• 제목/요약/키워드: Fault tolerant algorithm

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Rethinking of the Uncertainty: A Fault-Tolerant Target-Tracking Strategy Based on Unreliable Sensing in Wireless Sensor Networks

  • Xie, Yi;Tang, Guoming;Wang, Daifei;Xiao, Weidong;Tang, Daquan;Tang, Jiuyang
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제6권6호
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    • pp.1496-1521
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    • 2012
  • Uncertainty is ubiquitous in target tracking wireless sensor networks due to environmental noise, randomness of target mobility and other factors. Sensing results are always unreliable. This paper considers unreliability as it occurs in wireless sensor networks and its impact on target-tracking accuracy. Firstly, we map intersection pairwise sensors' uncertain boundaries, which divides the monitor area into faces. Each face has a unique signature vector. For each target localization, a sampling vector is built after multiple grouping samplings determine whether the RSS (Received Signal Strength) for a pairwise nodes' is ordinal or flipped. A Fault-Tolerant Target-Tracking (FTTT) strategy is proposed, which transforms the tracking problem into a vector matching process that increases the tracking flexibility and accuracy while reducing the influence of in-the-filed factors. In addition, a heuristic matching algorithm is introduced to reduce the computational complexity. The fault tolerance of FTTT is also discussed. An extension of FTTT is then proposed by quantifying the pairwise uncertainty to further enhance robustness. Results show FTTT is more flexible, more robust and more accurate than parallel approaches.

차량용 지능형 네트워크에서의 동기식 이더넷중심 오류 주입 알고리즘 구현☆ (Synchronize Ethernet-based Fault Injection Algorithm Implementation for Intelligent Automotive Network)

  • 장은지;김인영;이웅재
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.43-50
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    • 2016
  • 본 논문은 차량용 지능형 네트워크에서 각광 받게 될 이더넷중심의 프로토콜과 데이터 전송 시 임의의 오류에 내성이 있는 알고리즘을 제안하였다. 동시에 시뮬레이션과 실험을 통해 구현과 검증을 시도하여 시스템의 유용성을 증명하였다. 기존의 차량 통신 서비스 시스템에 적용시키기 위한 알고리즘에 대하여 문헌 조사하고 최종적으로 새로운 알고리즘을 구현하였다. 실제 차량용 실시간 데이터의 경우 임의의 값이 불규칙적으로 발생하기 때문에 임의의 데이터를 생성하여 실험을 진행하고 payload의 설정을 표준 형식에 맞추었다. 구현된 알고리즘의 성능을 확인하고자 기존의 알고리즘에서 단일 데이터에서부터 혼합형 (Hybrid-type) 데이터까지 확인하였을 때의 문제점을 확인하고 제안하는 알고리즘의 실효성을 확인하였다.

Self-Localized Packet Forwarding in Wireless Sensor Networks

  • Dubey, Tarun;Sahu, O.P.
    • Journal of Information Processing Systems
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    • 제9권3호
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    • pp.477-488
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    • 2013
  • Wireless Sensor Networks (WSNs) are comprised of sensor nodes that forward data in the shape of packets inside a network. Proficient packet forwarding is a prerequisite in sensor networks since many tasks in the network, together with redundancy evaluation and localization, depend upon the methods of packet forwarding. With the motivation to develop a fault tolerant packet forwarding scheme a Self-Localized Packet Forwarding Algorithm (SLPFA) to control redundancy in WSNs is proposed in this paper. The proposed algorithm infuses the aspects of the gossip protocol for forwarding packets and the end to end performance of the proposed algorithm is evaluated for different values of node densities in the same deployment area by means of simulations.

K-ary n-cubes에서 가상채널을 사용한 적응적 웜홀 라우팅 (An Adaptive Wormhole Routhing using Virtual Channels in K-ary n-cubes)

  • 이성묵;김창수
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제4권11호
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    • pp.2732-2744
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    • 1997
  • 본 논문은 k-ary n-cubes에서 다중 전송에 기반을 두고 있으며, 결함허용과 채널 경쟁을 고려한 적응적 웜홀 라우팅 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 k-ary n-cube에서 차수 n에 대하여 (n-1)의 결함허용을 보장하기 위해 하나의 물리적 채널당 2n개의 가상채널을 사용한다. 이것은 결함허용을 고려한 기존의 적응적 라우팅 알고리즘보다 적은 수의 가상채널을 사용한다. 카오스 시뮬레이터를 이용하여 본 논문이 제안한 적응적 라우팅 알고리즘의 교통량과 결함허용을 고려한 메세지 지연도 함께 실험하였다.

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Extension of ReInForM Protocol for (m,k)-firm Real-time Streams in Wireless Sensor Networks

  • Li, Bijun;Kim, Ki-Il
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제10권3호
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    • pp.231-236
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    • 2012
  • For real-time wireless sensor network applications, it is essential to provide different levels of quality of service (QoS) such as reliability, low latency, and fault-tolerant traffic control. To meet these requirements, an (m,k)-firm based real-time routing protocol has been proposed in our prior work, including a novel local transmission status indicator called local DBP (L_DBP). In this paper, a fault recovery scheme for (m,k)-firm real-time streams is proposed to improve the performance of our prior work, by contributing a delay-aware forwarding candidates selection algorithm for providing restricted redundancy of packets on multipath with bounded delay in case of transmission failure. Each node can utilize the evaluated stream DBP (G_DBP) and L_DBP values as well as the deadline information of packets to dynamically define the forwarding candidate set. Simulation results show that for real-time service, it is possible to achieve both reliability and timeliness in the fault recovery process, which consequently avoids dynamic failure and guarantees meeting the end-to-end QoS requirement.

Fuzzy Logic Based Neural Network Models for Load Balancing in Wireless Networks

  • Wang, Yao-Tien;Hung, Kuo-Ming
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제10권1호
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    • pp.38-43
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    • 2008
  • In this paper, adaptive channel borrowing approach fuzzy neural networks for load balancing (ACB-FNN) is presented to maximized the number of served calls and the depending on asymmetries traffic load problem. In a wireless network, the call's arrival rate, the call duration and the communication overhead between the base station and the mobile switch center are vague and uncertain. A new load balancing algorithm with cell involved negotiation is also presented in this paper. The ACB-FNN exhibits better learning abilities, optimization abilities, robustness, and fault-tolerant capability thus yielding better performance compared with other algorithms. It aims to efficiently satisfy their diverse quality-of-service (QoS) requirements. The results show that our algorithm has lower blocking rate, lower dropping rate, less update overhead, and shorter channel acquisition delay than previous methods.

유전 알고리즘을 이용한 고장포용 라우팅 알고리즘 설계 (A Fault-Tolerant Routing Algorithm Using a Genetic Algorithm)

  • 문대근;김학배
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 G
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    • pp.2836-2838
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    • 1999
  • 고신뢰도의 요구를 보장하는 병렬 구조의 분산시스템의 사용이 증가함에 따라 네트워크 상에서 메시지전달을 방해하는 요소고장의 영향을 최소화시킬 수 있는 고장포용 라우팅에 대한 중요성이 부각되고 있다. 그러나, 네트워크의 복잡한 환경 때문에 요소고장을 극복하기 위한 고장포용 라우팅 알고리즘의 설계는 쉬운 일이 아니다. 본 논문에서는 2차원 메쉬 네트워크에 적용되는 최적의 고장포용 라우팅 알고리즘을 설계하기 위하여 관련 응용분야에서 그 유용성이 검증된 유전 알고리즘을 이용한다. 제안된 알고리즘은 wormhole 라우팅 방식을 사용하며, 교착상태를 없애기 위하여 하나의 물리적 채널을 공유하는 4개의 가상채널을 사용한다. 마지막으로, 시뮬레이션을 통하여 제안된 알고리즘이 기존의 다른 고장포용 라우팅 알고리즘보다 우수함을 증명한다.

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선박내 환경 정보 모니터링을 위한 고장 감래 센서 라우팅 알고리즘 모델 설계에 관한 연구 (A Study on the Design of Fault-Tolerant Sensor Routing Algorithm for Monitoring of Ship Environmental Information)

  • 박윤용;윤남식;배지혜;공헌택
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.1333-1341
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    • 2010
  • 본 연구는 선박내에 센서 네트워크 영역을 구축하여 선박 내 환경감시를 통해 관리 효율을 극대화하고 모니터링 체계화를 향상시키는 것이 목적이다. 선박 내 구축된 센서 네트워크의 각 센서 노드들을 세부적으로 관리하며 명확한 센서 데이터를 얻기 위해서는 각 센서 노드들의 정확한 위치가 필요하다. 본 논문에서는 선박 내 배치된 많은 센서 노드의 상태를 효율적으로 관리하기 위해 센서 노드의 그룹을 구성하는 방법에 관하여 기술하였고 기본적으로 LEACH 및 PEGASIS 라우팅 알고리즘을 이용하여 노드들 간의 상대 거리 정보를 수집하여 센서 노드의 위치 정보를 탐지하고 각 필드별로 그룹핑하여 데이터 전송 효율을 증가시키는 방법을 소개한다. 또한, 탐지된 위치 정보를 이용하여 임의의 노드에서 고장이 발생하였을 경우 최적의 라우팅 경로를 재설정하는 방법을 제시하고자 한다.

효율적인 서비스 기능 체이닝을 위한 최적의 플로우 분배 알고리즘 (Optimal Flow Distribution Algorithm for Efficient Service Function Chaining)

  • 김명수;이기원;주석진;백상헌;김영화
    • 한국통신학회논문지
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    • 제40권6호
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    • pp.1032-1039
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    • 2015
  • 서비스 기능 체이닝(SFC: Service function chaining)은 다수의 서비스 기능들을 순차적으로 구성하는 기술이다. 서비스 기능 체이닝에서는 확장성과 fault-tolerant를 위해 다수의 서비스 기능 인스턴스가 필요하며, 네트워크에 인입된 플로우는 다수의 서비스 기능 인스턴스로 적절하게 분배되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 각 서비스 기능인스턴스들의 자원을 고려하면서 종단 간 지연시간(latency)을 최소화 할 수 있는 플로우 분배 문제를 정의한다. 또한 GT-ITM 토폴로지 생성 툴을 사용하여 보다 현실적인 네트워크 토폴로지 상에서 시뮬레이션을 수행하고, 그 결과 최적의 플로우 분배 기법이 전체 지연시간을 줄일 수 있음을 확인하였다.

이동 컴퓨팅 환경에 기반을 둔 데이터베이스 시스템에서 서버의 고장 회복 기법 (A Recovery Mechanism for Server Failure in Database Systems based on Mobile computing Environments)

  • 조정란;황부현
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제6권1호
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    • pp.1-10
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    • 1999
  • 이동 컴퓨팅 환경은 무선 통신망 기술의 발전에 힘입어 사용자의 이동성을 지원할 수 있는 환경이다. 사용자들은 이동 트랜잭션을 수행함으로써 데이터베이스에 접근하고 원하는 결과를 얻는다. 이러한 이동 트랜잭션의 올바른 수행과 데이터베이스의 일관성을 유지하기 위해서는 트랜잭션들을 스케줄하기 위한 동시성 제어 기법과 캐쉬를 다루는 캐슁 기법, 그리고 고장에 견고한 시스템 구축을 위한 회복 기법이 필요하다. 이동 컴퓨팅 시스템은 기존의 분산 시스템을 기반으로 하고 있으나, 사용자의 이동성이나 무선 매체의 특성으로 인하여 기존의 분산시스템에서 사용하는 회복방법들을 그대로 사용할 수 없다. 따라서 본 논문에서는 고장에 경고한 이동 컴퓨팅 시스템 구출을 위한 회복 기법을 제안하고자 하는데, 특히 이동 컴퓨팅 환경에서 발생할 수 있는 고장의 유형 가운데 서버의 고장에 대한 회복 알고리즘을 개발하고 평가 분석하다.

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