• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2003.10c
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• pp.556-558
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• 2003

IPv6 도입 단계에서는 IPv4 Network와 IPv6 Network가 혼재하게 되는데, 이 때 IPv4 Network와 IPv6 Network 간의 통신을 가능하게 하는 IPv6­IPv4 프로토콜 변환기가 요구된다. 그러나 성능 분석 결과에 따르면, 기존에 구현된 프로토콜 변환기는 운영 체제를 기반으로 한 소프트웨어로 구현되어 있어서 Network 간의 모든 트래픽을 처리하기에는 성능 상의 한계가 있다. 이에 본 논문에서는 기존 소프트웨어 프로토콜 변환기의 성능 인자 분석 연구를 토대로 하여, 하드웨어 기반의 고성능 64Translator를 제안하였다. 64Translator는 하드웨어 TCP/IPv6와 TCP/IPv4를 내장하고 개선된 메모리 엑세스 방식을 사용함으로써 기존 구현 방식에 비해 성능을 개선하였다. 구현된 하드웨어 모듈에 대해서는 소프트웨어 시뮬레이션과 시험망상에서의 테스트를 수행함으로써 그 기능을 검증하였다.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.34 no.9
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• pp.425-434
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• 2007

Even though Internet backbone speeds have increased in the last few years due to projects like Internet 2 and NGI, many high performance distributed applications are able to achieve only a small fraction of the available bandwidth. The cause of such problem is due to a character of TCP/IP. The primary goal of this protocol is reliable data transmission. Therefore high speed data transmission didn't be considered when TCP/IP is designed. Hence several researchers have been studied in order to solve the problem of TCP/IP. One of these research results, parallel transfer technique, solves this problem to use parallel TCP connections on application level. Additionally, this technique is compatibility. Recently, these researchers have been studied a mechanism to decide the number of parallel TCP connections. However, some researchers reported the number of parallel TCP connection base on only empirical results. Although hardware performance of host affects transmission rate, the hardware performance didn't be considered in their works. Hence, we collect all data related to transmission rate, such as hardware state information (cpu utilization, interrupt, context switch). Then, we analyzed collected data. And, we suggest a new mechanism determining number of parallel TCP connections for maximization of performance based on our analysis.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.31 no.5_6
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• pp.371-378
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• 2004

This paper presents the implementation and performance of the HVIA-GE card, which is a hardware implementation of the Virtual Interface Architecture (VIA) based on Gigabit Ethernet. The HVIA-GE card is a 32-bit/33MHz PCI adapter containing an FPGA for the VIA protocol engine and a Gigabit Ethernet chip set to construct a high performance physical network. HVIA-GE performs virtual-to-physical address translation, Doorbell, and send/receive completion operations in hardware without kernel intervention. In particular, the Address Translation Table (ATT) is stored on the local memory of the HVIA-GE card, and the VIA protocol engine efficiently controls the address translation process by directly accessing the ATT. As a result, the communication overhead during send/receive transactions is greatly reduced. Our experimental results show the maximum bandwidth of 93.7MB/s and the minimum latency of 11.9${\mu}\textrm{s}$. In terms of minimum latency HVIA-GE performs 4.8 times and 9.9 times faster than M-VIA and TCP/IP, respectively, over Gigabit Ethernet. In addition, the maximum bandwidth of HVIA-GE is 50.4% and 65% higher than M-VIA and TCP/IP respectively.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2003.10c
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• pp.625-627
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• 2003

최근 IPv6의 도입에 있어서 중요한 과제인 IPv6­IPv4 프로토콜 변환기에 대한 연구 및 구현이 활발히 이루어지고 있다. 그러나 기존에 구현된 IPv6­IPv4 프로토콜 변환기는 운영 체제에 종속적인 소프트웨어로서, 소프트웨어 TCP/IP 자체가 가지는 오버헤드와 비효율적인 메모리 접근 방식으로 인하여 성능이 제한되는 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 성능 분석을 통해 고성능 IPv6­IPv4 프로토콜 변환기의 구현 방법에 대한 연구가 진행되었고, 이에 대한 결과로서 하드웨어 기반의 IPv6­IPv4 프로토콜 변환기인 64Translator가 제안되었다. 이러한 64Translator는 다양한 응용을 지원하기 위해 DNS와 FTP에 대한 응용 프로토콜 변환 모듈을 필요로 하는데, 이는 하나의 모듈로 통합되기 위해 하드웨어로 구현되어야 한다. 이에 본 논문에서는 DNS와 FTP에 대한 응용 프로토콜 변환 모듈을 하드웨어로 설계 및 구현하였고, 이를 64Translator에 통합하여 시뮬레이션과 시험망에서의 테스트를 수행함으로써 기능을 검증하였다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2002.11a
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• pp.209-212
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• 2002

최근 인터넷이 발달하면서 TCP/IP 프로토콜 기반의 분산 클러스터환경의 구축이 가능해졌다. 이렇게 서로 다른 네트워크를 통해 연결된 분산 클러스터 시스템에서는 기존의 클러스터 시스템과는 다르게 네트워크의 지연이나 노드의 결함 등에 유연히 대처해야 한다. 따라서 본 논문에서는 이러한 인터넷 기반의 분산 클러스터 환경에서 메시지 전달방식을 이용한 고성능 클러스터 컴퓨팅 작업 시 네트워크나 노드의 결함에 효과적으로 대처할 수 있도록 중복된 작업할당 기법을 통한 결함 허용 기법을 제시한다. 중복된 작업할당 기법을 적용하기 위해 Send, GSS, WF 와 같은 기존의 부하 공유 알고리즘에 대한 공통적인 스케줄러를 설계하였으며, 이 스케줄러를 이용한 TDS_for_FT 알고리즘을 작성하였다. 본 논문에서 제시한 중복된 작업할당 기법이 효과적임을 보이기 위하여 게이트웨이를 통해 연결된 두 개의 네트워크를 구성하여 분산 PC클러스터 환경을 구축하고, PVM을 이용한 행렬의 곱셈 프로그램을 통하여 실험하였다. 클러스터를 구성하는 임의의 한 노드에 일정시간의 delay 를 적용한 결과, 중복된 작업할당 기법을 통하여 결함허용성 보장이 가능함을 보였다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2003.04d
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• pp.283-285
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• 2003

슈퍼컴퓨터 사용자들은 FTP(File Transfer Protocol)을 이용해서 대용량의 파일을 전송한다. 전송되는 데이터들은 승용차나 비행기 설계, 의약품 개발. 기상 예보 그리고 복잡한 수학적 계산 등과 같이 다양한 분야에 걸친 연구관련 데이터로서 고성능 슈퍼컴퓨터에 의한 연산 처리가 요구된다 기존의 FTP 는 네트워크 상태에 따라 전송 지연이나 데이터 손실 등의 문제로 사용자의 불편을 초래하였다. 이에 전송 성능을 효율적으로 높이고 데이터 손실을 최소화를 제공하는 연구가 필요하다. 근래의 TCP (Transmission Control Protocol) 성능 향상 연구에 관한 연구들의 관심은 크게 두 가지이다. 하나는 윈도우 사이즈 조절(auto-tuning)이고, 다른 하나는 Multi-stream 이다. 본 연구에서는 파일 전송 성능 향상을 위한 방법으로 윈도우 사이즈 조절 방법을 사용하였고, 네트워크 상태에 따라 QoS(quality of Service)를 제공한다. 이런 성능 향상 결과로 신뢰성 있는 네트워크를 제공하여 사용자들은 신속하게 데이터를 전송하며 연산처리 결과가 더욱 정확하다고 신뢰할 수 있다. 본 고에서는 대용량 파일을 전송 할 때 성능을 향상시키는 관련 연구를 알아보고 대용량 파일 전송 중 네트워크 상태에 따라 005를 능동적으로 작용하여 테스트하고 성능을 분석하였다.

• Journal of KIISE:Computer Systems and Theory
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• v.31 no.11
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• pp.635-642
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• 2004

The traditional communication protocols such as TCP/IP are not suitable for PC cluster systems because of their high software processing overhead. To eliminate this overhead, industry leaders have defined the Virtual Interface Architecture (VIA). VIA provides two different data transfer mechanisms, a traditional Send/Receive model and the Remote Direct Memory Access (RDMA) model. RDMA is extremely efficient way to reduce software overhead because it can bypass the OS and use the network interface controller (NIC) directly for communication, also bypass the CPU on the remote host. In this paper, we have implemented VIA-based RDMA mechanism in hardware. Compared to the traditional Send/Receive model, the RDMA mechanism improves latency and bandwidth. Our RDMA mechanism can also communicate without using remote CPU cycles. Our experimental results show a minimum latency of 12.5${\mu}\textrm{s}$ and a maximum bandwidth of 95.5MB/s. As a result, our RDMA mechanism allows PC cluster systems to have a high performance communication method.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.11 no.7
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• pp.1289-1295
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• 2007

In this paper, we implemented high-performance concurrent control system which manages whole RF systems with digital type and communicates with remote station on both wire and wireless networking. It consists of FPGA (Field Programmable Gate Array) part which controls forward/reverse LPA (Linear Power Amplifier), forward/reverse LNA (Low Noise Amplifier), channel cut wire/wireless TCP/IP, etc, master microprocessor (AVR), which manages the whole control system, Slave microprocessor which communicates SA (Spectrum Analyzer) and observes frequency spectrum of each channel with the resolution of 5KHz, 10 channel card microprocessor which independently observes each channel card and sets frequency synthesizer in channel cut and other peripherals and logics. The whole system is divided to two parts of H/W (hardware) and S/W (software) considering operational efficiency and concurrency, and implementation and cost. H/W consists of FPGA and microprocessor. We expected the optimized operation through H/W and SW co-design and hybrid H/W architecture.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2007.06b
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• pp.412-417
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• 2007

멀티 포트 네트워크 인터페이스 카드는 지원 가능한 대역폭의 합이 포트의 수에 따라서 결정된다. 따라서 I/O 버스와의 대역폭 균형을 맞출 수 있는 장점이 있다. 또한 상대적으로 저렴한 스위치 가격으로 높은 대역폭을 지원해 줄 수 있다. 이러한 이유에서 최근 멀티 포트 네트워크 인터페이스 카드는 고 가용성 서버뿐만 아니라 고성능 서버에서도 사용되기 시작하고 있다. 본 논문에서는 이러한 멀티 포트 네트워크 인터페이스 카드가 지원할 수 있는 최대 대역폭을 분석한다. 특히 최근에 등장한 멀티 코어 프로세서 서버에서 TCP/IP 성능 측정을 수행하여 멀티 코어 자원을 최대한 활용하는지를 분석한다. 분석 결과 현재 리눅스가 제공하는 인터럽트 분산 정책 및 패킷 처리 기법으로는 멀티 포트 네트워크 인터페이스 카드의 높은 대역폭 특성을 최대한 활용하기에는 부족함을 밝힌다. 또한 각 포트 별로 들어오는 네트워크 흐름의 특성이 서로 다를 때에 시스템이 그에 신속히 적응하지 못함을 측정 결과를 통해서 보인다. 이러한 측정 및 분석 결과는 멀티 코어 시스템에서 멀티 포트 NIC을 최대한 활용하기 위한 리눅스의 향상 필요성을 시사하며 그를 위한 방안을 제시할 수 있다.

• Journal of KIISE:Computing Practices and Letters
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• v.15 no.12
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• pp.968-972
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• 2009

The multi-core processors are being widely exploited by many high-end systems. With significant advances in processor architecture, the network band-width required on the high-end systems is increasing drastically. It is therefore highly desirable to manage multiple cores efficiently to achieve high network band-width with minimum resource requirements. Modern operating systems, however, still have significant design and optimization space to leverage the network performance over multi-core systems. In this paper, we suggest a novel networking process scheduling scheme, which decides the best processor affinity of networking processes based on the processor cache layout, communication intensiveness, and processor loads. The experimental results show that the scheduling scheme implemented in the Linux kernel can improve the network bandwidth and the effectiveness of processor utilization by 20% and 59%, respectively.