라우터나 스위치 같은 네트워크상의 접근 포인트에서 트래픽들에 대한 불공정 큐잉은 서비스의 성능을 저하시킬 뿐만 아니라 불필요한 병목을 일으킬 우려가 많기 때문에 트래픽들에 대한 공정한 패킷 스케줄링 기법들이 많이 연구되고 있다[2]. 그 중에서 서비스 할당량 SQ(Service Quantum)와 결손 계측자 DC(Deficit Counter)를 사용하는 DRR 기법은 다른 것들에 비해 작업 복잡도가 낮고 보다 정확한 공정성을 보장하는 패킷 스케줄링 기법이다. 그러나 이 기법은 TCP 프로토콜의 재전송 타이머에 의해 검출된 전송이 실패된 패킷을 고려하지 않고 있다. 본 논문에서는 TCP 프로토콜의 재전송 타이머에 의해 검출된 전송이 실패된 TCP 패킷을 관리하기 위한 추가적인 큐를 두어 기존의 DRR 보다 정확한 공정성을 보장하는 기법을 제안한다.
라우터나 스위치 같은 네트워크상의 접근 포인트에서 트래픽들에 대한 불공정 큐잉은 서비스의 성능을 저하시킬 뿐만 아니라 불필요한 병목을 일으킬 우려가 많기 때문에 트래픽들에 대한 공정한 패킷 스케줄링 기법들이 많이 연구되고 있다[2]. 그 중에서 서비스 할당량 SQ(Service Quantum)와 결손 계측자 DC(Deficit Counter)를 사용하는 DRR 기법은 다른 것들에 비해 작업 복잡도가 낮고 보다 정확한 공정성을 보장하는 패킷 스케줄링 기법이다. 그러나 이 기법은 TCP 프로토콜의 재전송 타이머에 의해 검출된 전송이 실패된 패킷을 고려하지 않고 있다. 본 논문에서는 TCP 프로토콜의 재전송 타이머에 의해 검출된 전송이 실패된 TCP 패킷을 관리하기 위한 추가적인 큐를 두어 기존의 DRR 보다 정확한 공정성을 보장하는 기법을 제안한다.
본 작품은 학생들의 캡스톤디자인 작품이다. 2019년 코로나 시대가 도래한 후, 사회 전반적으로 많은 변화가 일고 있는데, 특히 5인 이상 집합 금지 및 식당 영업시간 제한 조치 등으로 인하여 외식을 선호했던 가족이나 개인이 집콕하는 시간이 늘면서 홈쿡과 홈베이킹이 대세를 이루게 된 것이다. 본 아이디어는 스마트 기술이 가전에 적용되면서 요리에서도 스마트 기술이 필요하다는 생각에서 출발하였다. 기존의 레시피는 다양한 책과 동영상(유투브) 등으로 소개되기 때문에 요리 방법을 보면서 시간과 소스의 양을 정확히 지키기 어려웠다. 하지만 본 작품에서 소개된 스마트쿡은 자체에 타이머와 저울 기능을 부여함으로써, 요리에 필요한 타이머 기능과 미세 조절 가능한 레시피 소스를 과학적으로 요리할 수 있도록 설계되었다. 이러한 부가 기능을 가진 스마트쿡이 실제로 적용된다면 요리의 시간이 한층 더 재미있고 과학적이 될 것으로 판단된다.
CDS는 다양한 라우팅과 브로드캐스팅 프로토콜을 통하여 무선 에트혹 네트워크에서 가상 백본으로 널리 사용되고 있다. 최소 CDS(minimum CDS)를 계산하는 것이 여전히 NP-hard로 알려져 있지만 sub-optimal을 구하기 위한 여러가지 방법들이 제안되고 있다. 그렇지만 대부분의 제안된 프로토콜들은 너무 복잡하거나 non-local 정보를 필요로 하고, 네트워크의 위상이 변할 때 적응하지 못한다. 뿐만 아니라 CDS로 선택된 노드와 선택되지 않은 노드들이 서로 다른양의 에너지를 소비한다는 것을 고려하지 않았다. 본 논문에서는 타이머를 이용하여 에너지를 효율적으로 사용하며 네크워크 전체의 성능을 향상시키는 Timer Based Energy Aware connected Dominating Set(TECDS) 프로토콜을 제안하였다. TECDS 프로토콜은 네트워크 위상이 변할 때 필요에 따라 CDS를 보존 또는 재구성할 수 있다. 시뮬레이션을 통한 성능 평가 결과는 제안된 TECDS 프로토콜이 다른 프로토콜보다 최적에 가까운 CDS를 구성하여 서로 다른 수준의 노드의 이동성 사이에서도 네트워크 운영이 효율적으로 연장 됨을 보여주고 있다.
가상화 환경에서는 여러 개의 게스트 운영체제가 자원을 공유하고 있는데 특히 CPU는 시간 분할 방식에 의해 분배 된다. 따라서 각 가상 머신은 모든 물리 시간을 점유하지 못하고, 이는 CPU를 점유하지 못한 시간에 동작해야 하는 태스크 실행이 보장되지 못하는 결과를 야기시킨다. 이와 같은 응답성의 저하는 기존의 서버 가상화에서 치명적인 문제가 되지 않으나 임베디드 시스템에서 동작하는 실시간 태스크 측면에서는 중요하게 다루어 져야 하는 요구사항이 된다. 본 논문에서 우리는 실시간성과 관련된 타이머를 가상 머신 모니터에 등록할 수 있는 하이퍼콜을 제안한다. 이 하이퍼콜을 통하여 등록된 타이머는 만료된 시점에 해당 가상 머신이 실행되게 한다. 따라서 실시간성을 요하는 태스크들이 의도된 시간에 실행 가능하게 하며 다른 가상 머신의 기아 현상을 완화시켜 준다. 이어지는 실험에서는 Xen-Arm에 이를 구현하여 게스트 운영체제인 리눅스에서의 실시간성을 평가한다. 특히 테스트 응용과 Mplayer의 응답성 및 초당 프레임 수를 측정하여 한 개의 게스트 운영체제만이 동작하는 환경에서와 비슷한 실시간성이 지원될 수 있음을 보인다.
태블릿 PC의 경우 개발의 편의성 및 다양한 기능을 제공하기 위해 모바일 운영체제인 윈도우 8을 사용하는데 윈도우 계열의 경우 실시간 처리를 보장하지 못하는 문제점이 있다. 또한 기존의 상용 솔루션과 RTiK 계열의 경우 윈도우와는 독립적인 타이머 인터럽트를 생성하기 위해 사용했던 로컬 APIC 타이머 카운트 값을 얻어 올 수 없기 때문에 실시간 처리 기능을 제공하기 어려운 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 태블릿 PC의 윈도우 8환경에 실시간 처리 기능을 제공하기 위해 MSR_FSB_FREQ 레지스터를 이용하여 로컬 APIC 초기 카운트 값을 설정하였다. 또한 윈도우의 저전력 기법인 C-State를 제어함으로써 생성한 타이머 인터럽트의 주기성을 보장하여 실시간 처리 기능을 제공하는 RTiK+를 설계 및 구현하였다. 구현한 RTiK+의 성능 검증 및 평가를 위해 CPU 클럭 틱의 수를 반환하는 RDTSC 명령어를 사용하여 생성된 실시간 쓰레드의 주기를 측정하였고, 1ms 주기에서 오차범위 내에서 정상 동작함을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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