• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2005년도 추계학술발표대회 및 정기총회
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• pp.1283-1286
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• 2005

최근의 대용량 다중 분산 라우터 시스템은 다수의 라인 인터페이스 모듈들과 라우팅 처리 모듈, 스위칭 패브릭 모듈로 구성되어 있고, 고속의 패킷 스위칭 및 라우팅을 구현하기 위하여 일반적으로 입력 패킷을 외부로 전송하기 위한 기능과 제어 및 관리 기능을 담당하는 기능으로 분리하여 실행되고 있다. 이러한 라우터에서는 내부 모듈들의 프로세서들 사이에 정보 송수신을 위해 프로세서 간 통신(IPC : Interprocess Communication)이 이용되고 있다. 라우터의 기능 중 제어 및 관리 기능은 신속한 처리를 위하여 UDP/IP 방식의 IPC 가 사용되고 있는데, 이 UDP/IP 방식을 개선 방안을 제안하고 prototype 시스템을 구현하여 시험한 결과 라우터의 데이터 round trip 시간과 throughput 이 각각 15.1%, 4.3%의 개선되어 라우터의 성능이 향상되었다.

• 전자통신동향분석
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• 제24권1호
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• pp.12-23
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• 2009

광트랜시버는 광전송 시스템, 대용량 라우터 및 스위치 등의 광통신 장치에서 전기 신호를 광신호로 바꿔 광섬유를 매체로 송신하며 송신된 광신호를 수신하여 다시 전기 신호로 바꿔주는 광송신과 광수신 기능을 담당하는 모듈을 말한다. 광 송수신 모듈은 초창기 155M, 622M, 2.5 Gb/s SDH/SONET 시스템에 사용되었을 때에는 광송신기와 광수신기가 분리되어 있는 구조였으나, 2000년 이후에 들어서서 광송신기와 수신기가 하나의 패키지 안에 구현된 지금의 광트랜시버 모듈이 등장하였다. 또한, 광트랜시버 모듈 업체를 중심으로 시스템 업체, 부품업체들이 모여 산업체 표준(MSA)을 정하면서 개발 비용과 시간 단축의 효과를 거두는 동시에, 기술면에서도 비약적인 발전을 거듭하고 있다. 이러한 광트랜시버의 발전 방향은 고속화, 소형화, 고성능화, 저가격화로 요약할 수 있다. 본 고에서는 10 Gb/s, 40 Gb/s, 100 Gb/s 광트랜시버를 중심으로 기술동향을 설명하고, 광트랜시버를 개발하는 데 필요한 요소기술에 관하여 살펴본다.

• 한국통신학회논문지
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• 제26권6A호
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• pp.1060-1066
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• 2001

레이어2 스위칭과 레이어3 라우팅의 통합 모델로써 MPLS(Multi-Protocol Label Switching) 환경에서 ATM LSR(Label-Switching Routers)은 백본망에서의 고속 전송이 가능하여 현재의 라우터 구조로써 제안되어지고 있다. MPLS가 코어 라이터로써 적용이 될 경우 확장성을 위해 label merging이라는 기술이 필요하다. VC(Virtual Circuit) merging은 ATM LSR에서 많은 IP 라우터를 하나의 라벨로 매핑을 시키며 수천 개의 목적지에 전송할 수 있는 확장성 있는 매핑 기술이다. VC merging은 같은 목적지인 다른 패킷들 간의 셀들의 섞임을 방지하기 위해 재 조합 버퍼가 요구된다. 재 조합 버퍼 사용시 일시적인 체증 현상이 발생하며 Non-VC merging과 비교시 많은 셀 손실과 많은 버퍼를 요구하게 된다. 본 논문에서는 RED(Random Early Detection) 알고리즘을 적용하여 VC merging이 필요한 버퍼의 요구량과 셀 손실을 줄였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.721-724
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• 2011

UDT(UDP-based Data Transfer protocol)는 연구망과 같은 대용량 고속 네트워크에서 신속하고 안정적인 데이터 전송에 효율적인 전송 프로토콜이다. 하지만 네트워크가 혼잡한 상황이거나 데이터 패킷 손실이 발생할 경우 매우 공격적인 전송 메커니즘으로 인해 오히려 성능이 감소하는 경우가 발생한다. 본 논문에서는 네트워크 지연 예측을 통해 혼잡을 제어하는 TCP-Vegas 기법을 UDT에 적용하여 네트워크 상황에 보다 적응적인 UDT 혼잡제어 기법을 제안한다. 즉, 네트워크 라우터 큐에 빌드된 Diff 값을 미리 예측하고 Diff 값에 따라 UDT rate control을 조절하여 기존 방법보다 향상된 성능을 얻는다. 네트워크 시뮬레이터인 NS2를 통해 실험한 결과 패킷 손실이 없는 상황에서 최대 11%, 손실률 0.01%인 상황에서는 최대 31%의 성능 향상을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권2A호
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• pp.79-85
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• 2006

고성능 라우터, 스위치 및 네트워크 보안 장비에서 패킷 포워딩 기능을 고속으로 수행하기 위해서는 효과적인 패킷 분류 기술이 필수적인데, 최근에는 TCAM과 검색엔진 등, 고속의 컨텐트 기반 검색 하드웨어를 이용하는 방법들이 사용되고 있다. 패킷 분류 시에는 트래픽 차단, 트래픽 모니터링 등의 목적을 위해서 많은 규칙들이 사용될 수 있고, 삽입과 삭제가 시스템 운용 중에 발생할 수 있다. 특히, 고속의 네트워크 환경에서 패킷 포워딩의 성능을 저하시키지 않기 위해서는 동적으로 변화하는 규칙들을 효과적으로 갱신하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 TCAM을 이용한 패킷 분류시 효과적인 갱신이나 재배치를 위해서 순서화된 부분 정렬 알고리즘을 제안하고, 실험을 통하여 TCAM의 이용률이 70$\%$까지 높은 상황에서도 갱신으로 인한 재배치가 거의 일어나지 않도록 하여 재배치로 인한 패킷 처리의 지연을 줄일 수 있다는 결과를 보인다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권6호
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• pp.9-17
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• 2012

인터넷상에서 고품질 멀티미디어 서비스는 화상회의나 실시간 인터넷 방송 등 여러 분야에 적용 될 수 있기 때문에 주목받고 있다. 이러한 서비스에서 네트워크 자원을 효율적으로 사용하기 위해 IP 멀티캐스트가 해결책으로 제시되고 있지만 관리상의 문제점으로 인해 실제로 사용되지 못하고 있다. 대안으로 기존의 라우터들의 하드웨어를 변경하지 않고 상위계층에서 라우팅을 하는 오버레이 멀티캐스트가 제시되고 있다. 하지만 오버레이 멀티캐스트는 상위계층에서 멀티캐스팅 동작을 수행하기 때문에 최대 전송속도가 낮아서 고속 멀티미디어 데이터 전송에 부적합하다. 본 논문에서는 NetFPGA를 이용하여 고속의 처리가 필요한 부분인 멀티캐스팅 동작을 위한 패킷의 복제와 전송, 터널링 기능을 설계 하였다. 그 외에 비교적 고속의 처리가 필요하지 않은 부분은 소프트웨어로 구현하였다. 이로 인하여 실시간 처리가 가능하도록 하였다. 향후 성능 개선을 통하여 복제 가능한 지점의 수를 늘리고, 최적화를 통해 처리속도를 증가 시킬 연구를 진행할 것이다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제11A권2호
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• pp.129-142
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• 2004

인터넷 회선의 고속화에 따라 패킷을 초당 기가비트 이상의 속도로 전송하는 라우터에 대한 연구가 활발하다. 본 논문에서는 라우터의 병목인 최장 프리픽스 검색(LPM : longest prefix matching)을 효율적으로 수행하기 위해 제안된 비트맵 트라이(Bitmap Trie) 알고리즘을 혁신적으로 향상시킨 방법을 제시한다. 이 방법은 검색시간을 단축하기 위하여 다음과 같은 세 가지 기법을 적용하였다. 첫째, 카운트 테이블을 추가하여 기존 알고리즘에서의 과도한 시프트 연산을 제거하여 프로세서 내의 처리시간을 단축했다. 두 번째는 트랜스퍼 테이블내의 중복된 포워딩 정보를 제거하여 메모리 효율을 증가시켰으며, 마지막으로, 포워딩 정보에 대한 접근빈도에 따라 검색범위를 다원화하여 데이터 접근을 최적화하였다. 또한, 신뢰도가 가장 놀은 실행-구동 시뮬레이션 방법을 채택함으로써 검색의 지연요소를 발생 원인별로 세분하여 알고리즘이 실행되는 과정을 면밀하게 분석할 수 있었다. 실험 결과는 실제 시스템으로부터 실측한 결과와 비교하는 검증과정을 거쳤으며, 그 결과 기존 알고리즘에 비해 검색 수행시간을 약 82% 단축한 알고리즘을 개발하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제7권7호
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• pp.1471-1477
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• 2003

고속의 수십기가급의 VPN을 구현할 수 있는 제품은 방화벽시스템(Firewall), 라우터, 인터넷 게이트웨이, 원격 접속 서버(Remote Access Server), Windows NT Sewer, VPN 전용 장치 그리고 VPN 소프트웨어 등을 들 수 있지만, 현재까지 어떤 제품 그리고 기술도 지배적인 방법으로 대두되지는 않고 있다. 국내외적으로 수십 Giga급 이상의 VPN 보안장비와 관련된 체계화된 이론의 부족으로 인하여 관련된 연구는 많이 부족한 현실이며, 체계적이고 전문적인 연구를 수행하기 위해서는 많은 연구 활동이 필요하다. 결과적으로 향후 차세대 초고속 네트워크에서의 정보보호와 효과적인 네트워크 자원을 활용하기 위해서는 반드시 수십Giga급 이상의 VPN 보안장비에 대한 연구가 활발히 진행되리라 예상된다. 따라서 본 논문에서는 수십Giga급의 고속 정보보호시스템 구현 시 반드시 필요로 되는 암호화 칩의 성능을 비교 분석하고, 가능성을 제시한다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제30권2호
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• pp.282-292
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• 2003

본 논문은 IPv4와 IPv6을 지원하는 라우터에서 기가비트의 속도로 포워딩 검색을 수행하는 효율적인 포워딩 테이블 구조를 제안한다. 포워딩 검색은 최장 프리픽스 일치검색, LPM(Longest Prefix Matching)의 복잡도가 포워딩 테이블 및 주소크기에 따라 증가하여 라우터 성능의 병목지점으로 알려져 있다. 포워딩 검색의 고속화를 위해 본 논문에서는 빈번한 메모리 접근을 최소화할 수 있는 BMT(Bit-Map Trie) 자료구조를 소개한다. BMT 포워딩 검색은 필요한 모든 검색연산이 캐쉬에 저장된 소형 인덱스 테이블에서만 발생한다. 포워딩 테이블의 트라이로부터 소형 인덱스 테이블을 구축하기 위해서 BMT는 차일드(child) 노드 포인터와 포워딩 테이블 엔트리에 대한 포인터를 각각 한 비트로 표현하는 비트-맵을 구성한다. 또한 IPv6와 같이 주소길이가 증가하면 트라이의 깊이가 깊어져서 전통적인 트라이 검색속도가 느려지는 문제점을 해결하기 위해서 BMT에서는 검색을 시작할 적절한 트라이의 레벨을 결정하는 이진검색 알고리즘을 사용한다. 실험 결과 BMT는 IPv4 백본 라우팅 테이블을 펜티엄-II 프로세서의 L2 캐쉬 크기인 512KB 보다 작게 압축하였으며, 최대 250ns/패킷의 검색속도를 제공하여 기존의 알려진 가장 빠른 최장 검색 알고리즘의 성능과 같은 속도를 실현하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권7호
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• pp.93-103
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• 2006

컨텐츠를 기반으로 인터넷 웜등의 유해 패킷을 네트워크에서 차단하는 기술은 탐지의 정확도와 네트워크 성능의 한계 극복 이라는 두 가지 문제에 초점이 맞추어져 있다. 특히 멀티 기가비트 성능을 기본으로 하는 현재의 전달 네트워크에서 고속으로 웜 트래픽을 차단하는 능력이 주요 이슈로 대두되고 있다. 본 논문은 라우터 혹은 방화벽과 같은 통신 및 보안 장비에 주요 기술로 사용되는 네트워크 프로세서 환경에서 멀티 기가비트 수준으로 고속 원 필터링이 가능한 구현 구조를 제안한다. 고속 원 필터링을 위한 설계의 특징으로는 네트워크 프로세서가 가지는 내부 레지스터와 메모리의 자원 한계점을 극복하기 위하여 Bloom Filter를 활용하였고, 특히 버퍼 오버플로우 기법을 이용하는 웹들에 대해 단순 패턴매칭 뿐만 아니라, 유해 코드의 길이 검사를 수용할 수 있는 구조로 시그너처 관리가 확장 가능하도록 설계되었다. 설계된 고속 웜-필터링 구조를 기가비트 이더넷 인터페이스를 가진 Intel IXP 네트워크 프로세서 플랫폼에서 마이크로 코드형태로 구현하였고, 알려진 원들이 포함된 트래픽을 사용하여 그 성능을 분석하였다.