• 정보처리학회논문지A
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• 제15A권4호
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• pp.199-210
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• 2008

무선 인터넷 프록시 서버 클러스터링에서 저장공간을 최소화하기 위해서는 URL 해싱기법을 가진 Layer 7 부하분산기가 필요하다. 서버 클러스터 앞단에 위치한 Layer 4 부하분산기는 TCP 또는 UDP와 같은 트랜스포트 계층에서 컨텐츠 내용을 확인하지 않고 사용자 요청들을 똑같은 컨텐츠를 가진 서버들에게 분배한다. 서버 클러스터 앞단에 위치한 Layer 7 부하분산기는 응용계층에서 사용자 요청을 분석하여 요청 컨텐츠 유형에 따라 해당되는 서버들에게 분배한다. Layer 7 부하분산기를 이용하면 서버들이 배타적으로 각기 다른 컨텐츠를 가지게 할 수 있어서 서버들 저장공간을 최소화할 수 있으며 전체 클러스터 성능을 향상할 수 있다. 그러나 Layer 7 부하분산기는 응용계층에서 사용자 요청을 분석하는데 요구되는 큰 처리 부담으로 인해 Layer 4 부하분산기와 다르게 확장성이 제한된다. 본 논문에서는 그 확장성 제한을 극복하기 위해서 분산형 Layer 7 부하분산기를 제안한다. 종래의 방법에서는 한 대의 Layer 7 부하분산기 를 사용하는데 본 논문에서 제안한 방법에서는 서버 클러스터 앞에 한 대의 Layer 4 부하분산기를 설치하고 서버들에게 Layer 7 부하분산기들을 각각 설치한다. 클러스터 기반의 무선 인터넷 프록시 서버에서 종래의 방법을 리눅스기반의 Layer 7 부하분산기인 KTCPVS를 이용하여 구현하였다. 본 논문에서 제안한 방법에서는 리눅스기반의 Layer 4 부하분산기인 IPVS를 사용하고 각 서버들에게 Layer 7 부하분산기인 KTCPVS를 설치하여 같이 동작하게 구현하였다. 실험은 16대의 컴퓨터를 사용하여 수행되었고, 실험 결과에 의하면 제안 방법이 종래 방법에 비해 서버 대수가 증가함에 따라 확장성 및 높은 성능 향상률을 가짐을 확인하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.11-19
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• 2010

ZigBee는 WPAN(Wireless Personal Area Networks)을 위해 IEEE 802.15.4 표준에 근거하여 저비용, 저전력 소모를 위해 만들어진 표준이다. ZigBee 표준에서 라우팅을 위해 AODV(Ad-hoc On-Demand Distance Vector)와 트리 라우팅(Tree Routing) 두 가지 방법이 제시되었다. 트리 라우팅은 IEEE 802.15.4 MAC 계층의 토폴로지 형성 과정 동안에 만들어진 부모-자식 관계에 근거하여 센서 노드로부터 싱크 노드(Sink node)로 데이터를 전송한다. 이 방법에서 새로운 노드가 네트워크에 가입하기 위해 RSSI(Received signal strength indicator) 신호가 가장 강한 노드를 부모 노드로 선택한다. 그러므로 트래픽 분산이 이루어지지 않아 일부 노드는 많은 트래픽 양을 전달하게 되고 에너지는 빠르게 고갈된다. 본 논문에서는 트래픽 분산을 위해 링크 품질과 트래픽 양 정보를 이용하는 새로운 메트릭(Metric)을 제시한다. 제안되는 방법은 RSSI 신호 세기를 사용하는 대신에 새롭게 제안된 메트릭을 사용하여 부모 노드를 선택하여 네트워크에 가입한다. TinyOS TOSSIM(TinyOS mote SIMulator) 환경에서 시험을 통하여 제안한 방법이 기존 트리 라우팅 방법에 비해 우수한 성능을 가짐을 알 수 있다.

• 정보과학회 논문지
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• 제44권11호
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• pp.1209-1218
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• 2017

최근 스마트 자동차, 스마트폰과 같은 다양한 소스로부터 공간 빅데이터 스트림을 수집하는 것이 매우 용이해졌다. 공간 데이터 스트림은 편중되고 동적으로 변화하는 분포를 지니기 때문에 전체 부하가 분산 클러스터 내의 작업자들에게 효율적으로 분배되지 않을 경우 전체 시스템의 성능이 저하된다. 본 연구에서는 공간 데이터 스트림에 특화된 부하 균형화 알고리즘인 적응적 공간 키 그룹핑(ASKG)을 제안한다. ASKG의 핵심 아이디어는 공간 데이터 스트림의 최근 분포를 학습하고 이를 기반으로 향후 유입되는 데이터 스트림이 각 작업자에게 고르게 분배되도록 하는 새로운 그룹핑 스키마를 제안하는 것이다. 이를 공간 분포의 변화에 맞춰 주기적으로 반복함으로서 적응적으로 부하 불균형을 해결할 수 있다. 실제 데이터셋에 대해 작업자의 수, 입력 속도, 공간 질의 처리 시간을 변화시키며 성능을 평가한 결과, 대안 알고리즘 대비 제안 방법이 부하 불균형, 처리량, 지연 시간에서 높은 개선효과를 보였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2007년도 춘계학술발표대회
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• pp.16-19
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• 2007

MMOG 게임은 온라인 서비스들 중에 중요한 부분을 차지하고 있다. 최근에는 네트워크를 통한 온라인 서비스를 이용하는 사용자들의 증가로 인해 서버에 부하가 가중되고 있다. 본 논문에서는 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 효과적인 분할방법을 통하여 서버의 부하를 낮추는 방법을 제안한다. 제안하는 방식은 많은 사용자들을 위한 분산 게임서버에 효과적인 해결책을 제공한다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제9권2호
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• pp.141-149
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• 2011

We consider the problem of assigning tasks to homogeneous nodes in the distributed system, so as to minimize the amount of communication, while balancing the processors' loads. This issue can be posed as the graph partitioning problem. Given an undirected graph G=(nodes, edges), where nodes represent task modules and edges represent communication, the goal is to divide n, the number of processors, as to balance the processors' loads, while minimizing the capacity of edges cut. Since these two optimization criteria conflict each other, one has to make a compromise between them according to the given task type. We propose a new cost function to evaluate static task assignments and a heuristic algorithm to solve the transformed problem, explicitly describing the tradeoff between the two goals. Simulation results show that our approach outperforms an existing representative approach for a variety of task and processing systems.

• Journal of Communications and Networks
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• 제10권2호
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• pp.137-147
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• 2008

This paper proposes a novel approach to interference avoidance via inter-cell relaying in cellular OFDMA-TDD (orthogonal frequency division multiple access - time division duplex) systems. The proposed scheme, termed asymmetry balancing, is targeted towards next-generation cellular wireless systems which are envisaged to have ad hoc and multi-hop capabilities. Asymmetry balancing resolves the detrimental base station (BS)-to-BS interference problem inherent to TDD networks by synchronizing the TDD switching points (SPs) across cells. In order to maintain the flexibility of TDD in serving the asymmetry demands of individual cells, inter-cell relaying is employed. Mobile stations (MSs) in a cell which has a shortage of uplink (UL) resources and spare downlink (DL) resources use free DL resources to off-load UL traffic to cooperating MSs in a neighboring cell using ad hoc communication. In an analogous fashion DL traffic can be balanced. The purpose of this paper is to introduce the asymmetry balancing concept by considering a seven-cell cluster and a single overloaded cell in the center. A mathematical model is developed to quantify the envisaged gains in using asymmetry balancing and is verified via Monte Carlo simulations. It is demonstrated that asymmetry balancing offers great flexibility in UL-DL resource allocation. In addition, results show that a spectral efficiency improvement of more than 100% can be obtained with respect to a case where the TDD SPs are adapted to the cell-specific demands.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권1호
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• pp.237-252
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• 2017

In recent years, data centers have become the core infrastructure to deal with big data processing. For these big data applications, network transmission has become one of the most important factors affecting the performance. In order to improve network utilization and reduce job completion time, in this paper, by real-time monitoring from the application layer, we propose job-aware priority scheduling. Our approach takes the correlations of flows in the same job into account, and flows in the same job are assigned the same priority. Therefore, we expect that flows in the same job finish their transmissions at about the same time, avoiding lagging flows. To achieve load balancing, two approaches (Flow-based and Spray) using ECMP (Equal-Cost multi-path routing) are presented. We implemented our scheme using NS-2 simulator. In our evaluations, we emulate real network environment by setting background traffic, scheduling delay and link failures. The experimental results show that our approach can enhance the Hadoop job execution efficiency of the shuffle stage, significantly reduce the network transmission time of the highest priority job.

• Journal of Power Electronics
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• 제17권4호
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• pp.1088-1096
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• 2017

Load variations on a distribution line result in voltage fluctuations at the point of common coupling (PCC). In order to keep the magnitude of the PCC voltage constant at its rated value and obtain zero voltage regulation (ZVR), a D-STATCOM is installed for voltage correction. Moreover, the ZVR mode of a D-STATCOM can also be used to balance the source current during unbalanced loading. For medium voltage and high power applications, a D-STATCOM is realized by the cascaded H-bridge topology. In the ZVR mode, the D-STATCOM may draw unbalanced current and in this process is required to handle different phase powers leading to deviations in the cluster voltages. Zero sequence voltage needs to be injected for ZVR mode, which creates circulating power among the phases of the D-STATCOM. The computed zero sequence voltage and the individual DC capacitor balancing controller help the DC cluster voltage follow the reference voltage. The effectiveness of the control scheme is verified by modeling the system in MATLAB/SIMULINK. The obtained simulations are further validated by the experimental results using a dSPACE DS1106 and five-level D-STATCOM experimental set up.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권7호
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• pp.2589-2609
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• 2021

Segment routing (SR) is a highly implementable approach for traffic engineering (TE) with high flexibility, high scalability, and high stability, which can be established upon existing network infrastructure. Thus, when a network failure occurs, it can leverage the existing rerouting methods, such as rerouting based on Interior Gateway Protocol (IGP) and fast rerouting with loop-free alternates. To better exploit these features, we propose a high-performance and easy-to-deploy method SRUF (Segment Routing under Uncertain Failures). The method is inspired by the Value-at-Risk (VaR) theory in finance. Just as each investment risk is considered in financial investment, SRUF also considers each traffic distribution scheme's risk when forwarding traffic to achieve optimal traffic distribution. Specifically, SRUF takes into account that every link may fail and therefore has inherent robustness and high availability. Also, SRUF considers that a single link failure is a low-probability event; hence it can achieve high performance. We perform experiments on real topologies to validate the flexibility, high-availability, and load balancing of SRUF. The results show that when given an availability requirement, SRUF has greater load balancing performance under uncertain failures and that when given a demand requirement, SRUF can achieve higher availability.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권1B호
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• pp.17-21
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• 2007

본 논문에서는 멀티미디어 네트워크상에서 우선순위가 높은 서비스의 QoS를 보장하며 동시에 프로세서의 에너지 효율을 최대화하는 적응적 온라인 프로세서 관리기법을 제안하였다. 이 기법은 현재 네트워크의 트래픽 상황을 기반으로 하여 실시간으로 프로세서를 관리한다. 제안된 방법의 가장 큰 특징은 상호 상충하는 다양한 성능 메트릭들 사이에 적정한 균형을 이루어 안정적으로 시스템을 운영하는데 있다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 기존에 제안된 프로세서 관리기법에 비해 본 논문에서 제안된 방법이 다양한 트래픽 상황에서 우수한 성능을 가지는 것을 확인할 수 있었다.