡상황의 발생과 노드 간의 링크의 낮고 불규칙한 수신률 등의 이유로 증가할 수 있다. 본 논문에서는 패킷을 전송하는데 있어서 지연시간을 증가시키는 요소를 혼잡상황과 낮은 링크퀄리티로 보고 이를 회피함으로 전송지연시간을 최소로 줄이는 전송경로 설정 기법을 제안한다. 지연시간 증가 요소의 모니터링을 위해 먼저 네트워크의 위상에 따라 노드마다 다른 양상을 보이는 채널 부하도를 효과적으로 측정하고 네트워크의 혼잡상황을 판단하는 기준으로 삼는다. 채널부하도와 함께 노드 간 링크의 전송성공률을 이용하여 전송경로를 설정한다. 이웃노드들의 전송경로 선택의 적합도를 가중함수를 이용하여 계산한 후 이에 기반하여 확률적으로 경로를 선택하여 트래픽을 골고루 분산시키고 혼잡상황을 방지한다. 제안하는 알고리즘을 실제 하드웨어 상에서 구현하여 실험을 하고 성능평가를 하였다. 비교대상은 SPEED 알고리즘과 GPSR 로 삼았을 때 제안하는 전송경로 설정 알고리즘이 End-to-End 전송지연시간과 패킷 수신 성공률 면에서 좋은 성능을 보였다. 이는 전송 시간을 지연시키는 요소를 회피하는 알고리즘의 정책이 성공적으로 적용되었음을 보여준다.$$a$$a

범용운영체제에 적합한 DVS 시스템의 설계 및 구현

이준희 연세대학교 대학원 2004 국내석사

유무선 TCP 환경에서 네트워크 분리를 통한 저전력 전송 기법

김태현 연세대학교 대학원 2005 국내석사

This paper presents a power-aware transmission mechanism which improves the throughput and reduces the energy of mobile devices in wired-cum-wireless TCP networks. The suggested mechanism locates an agentat the base-station of the sender and the cause of packet loss is identified by the agent. Based on this information, mobile devices will adjust the congestion window size if the packet loss occurs in wireless network and the agent will retransmit the packet if the packet loss occurs in wired network. This mechanism increases the throughput, decreasesthe idle state of WNIC during transmission, and allows devices to sleep after transmission. The presented power aware transmission mechanism reduces the energy consumption of WNIC by changing into sleep after transmission. To estimate the performance of the mechanism, this paper analyzes the energy consumption between TCP and WNIC, and presents the energy model of WNIC. Through this energy model and NS simulation, results show that our mechanism not only improves the throughput 67(%) ~ 177(%) and saves the energy of WNIC 22(%) ~ 44(%) for wireless packet loss, but alsoimproves the throughput 3(%) ~ 22(%) and saves the energy of WNIC 2(%) ~ 13(%) for wired packet loss. Finally we implement our mechanism and show that it works well on real environment. 본 논문은 유무선 환경에서 TCP(Transmission Control Protocol)를 이용한 데이터 전송 시 전송률을 향상시키고 이동기기의 에너지 소비를 감소시킬 수 있는 저전력 전송 기법을 제안한다. 제안하는 저전력 전송 기법은 네트워크 분리를 위해 송신단 기지국에 에이젼트를 위치시킨다. 에이젼트를 이용하여 패킷 손실의 원인을 분석한 후, 이 정보를 바탕으로 무선 링크에서 발생한 패킷 손실에 대해서는 혼잡 윈도우 크기를 유지하고, 유선 링크에서 발생한 패킷 손실에 대해서는 지역 재전송을 수행한다. 이는 단위 시간 동안 전송되는 데이터의 양을 증가시켜 전송 중 이동기기 WNIC(Wireless Network Interface Card)의 Idle 상태를 감소 시키고 전송 후 WNIC를 저전력 모드로 전환할 수 있는 시간적 기회를 제공한다. 제안하는 저전력 전송 기법은 데이터 전송 후 이동기기의 WNIC를 저전력 모드(Sleep)로 전환함으로써 이동기기의 에너지 소비를 최소화한다. 제안된 기법의 성능 분석을 위해 TCP와 이동기기의 WNIC 에너지 소비 관계를 분석하고 이를 에너지 모델로 수식화 한다. 제시된 WNIC 에너지 모델을 사용하여 NS2 시뮬레이션 실험 결과, 제안한 저전력 전송 기법은 기존 TCP 보다 무선 링크에서 에러 발생시 67~177(%) 성능 향상과 22~44(%) 에너지 감소 효과를 보였고, 유선 링크에서 에러 발생시 3~22(%)의 성능 향상과 2~13(%) 에너지 감소 효과를 나타냈다. 마지막으로 제안한 저전력 전송 기법이 실제 환경에서 적용 가능한지 확인하기 위해. Linux Kernel 2.4.20을 기반으로 Snoop Agent를 수정하여 제안된 저전력 전송 기법을 구현한다. 제안한 저전력 전송 기법은 무선 구간 에러률이 1~2% 인 환경에서 기존 TCP-Reno보다 약 18% 성능 향상을 나타낸다.

메인프레임 환경에서의 병렬 처리 시스템 구현과 성능 향상에 관한 연구

김용일 연세대학교 공학대학원 2003 국내석사

메인프레임 환경에서는 대용량의 데이터 처리와 시스템의 고가용성을 유지하면서 비교적 안정적으로 운용되어 왔다. 그러나 최근에는 단일 시스템에서 처리할 수 없을 정도의 대용량 데이터 처리와 7일*24시간*365일 무정지 시스템의 필요성뿐만 아니라 비즈니스 환경 변화에 대한 신속하고 유연한 대처 그리고 전산 비용의 증가에 대한 문제점에 직면하게 되었다. Parallel Sysplex 병렬 처리 시스템은 복수의 OS/390 시스템이 결합된 환경으로 데이터 공유 모델을 이용하여 비즈니스를 연속적으로 지원해 줄 수 있는 메인프레임 분야의 최첨단 병렬 처리 아키텍처로서 변화하는 전산 환경에 대응 할 수 있게 되었다. 병렬 처리 시스템의 구현은 시스템 부하의 분산, 데이터 공유 및 단일 시스템 이미지의 운영을 통해서 높은 가용성, 대용량의 데이터 처리와 무결성 보장 그리고 시스템 관리의 단순화가 가능하게 되어 고품질의 전산 서비스를 제공하게 되었다. 본 논문에서는 실제로 Parallel Sysplex 병렬 처리 시스템 환경을 구현하는 과정을 보여줌으로써 안정적으로 시스템을 전환하는 절차를 설명하였고 또한 시스템의 보다 나은 성능 향상을 위한 튜닝 관점들을 분석하고 효율적인 튜닝 절차와 방법을 제시하여 만족할 만한 성능 향상을 도모할 수 있게 되었다. 이를 위해서 병렬 처리 시스템의 구성 및 개념을 설명하고 RMF 리포트를 통한 성능에 미치는 구성 요소의 사용 현황, 즉 XCF 시그널링 서비스와 CF 서비스를 분석하여 튜닝시 참조하였다. 2대의 독립형 CF를 통한 병렬 처리 시스템의 구현은 분산된 스트럭처의 처리로 빠른 응답시간을 유지하고 장애 시점에 인접 CF의 이전으로 단시간에 복구하도록 설계하여 시스템의 가용성을 확보하였다. XCF 시스널링 서비스의 성능 향상을 위해서 전송 클래스의 종류를 2개로 단순화하여 추가적인 워크로드를 최소화시키고 최적의 버퍼 크기를 설정하여 대부분 %FIT 계수를 사용하도록 하였으며 CF 서비스의 성능 향상을 위해서 적정한 스트럭처의 크기와 서브채널를 정의하여 CF의 성능을 극대화시킬 수 있었다. Parallel Sysplex 병렬 처리 시스템의 구현과 시스템 성능 향상을 위한 일련의 절차가 메인프레임 관리자에게 많은 도움을 줄 수 있을 것이다. In Mainframe environment, a large quantity of data were processed and maintained with relativity high availability and stability. Recently we faced problems like these: the enormous amount of data which couldn't be handled with only one system, the increase in computing cost, the necessity of 7days * 24 hours * 365days non-stopping system and coping with the changing business situation quickly and flexibly. Parallel Sysplex is a environment which multiple OS/390 system combined and an up-to-date parallel architecture in mainframe system area with its data sharing methods. It helps for us to cope with changing computing environment rapidly. The implementation of Parallel Sysplex enables system overload distribution, data sharing, and operating with one system image. Through these, it provides high system availability, mass data processing, data integrity and simplification in system administration. Finally we can provide computing service with high quality. In this treatise, I showed the process of implementation of Parallel Sysplex. In addition to that I provided the way to migrate system with stability, analyzed the tuning points and suggested procedures to tune system effectively. Finally, these can lead to the improvement in system performance. For this, I explained the concept and organization of parallel sysplex and analyzed XCF Signaling Service Activity and CF Service Activity so that I can refer to it when tuning the system. Implementation of Parallel Sysplex using 2 standalone CF provides fast response time through distributed structure allocation and rapid recovery through migration to near CF. For performance of XCF Signaling Service, transport class's defined 2 types and minimize additional system overhead. And I could improve the performance of Coupling Facility by setting proper Structure size and Subchannel definition. The implementation of Parallel Sysplex and a series of methods regarding system performance improvement will be highly useful for the mainframe administrators.

USN 전력측정 시스템에서 IEEE 802.15.4와 IEEE 802.11b 연동을 통한 성능 분석

김병주 연세대학교 공학대학원 2010 국내석사

응용 특성을 고려한 무선 센서 네트워크 동적 클러스터링 시스템

문성현 연세대학교 대학원 2007 국내석사

무선 센서 네트워크에서 광범위한 영역을 대상으로 하는 응용들은 데이터 통신량이 많고 병목 현상으로 인한 과부하와 혼잡으로 인한 패킷 손실이 발생할 수 있다. 이러한 문제점들을 지적한 기존 연구들은 통신 흐름을 클러스터 헤드로 분산시키고 aggregation 기법 등을 통해 전체 네트워크의 통신량을 감소시킬 수 있다는 클러스터 구조의 장점을 기술하였다. 본 논문은 이러한 클러스터 구조에서 분산된 통신 부하의 균형을 목표로 최적화된 클러스터링 시스템을 제안한다.이러한 목적으로 클러스터 시스템을 어떻게 구성할 것인지에 대해 (1) 클러스터 헤드간 홉 수, (2) 클러스터 헤드와 일반 센서 노드의 하드웨어 기종, (3) 클러스터의 영역을 결정한다. (1), (2)는 계층과 기종에 따라 클러스터 구조들의 성능을 실험적으로 비교해보고 이기종 클러스터 구조의 장점들을 정량적으로 고찰해보았다. (3) 클러스터의 영역의 경우, 클러스터 헤드 역할을 할 수 있는 노드들이 정해져서 분포되기 때문에 이기종 클러스터 구조에서는 최초 노드의 분포 조건에 따라 달라진다. 따라서 본 논문에서는 센싱 영역의 특징에 따라 이기종 노드들의 개수와 밀도를 결정할 수 있는 초기 배치 조건을 제시하였다. 그리고 클러스터 통신량 부하의 균형을 유지하기 위해 정해진 클러스터 영역을 데이터 통신의 양에 따라 동적으로 변화시킬 수 있는 동적 클러스터링 시스템을 제안하였다. 본 논문은 동적 클러스터링 시스템을 이기종 클러스터 구조에 실제 구현하여 오버헤드 없이 정적 클러스터링 방식에 비해 더 높은 신뢰도를 보여주었다. Wireless sensor networks for a large area sensing application create new challenges. When sensing area is larger, excess packet traffic loads occur (result in) funneling effects, congestion problem, packet loss, etc. Existing researches demonstrate that the cluster architecture relieves these problems because this distributes traffic loads to the cluster unit. And the load balancing of traffics among cluster units is important issue in a large area sensing. We propose the cluster network for load balancing. We perform an experiment on the connectivity and quantitively show the heterogeneous architecture with multi hop link is the optimal cluster network architecture. In heterogeneous architecture the cluster size is determined by initial node deployment because the function of node is different from each other. And we describe the formula of initial node deployment to decide the number, density of nodes. And we develop the dynamic clustering system for load balancing. This system enables the cluster area to change, dependent on the traffic loads among cluster. Through the experiments, we validated the functionality and the performance of the dynamic clustering system.

확장 가능한 센서네트워크 운영체제를 위한 커널 모듈화 기법 및 동적 코드 삽입 기법

신효정 연세대학교 대학원 2007 국내석사

Much research focuses on taking sensor networks into the physical world. With the increasing requirements of sensor networks, it is inefficient to provide them with a single application. Hence, a sensor network supporting multiple and concurrent applications needs to be considered. In such an environment, network nodes may service different applications. Traditional research on code dissemination does not provide a code version checking mechanism for efficient code update and management among the applications scattered within the network. In this paper, we propose a RETOS kernel module and a code dissemination algorithm that efficiently updates and manages system components and applications. For a sparsely deployed application, the algorithm allows a multi-hop handshake mechanism, a feature that is not supported by traditional code dissemination mechanisms. We implemented the proposed algorithm as a system module of RETOS, which is a multi-threading sensor operating system. 최근 무선 센서 네트워크 운영체제 기술은 다양한 하드웨어 지원과 다양한 응용 개발을 위해 하드웨어 드라이버 및 커널을 모듈화하고 구현 시 재조합하는 방식을 지원하고 있다. 또한, 응용 개발에 따른 코드 업데이트를 위해 동적 코드 배포 기법을 지원하고 있다. 부족한 자원을 효율적으로 관리하기 위해 센서 네트워크 응용은 응용의 특성에 따라 시스템의 자원 관리를 다르게 가져가는 최적화 기법이 사용된다. 다양한 응용을 지원하기 위해 응용의 특성에 따라 다른 기능을 지원하는 맞춤형 커널이 필요하다. 코드 단의 커널 모듈화 기법은 응용 코드 생성 시에 국한되어 사용되거나 응용에 따라 커널 코드를 수정해야하는 관리상의 어려움을 가지고 있다. 또한, 다양화 된 커널 구성과 응용의 배포에 따라 발생하는 코드 불균형으로 인해 이웃 센서 노드 사이의 코드 교환으로 코드 전달을 하는 기존의 코드 전파 기법 적용이 불가능하다. 이 논문에서는 필요에 따라 시스템의 구성을 동적으로 재조합하는 확장형 센서 운영체제를 제안한다. 이를 위해 커널 코드를 모듈화하고 동적으로 조합할 수 있는 프레임워크를 구축하고 다양한 코드를 대상으로 네트워크를 통해 시스템을 재배포하는 코드 전파 기법을 구현한다. 커널 모듈화는 시스템을 정적 커널과 동적 커널을 구분하고 코드가 동적 재조합이 가능하도록 코드 링킹 시스템을 도입하여 구현하였으며, 코드 전파 알고리즘은 코드가 불균형하게 분포되어 있는 네트워크에서 필요한 코드의 위치를 찾는 기법과 코드를 효율적으로 전달하여 설치하는 코드 전파 기법을 적용하여 구현하였다. 제시하는 기법은 센서 네트워크 용 멀티 쓰레드 지원 운영체제인 RETOS 에 구현하여 적용하였으며 실제 센서 모트에 설치하여 실험하였다.