• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2002.07d
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• pp.2733-2735
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• 2002

본 논문에서는 원자력 발전소용 이더넷 기반 링형 실시간 제어 통신망인 ERCNet(Ethernet-based Real-Time Control Network)에서 고신뢰성을 유지하기 위한 결함 허용 방법들을 제시한다. 임의의 노드의 프로그램 동작에 이상(fault)이 발생하였을 경우, 와치독(Watchdog) 타이머로 탐지하여 링을 자동 복구하고, 그 노드가 다시 회복될 경우의 노드 추가 메커니즘을 제안한다. 이 메커니즘은 한 노드가 전체 네트워크에서 제외되거나 추가될지라도 네트워크가 운용성(operability)을 유지할 수 있도록 한다. 두 번째로, 한 채널 또는 양 채널 에러 발생시 이 에러를 대처하기 위한 채널 이중화 방식과 시스템 이중화 방식에 대해 제안한다. 마지막으로 통신망의 임의의 위치에서 이상이 발생했을 경우 그 발생 위치를 파악할 수 있는 메커니즘을 제안한다.

• Journal of Satellite, Information and Communications
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• v.11 no.2
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• pp.29-35
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• 2016

High-availability seamless redundancy (HSR) is a fault-tolerant protocol for Ethernet networks that provides two frame copies for each frame sent. Each copy is forwarded on a separate physical path. HSR is a potential candidate for several fault-tolerant Ethernet applications, including smart-grid communications. However, the major drawback of the HSR protocol is that it generates and circulates unnecessary frames within connected rings regardless of the presence of a destination node in the ring. This downside degrades network performance and can deplete network resources. Two simple but efficient approaches have previously been proposed to solve the above problem: quick removing (QR) and port locking (PL). In this paper, we will present a hybrid approach, QRPL, by combining QR with PL, resulting in further traffic reductions. Our analysis showed that network traffic is significantly reduced for a large-sized HSR connected ring network compared to the standard HSR protocol, QR, and PL.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2003.04a
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• pp.112-114
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• 2003

긴박한 임무 상황(mission critical)의 시스템 뿐만 아니라, 웹 서버등의 고가용성, 고신뢰성을 위한 가상 서버의 구축도 관심이 되고 있다. 본 연구에서는 가상서버의 고가용성 , 고신뢰성을 보다 향상시키기 위해 가상서버 클러스터의 각 구성 노드들을 이중의 네트웍 채널로 중복 시켜 네트웍 고장에 대한 신뢰성을 향상시켰다. 관리자 노드와 작업노드 풀로 구성되는 시스템의 각 노드와 이중 채널로 구성된 네트웍에 대한 결함검출과 결함복구를 위한 분산 결함 허용 미들웨어를 구현하였고, 적응형 고장 감내 (Adaptive Fault Tolerance) 기법을 사용하여 다양한 임무 상황에서의 자원 효율성을 향상시켰다.

• Proceedings of the Korea Society for Industrial Systems Conference
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• 2001.05a
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• pp.198-208
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• 2001

CORBA, DCOM, Java RMI 등과 같은 분산 객체 기술이 분산 응용의 신뢰성을 직접적으로 향상시키지는 못한다. 이러한 분산 객체 기술에 고장 감내성을 추가하여 신뢰성 있는 시스템을 구축하기 위해서 객체 단위의 복제 그룹 관리와 고장 탐지 및 회복 메커니즘이 필요하다. 본 논문에서는 신뢰성 있는 고장 감내성 Java RMI 객체를 개발하기 위하여 고장 탐지와 그룹 관리를 위한 그룹 관리자와 원격 인터페이스를 설계하고, 고장 감내성 클래스를 정의한다. 또한 고장 감내성 객체의 투명한 그룹 참여를 위하여 Naming 클래스와 RMIRegistry를 확장한다. 응용 개발자는 고장 감내성 클래스를 상속함으로써 외부의 도움 없이 간단히 고장 감내성 응용 객체를 개발하여 신뢰성을 높일 수 있다. 100M Ethernet으로 연결된 Linux kernel2.2.1의 PentiumIII머신 3대와 Solaris2,6의 Sun Spar치머신을 클라이언트한 시스템을 사용하고 JDK 1.2.2를 이용하여 설계한 객체를 구현하여 다양한 객체고장 에 대해 복구되는 것을 확인하였다. 성능 평가는 그룹크기에 따른 함수의 응답속도와 메시지 크기에 따른 응답속도를 비교하였다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2002.10c
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• pp.307-309
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• 2002

고가용성 및 고신뢰성의 분산 결함 허용 시스템의 설계와 구현에 대해서 다룬다. 이 시스템은 관리자 노드와 작업 노드 풀로 노드들을 구성하고, 각각의 노드들은 결함 허용 네트웍을 통해 통신을 하게 된다. 이 결함 허용 네트웍은 두 개의 네트웍이 중복되게 구성되어 한 네트웍의 결함 시에도 정상적인 데이터 교환을 보장한다. 여기서 중복된 네트웍을 위한 결함 검출 복구 기법이 필요하고 이들 관리자 노드와 작업 노드들의 관리를 위해 결함 허용 미들웨어가 포함된다. 미들웨어의 기능에 적응형 결함 허용 기법을 도입하여 실행 시간에 결함 허용 모드를 선택할 수 있게 하고, 결과적으로 보다 높은 가용성과 신뢰성의 결함 허용 시스템을 구성하였다.

• Journal of Satellite, Information and Communications
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• v.9 no.3
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• pp.33-40
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• 2014

One of the most important requirements for the Ethernet-based automobile is the reliability. In order to achieve this goal, we propose using the High-availability Seamless Redundancy (HSR) protocol (IEC 62439-3 clause 5) in these networks. The HSR protocol provides duplicated frame copies for each sent frame, which means that the destination node will receive at least one copy in case the second copy is lost due to a failure. In other words, there will be no network stoppage even if failure occurs. Moreover, the destination node will receive at least one frame copy with zero-recovery time (seamless) and it will not need to wait to receive the other copy if the first one is lost, which occurs it in the Ethernet standard, as a result of reconfiguration of the network paths. However, the main drawback of the HSR protocol is the unnecessary redundant traffic that is caused by the duplicated frames. Several solutions, including QR, VRing, RURT, and DVP, have already been proposed to improve the traffic performance of the HSR protocol. In this paper, we propose three automobile network topologies. each of which has pros and cons depending on the automobile requirements. Then we applied the HSR protocol with and without the QR and VRing approaches to each scenario. The comparison among these topologies depend on the traffic performance result for each of them. The QR and VRing approaches give a better traffic reduction percentage, ranging from 48% to 75% compared to the standard HSR protocol. Therefore they could limit the redundant traffic in automobile networks when the HSR protocol is used instead of the Ethernet network, which does not provide any seamless recovery if a failure occurs.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC
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• v.46 no.2
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• pp.89-96
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• 2009

As increasing the number of digital control devices installed on aircrafts and their transmission speed, various digital data buses have been introduced to provide reliable and high-speed characteristics. These characteristics of avionics data bus are highly related on the fault-tolerant performance which can make minimize jitter and loss during data transfer. In this paper, we concerned about a new traffic shaping scheme for increasing the reliability of Avionics Full Duplex Switched Ethernet (AFDX) systems based on ARINC 664 standard. We note that the conventional AFDX with a single regulator per virtual link system may produce aggregated traffics as the number of virtual links increasing. The aggregated traffic results in large jitters among frames. To remedy for the jitter and loss of data, we propose a dual regulator scheme for the AFDX system. The purpose of the additional regulator is to additionally regulate aggregated traffics from a number of per virtual link regulators. Using NS-2 simulator, we show that the proposed scheme provides a better performance than the single regulator one. It is worthwhile note that the proposed AFDX with Dual Regulator scheme can be employed to not only aircraft networks but other QoS sensitive networks for robot and industrial control systems.

• Journal of Satellite, Information and Communications
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• v.9 no.1
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• pp.51-56
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• 2014

High-availability seamless redundancy (HSR) is a protocol for fault-tolerant Ethernet (FTE) networks. It provides two frame copies and each copy is forwarded on a separate physical path, which provides zero fail-over time. Therefore, the HSR is becoming a potential candidate for various real-time FTE applications. However, the generation and circulation of unnecessary frames due to the duplication of every sending frame is inherent drawback of HSR. Such drawback degrades the performance of the network and may deplete its resources. In this paper, we present a new algorithm called port locking (PL) based on the media access control (MAC) address to solve the abovementioned problem in popular connected-rings network. Our approach makes the network gradually learn the locations of the source and the destination nodes without relying on network control frames. It then prunes all the rings that do not contain the destination node by locking corresponding rings' entrance ports. With the PL algorithm, the traffic can be significantly reduced and therefore the network performance will be greatly enhanced specially in a large scale connected-rings network. Analytical results are provided to validate the PL algorithm.