• 한국IT서비스학회지
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• 제14권3호
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• pp.183-196
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• 2015

The concept of energy-efficient networking has begun to spread in the past few years, gaining increasing popularity. A common opinion among networking researchers is that the sole introduction of low consumption silicon technologies may not be enough to effectively curb energy requirements. Thus, for disruptively boosting the network energy efficiency, these hardware enhancements must be integrated with ad-hoc mechanisms that explicitly manage energy saving, by exploiting network-specific features. The IEEE 802.3az Energy Efficient Ethernet (EEE) standard is one of such efforts. EEE introduces a low power mode for the most common Ethernet physical layer standards and is expected to provide large energy savings. However, it has been shown that EEE may not achieve good energy efficiency because mode transition overheads can be significant, leading to almost full energy consumption even at low utilization levels. Coalescing techniques such as packet coalescing and interrupt coalescing were proposed to improve energy efficiency of EEE, but their implementations typically adopt a simple policy that employs a few fixed values for coalescing parameters, thus it is difficult to achieve optimal energy efficiency. The paper proposes adaptive interrupt coalescing (AIC) that adopts an optimal policy that could not only improve energy efficiency but support performance. AIC has been implemented at the sender side with the Intel 82579 network interface card (NIC) and e1000e Linux device driver. The experiments were performed at 100 M bps transfer rate and show that energy efficiency of AIC is improved in most cases despite performance consideration and in the best case can be improved up to 37% compared to that of conventional interrupt coalescing techniques.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제8권4호
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• pp.423-429
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• 2002

실시간 프로그래밍에 있어 타임아웃 기능은 매우 중요한 기본적인 기능 중 하나이다. 그러나 내장 실시간 시스템에서 가장 많이 사용하는 C 언어에서는 타임아웃 기능을 지원하지 않는다. 그래서 C언어에서 실시간 프로그래밍 환경을 제공하기 위해 언어 자체를 확장하거나 실시간 엔진(또는 커널)을 지원하는 연구들이 있었다. 그러나 이것은 특정 실시간 커널과 컴파일러가 필요하다는 문제점을 갖고 있다. 본 논문에서는 운영체제에 최소한의 의존성을 갖고 라이브러리와 매크로 함수만으로 C 언어에서 타임아웃 기능을 제공한다. 또한 개발자가 편리하게 타임아웃 기능을 사용할 수 있도록 매크로 정의를 통해 구조화된 _within 문장을 제공한다. 이 기능은 리눅스의 단일 쓰레드 환경과 도스 환경뿐만 아니라 다중 쓰레드 환경인 POSIX 쓰레드에서도 구현하였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제31권9호
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• pp.527-535
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• 2004

통합형 파일시스템이 차세대 파일시스템으로 주목받으면서 디지털 셋톱박스나 스트리밍 서버에서 멀티미디어 서비스의 QoS를 보장함과 동시에 텍스트 기반의 웹 문서나 그림 파일 등의 입출력 요청을 처리하는 것이 중요한 이슈로 부각되고 있다 그러나 하나의 파일서버에서 다양한 요구사항을 지닌 입출력들을 동시에 처리해야 하는 경우, 입출력 요청들의 디스크 탐색시간을 최소화하는 것을 목표로 하는 기존의 파일시스템에서는 멀티미디어 스트림의 QoS를 만족할 수가 없다. 본 논문에서는 이처럼 다양한 입출력 요청이 혼재하는 통합형 환경에서 멀티미디어 스트림의 QoS를 보장하는 파일시스템 개발에 대해 논의하고자 한다. 먼저 다양한 응용프로그램들의 입출력 요청을 QoS 요구사항에 따라 크게 두 가지-주기적인 요청, 산발적인 요청-로 구분하고, 입출력 요청 처리 수준에서 주기적인 요청에 높은 우선순위를 부여함으로써 멀티미디어 스트림의 QoS를 보장하도록 하였다. 또한, 이러한 메커니즘을 리눅스 운영체제에 구현하여 그 성능과 효과를 검증하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권1호
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• pp.58-65
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• 2016

위성 통신은 넓은 지역에 통신 서비스를 제공하는 광역 네트워크이다. 하지만, 위성 통신은 대역폭이 제한되고 매우 긴 전파 지연 시간과 높은 BER(Bit Error Rate)로 인해 위성 통신을 고려하지 않은 TCP의 성능이 저하 된다. 본 논문에서는 위성 통신에서의 TCP 성능을 향상시키기 위해 DVB-RCS(Digital Video Broadcasting-Return Channel via Satellite) 네트워크 환경을 고려한 cross-layer 기반 PEP(Performance Enhancing Proxy) 기술을 제안한다. 제안하는 프로토콜은 TCP와 링크 계층 간 위성 자원 할당 정보를 정보 교환을 통해 최적의 TCP CWND(Congestion Window)를 설정한다. 제안한 프로토콜의 성능 평가를 위해 리눅스 기반의 PEP 테스트 베드를 구현하였다. 성능 평가 결과 다양한 BER에서 제안한 프로토콜은 위성 자원 할당 정보를 이용하여 최적의 TCP CWND 크기를 설정하기 때문에 단일 및 다중 세션 환경에서 기존 TCP 보다 제안한 프로토콜이 더 좋은 성능을 보여준다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37C권10호
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• pp.925-932
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• 2012

본 논문에서는 패턴 인식 알고리즘을 기반으로 인간 형태를 가진 휴머노이드 로봇의 보행 동작을 제어하는 경로 인식 시스템을 개발하였다. 휴머노이드 로봇이 효과적인 작업 수행을 할 수 있도록 행동 프리미티브를 정의 하였으며, Canny 에지 검출 알고리즘을 적용한 보도 블록의 패턴 및 색상 추출, 이를 기반으로 한 이동 방향을 인식하는 알고리즘 제안하고, 리눅스 운영체제와 영상 카메라가 장착된 소형 휴머노이드 임베디드 시스템에 구현하였다. 제안 알고리즘의 성능 실험을 휴머노이드 로봇의 동작 속도 및 인식율에 관점에서 수행하였으며, 다양한 현실 환경을 반영하기 위해 경사도 및 조도 변화를 적용하였다. 실험 결과 제안 알고리즘은 다양한 환경에서 시각 장애인의 길안내 도우미 로봇으로서 적절한 수준에서 반응함을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권10호
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• pp.1309-1316
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• 2016

본 논문에서는 저용량 데이터의 전송빈도가 높은 스마트폰의 데이터 통신 성향을 참조하여, 스마트폰의 특성에 알맞은 알고리즘을 제시한다. 스마트폰의 사용량은 최근 비약적으로 늘어났으며, 실시간 지도검색, 대중교통 정보 확인, 게임, SNS 등의 사용 빈도가 높아지게 되었다. 이러한 스마트폰에서 주로 일어나는 저용량 데이터 통신은 TCP의 혼잡회피 단계가 나오기 이전에 데이터 전송이 끝나는 경우가 대부분이므로, 본 논문에서는 혼잡회피가 아닌 다른 TCP 관련 알고리즘을 조정하여 초기 통신 속도의 향상을 구현하였다. 본 논문에서 제시하는 알고리즘은 리눅스의 Quick ACK과 네이글 알고리즘(Nagle's algorithm)의 조절을 통하여 불필요한 지연을 줄이고, 짧은 통신에서도 안정적으로 높은 전송속도를 유지할 수 있도록 TCP를 개선하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제42권3호
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• pp.595-603
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• 2017

본 논문에서는 SSL/TLS 핸드쉐이크를 TCP 3-단계 핸드쉐이크에 포함시켜 SSL/TLS 핸드쉐이크 시간을 단축하는 방식을 제안한다. 제안 방식은 기존 TCP에 선택적으로 추가하여 사용할 수 있으며, 적용 시 TCP와 SSL/TLS 핸드쉐이크가 순차적으로 일어나는 대신 겹쳐서 진행되도록 한다. 제안 방식의 프로토타입을 구현하였고, 성능측정을 위한 실험을 진행했다. 실험 결과, 기존 TCP 및 SSL/TLS의 순차적 핸드쉐이크에 비해, 제안 방식은 3.2%부터 14%(클라이언트에서 서버까지의 핑 프로그램에 의한 소요시간이 11.6ms일 때) 수준의 시간 절감을 달성하였다. 클라이언트와 서버 간의 핑 프로그램의 측정된 소요시간이 늘어남에 따라 실행시간 감소율 또한 증가하였는데, 여기서 핑 프로그램의 소요시간은 전파지연 및 큐잉지연이 커짐에 따라 증가하게 된다. 실험 결과는 제안 방식으로 인해 절감된 시간이 핑 프로그램의 측정된 소요시간에 비례하여 커질 것이라는 예측과 잘 부합한다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제14A권4호
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• pp.235-244
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• 2007

메인메모리와 저장장치사이의 속도차이에 대한 소프트웨어적 보완 기법으로서 캐싱 및 선반입 정책이 대부분의 시스템에서 사용되고 있다. 본 논문에서는 프로그램의 페이지 참조 패턴을 고려하지 않은 리눅스 커널의 캐싱 및 선반입 정책을 개선하고자 NAND 플래시 메모리용 파일시스템 계층에서 동작하는 Flash Cache Core Module(FCCM)을 YAFFS 상에서 설계 및 구현하였다. FCCM은 커널의 안정성과 호환성을 지원하기위해 커널과 독립적인 구조를 가지며, 플래시 메모리의 특성을 고려한 Dirty-Last 메모리 교체 기법과 페이지의 히트 여부에 따른 선반입 페이지 대기큐를 구현하였다. FCCM은 리눅스의 캐시 및 선반입 정책과 비교해 I/O 횟수와 요구되는 선반입양이 각각 최대 55%(평균 20%) 및 최대 55%(평균 24%)까지 감소했다.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권2B호
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• pp.44-52
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• 2005

본 논문에서는 멀티미디어 전송 시 QoS(Quality of Service)를 개선하기 위한 유효패킷 전송률을 향상 시키는 방법으로 신경회로망을 이용한 예측 알고리즘을 제안하였다. 신경회로망 모델을 이용하여 왕복지연시간과 패킷손실률을 예측하고 예측된 인자를 이용하여 데이터 전송률을 결정하는 방법이다. 제안한 방법은 과거의 데이터를 기준으로 전송률을 결정하여 전송하는 데이터의 양을 제어하는 기존의 방법보다 향상된 성능을 확보할 수 있게 된다. 제안한 방법의 성능을 확인하기 위하여 실 시스템에 적용하는 실험을 실시하였다. 리눅스 운영 PC를 사용하였으며, UDP 프로토콜을 이용하여 실시간 데이터를 전송하는 실험 장치를 구현하였다. 제안한 방법의 유효패킷 전송률이 기존의 TCP-Friendly 혼잡제어 방법에 비하여 5% 정도 향상된 성능을 보였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제36권2호
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• pp.102-110
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• 2009

컴퓨터 시스템 분야의 대표적인 문제 중 하나는 메모리의 처리 속도가 CPU의 처리 속도보다 매우 느리기 때문에 생기는 CPU 휴면 시간의 증가, 즉 메모리 장벽 문제이다. CPU와 메모리의 속도 차이를 줄이기 위해서는 레지스터, 캐시 메모리, 메인 메모리, 디스크로 대표되는 메모리 계층을 이용하여 자주 쓰이는 데이터를 메모리 계층 상위, 즉 CPU 가까이 위치시켜야 한다. 본 논문에서는 On-Chip SRAM을 이용한 임베디드 시스템 메모리 계층 최적화 기법을 리눅스 기반 시스템에서 최초로 제안한다. 본 기법은 시스템의 가상 메모리를 이용하여 프로그래머가 원하는 코드나 데이터를 On-Chip SRAM에 적재한다. 제안된 기법의 실험 결과 총 9개의 어플리케이션에 대하여 최대 35%, 평균 14%의 시스템 성능 향상과 최대 40% 평균 15%의 에너지 소비 감소를 보였다.