• 인터넷정보학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.9-16
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• 2021

Recently, the traffic volume of mobile communications increases rapidly and the small-cell is one of the solutions using two offload schemes, i.e., local IP access (LIPA) and selected IP traffic offload (SIPTO), to reduce the end-to-end delay and amount of mobile data traffic in the core network (CN). However, 3GPP describes the concept of LIPA and SIPTO and there is no decision algorithm to decide the path from source nodes (SNs) to destination nodes (DNs). Therefore, this paper proposes a dynamic mobile data traffic offload scheme using small-cells to decide the path based on the SN and DN, i.e., macro user equipment, small-cell user equipment (SUE), and multimedia server, and type of the mobile data traffic for the real-time and non-real-time. Through analytical models, it is shown that the proposed offload scheme outperforms the conventional small-cell network in terms of the delay of end-to-end mobile data communications and probability of the mobile data traffic in the CN for the heterogeneous networks.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제32권6호
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• pp.296-305
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• 2005

기존의 컴퓨터 시스템에서는 인터넷의 대표적인 프로토콜인 TCP/IP가 호스트 CPU에서 처리되는데, 이는 호스트 CPU에 많은 부하(load)를 발생시켜 전체 시스템의 성능을 저하시키는 문제를 야기한다. 최근 이러한 문제점을 해결하는 방안으로서 네트워크 어댑터에서 TCP/IP를 처리하는 TCP/IP Offload Engine(TOE)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 Linux 운영체제에 내장된 TCP/IP 프로토콜 스택의 구조를 분석하고, 통신을 수행할 때 프로토콜 스택의 각 함수에서 소모되는 시간을 측정하여 호스트 CPU에 부하를 발생시키는 주 요인을 분석하였다. 이러한 분석을 바탕으로 CPU에 많은 부하를 발생시키는 기능은 하드웨어로 구현하고 나머지 기능들은 소프트웨어로 구현하는 Hybrid TOE 구조를 제안한다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제14권4호
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• pp.369-377
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• 2008

최근 이더넷 기술은 기가비트급의 대역폭을 넘어서 10 기가비트급으로 빠른 속도로 발전하고 있다. 이러한 고속 네트워크 환경에서는 호스트 CPU가 운영체제내의 TCP/IP를 처리하는 기존의 방식은 호스트 CPU에 많은 부하를 야기하며, 그 결과 실제 수행되어야 할 사용자 응용 프로그램에 충분한 컴퓨팅 파워를 제공하지 못한다. 이러한 문제점의 해결을 위해 네트워크 어댑터에서 TCP/IP를 처리하도록 하는 TCP/IP Offload Engine(TOE)이 연구되고 있다. 본 논문에서는 TOE를 위한 고성능의 경량 TCP/IP를 구현하였으며, 이를 임베디드 시스템에 실제 적용하여 검증 및 실험을 수행하였다. 본 논문에서 구현한 고성능의 경량 TCP/IP는 기존 TCP/IP의 기본적인 기능들인 흐름제어, 혼잡제어, 재전송, 지연 ACK, Out-of-Order 패킷처리 등을 지원한다. 또한 본 논문에서 구현한 고성능의 경량 TCP/IP는 기가비트 이더넷 MAC에서 하드웨어적으로 지원하는 TCP segmentation offload(TSO), Checksum offload(CSO), 인터럽트 coalescing 기능 둥을 이용하도록 구현하였다. 그리고 데이타를 전송할 때, 호스트 사용자 메모리에서 네트워크 어댑터의 메모리로 데이타를 복사하는 부하를 제거하였다. 또한 재전송해야 할 경우를 대비해 전송한 데이타에 대한 복사본을 네트워크 어댑터의 메모리에 저장하는 방법을 개선하여 지연시간 및 대역폭 성능을 향상시켰다. 본 논문에서 구현한 고성능의 경량 TCP/IP를 이용한 소프트웨어 기반 TOE는 6% 이하의 호스트 CPU 사용률과 453Mbps의 최대 대역폭을 보인다.

• 한국전문물리치료학회지
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• 제27권2호
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• pp.93-101
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• 2020

Background: For performing various movements well, cooperation between the muscles around the scapula and shoulder has been emphasized. Taping has been widely used clinically as a helpful adjunct to other physiotherapy methods for shoulder pathology and dysfunction treatment. Previous studies have evaluated the effect of taping techniques using dynamic tapes on shoulder function and pain. However, no study investigated the electromyographic (EMG) changes in the shoulder muscles. Objects: This study aimed to investigate the effect of the upper limb offload taping technique using a dynamic tape on EMG activities of the upper trapezius (UT), lower trapezius, serratus anterior (SA), and middle deltoid (MD) muscles during scaption plane elevation. Methods: A total of 26 healthy subjects (19.85 ± 6.40 years, male = 20) volunteered to participate in this study. The subjects were instructed to perform scaption elevation with and without dynamic taping on the shoulder. Shoulder elevation strength tests were performed at 100%, 75%, 50%, and 25%, for the maximal isometric contraction force. Results: There were statistically significant interaction effects between the taping application and shoulder scaption elevation force in EMG activities in the UT (p < 0.05) and MD (p < 0.05). EMG activities in the UT showed significant increases in 50%RVC (reference voluntary contraction, p < 0.05) and 25%RVC (p < 0.01). Furthermore, the EMG activity of the SA significantly increased in 50%RVC (p < 0.01) and 25%RVC (p < 0.01) after dynamic taping. For the MD, the EMG activity level significantly decreased in 100%RVC (p < 0.05). Conclusion: These results indicated that upper limb offload dynamic taping application affects the muscle activities of some shoulder muscles depending on different scaption elevation strength levels. Therefore, we suggest that the upper limb offload dynamic taping can be applied to the shoulders when patients need middle deltoid inhibition or upper trapezius facilitation, such as patients with shoulder impingement syndrome.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 가을 학술발표논문집 Vol.32 No.2 (1)
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• pp.997-999
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• 2005

기가비트의 속도를 넘는 고속 네트워크상에서 TCP/IP를 사용할 경우 호스트 CPU에서 TCP/IP를 처리하는데 많은 부하가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최근 네트워크 어댑터에서 TCP/IP를 처리하는 TCP/IP Offload Engine(TOE)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 임베디드 시스템에 리눅스를 사용하여, TOE와 Remote Direct Memory Access(RDMA) 메커니즘을 구현하였고 그 동작 방식을 보인다. 실험을 통해 구현된 메커니즘들을 검증하였으며, 각 구간별로 소요시간을 측정하였다. 본 논문에서는 이러한 실험 결과를 바탕으로, 추후 기가비트 환경에 적합한 TOE 및 RDMA 메커니즘의 구한 방안을 제안한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 가을 학술발표논문집 Vol.32 No.2 (1)
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• pp.1000-1002
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• 2005

TOE(TCP/IP Offload Engine)은 호스트 CPU가 아닌 네트워크 어댑터 상에서 TCP/IP 프로토콜을 처리하여 호스트 CPU의 부하를 줄이는 기술이다. TOE의 구현 방안으로는 임베디드 프로세서를 사용하여 TCP/IP를 처리하는 소프트웨어적인 구현 방법과 TCP/IP의 모든 기능을 하드웨어로 구현하는 접근 방법이 제안되어왔다. 본 논문에서는 하드웨어적인 접근 방법과 소프트웨어적인 접근 방법을 결합한 Hybrid TOE 구조를 개발하기 위해 FPGA와 ARM 프로세서에 기반한 프로토타입을 개발하였다. Hybrid TOE는 많은 작업 부하로 인하여 임베디드 프로세서 상에서 성능을 확보하기 어려운 기능들은 하드웨어로 구현하고, 연결 설정과 같이 통신의 성능에 큰 영향을 끼치지 않는 기능들은 임베디드 프로세서 상에서 소프트웨어로 처리한다. 또한 본 논문에서는 실험을 통해 Hybrid TOE 프로토타입이 호스트 CPU 상에 발생하는 부하를 줄임을 입증하고, 하드웨어 구현을 통해 통신의 성능을 향상시킬 수 있음을 보였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2006년도 춘계학술발표대회
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• pp.1195-1198
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• 2006

기존의 컴퓨터 시스템에서는 인터넷의 대표적인 통신 프로토콜인 TCP/IP 가 호스트 CPU 에서 처리되는데, 이는 호스트 CPU 에 많은 부하(load)를 발생시켜 전체 시스템의 성능을 저하시키는 문제를 야기한다. 최근 이러한 문제점을 해결하는 방안으로서 네트워크 어댑터에서 TCP/IP 를 처리하는 TOE(TCP/IP Offload Engine)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 TOE 가 성공적으로 컴퓨터 시스템에 적용되는 위해서는 이를 지원하는 운영체제용 커널 모듈의 개발이 필요하며, 커널 모듈은 기존의 TCP/IP 를 위한 소켓 인터페이스를 바이너리 수준에서 호환성을 제공해야 한다. 따라서, 본 논문에서는 Linux 시스템에서 소켓 인터페이스에 대한 바이너리 수준의 호환성을 제공하는 TOE 용 커널 모듈을 제안하고 개발하였다. 또한, 실험의 통하여 TOE 커널 모듈이 CPU 에 부하를 거의 발생시키지 않음을 확인하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.32 No.1 (A)
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• pp.733-735
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• 2005

현재 네트워크 기술은 기가비트급의 속도를 넘어 급속히 발전하고 있다. 이러한 고속 네트워크상에서 TCP/IP를 사용할 경우, 호스트 CPU에서 TCP/IP 프로토콜을 처리하는데 많은 부하가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최근 네트워크 어댑터에서 TCP/IP를 처리하는 TCP/IP Offload Engine(TOE)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 임베디드 시스템과 리눅스를 사용하여 TOE를 구현하였으며, 그 동작 메커니즘을 보인다. 실험 결과 및 분석을 통해 임베디드 시스템에 리눅스를 활용한 TOE는 상당한 오버헤드를 가지고 있는 것으로 나타났으며, 이를 바탕으로 추후 기가비트 환경에 맞는 TOE 구현시 이러한 오버헤드를 극복할 수 있는 방안을 제안한다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제33권7호
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• pp.413-420
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• 2006

현재 네트워크 기술이 기가비트급의 속도를 넘어 급속히 발전하고 있다. 그러나 호스트에서 TCP/IP를 처리하는 기존의 방식은 고속 네트워크 환경에서 호스트 CPU에 많은 부하를 야기한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 네트워크 어댑터에서 TCP/IP를 처리하는 TCP/IP Offload Engine(TOE)에 대한 연구가 최근 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 두 가지의 소프트웨어 기반 TOE 를 기가비트 이더넷 환경 하에서 개발하였다. 하나는 임베디드 리눅스를 사용하여 구현한 TOE이고, 다른 하나는 Lightweight TCP/IP(lwIP)를 사용하여 구현한 TOE이다. 임베디드 리눅스를 사용한 TOE는 문맥 전환 (context switch), 프로세스 대기 및 활성화 그리고 운영체제 자체의 부하로 인하여 62Mbps의 낮은 대역폭을 보였다. 본 논문에서는 임베디드 리녹스를 사용한 TOE의 성능을 개선하기 위하여 운영체제 없이 lwIP를 이용하여 TOE를 구현하였다. 그리고 이러한 lwIP를 이용한 TOE 의 성능을 높이기 위하여 lwIP의 메모리 복사를 제거하고, 지연 ACK 기능과 TCP Segmentation Offload(TSO)기능을 추가하였으며, lwIP가 큰 데이타를 전송할 수 있도록 수정하였다. 그 결과, lwIP를 이용한 TOE는 194Mbps의 대역폭을 보였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제33권5호
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• pp.257-266
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• 2006

최근 TCP/IP 프로토콜을 네트워크 어댑터 상에서 처리함으로써 호스트 CPU의 부하를 줄이는 TOE (TCP/IP Offload Engine)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. TOE의 구현 방안으로는 임베디드 프로세서를 사용하여 TCP/IP를 처리하는 소프트웨어적인 구현 방법과 TCP/IP의 모든 기능을 하드웨어로 구현하는 방법이 제안되어 왔다. 본 논문에서는 하드웨어적인 접근 방법과 소프트웨어적인 접근 방법을 결합한 Hybrid TOE 구조를 제안한다. Hybrid TOE는 많은 작업 부하로 인하여 임베디드 프로세서 상에서 성능을 확보하기 어려운 기능들은 하드웨어로 구현하고, 연결 설정과 같이 통신의 성능에 영향을 크게 끼치지 않는 기능들은 임베디드 프로세서 상에서 소프트웨어로 처리한다. 이 방법은TCP/IP의 모든 기능을 하드웨어로 구현하는 방법에 근접하는 성능을 제공할 수 있으며, 새로운 기능을 추가하거나 TCP/IP를 기반으로 하는 상위 계층 프로토콜까지 오프로딩하는 것이 가능하므로 구조의 유연성 측면에서 장점을 가진다. 본 논문에서는 Hybrid TOE의 프로토타입을 개발하기 위해 FPGA와 ARM 프로세서를 탑재한 프로토타입 보드를 개발하였고, 하드웨어 모듈과 소프트웨어 모듈을 각각 FPGA와 ARM 프로세서 상에 구현하였다. 또한 하드웨어 모듈과 소프트웨어 모듈의 연동 메커니즘을 개발하였다. 실험을 통해 Hybrid TOE 프로토타입이 호스트 CPU 상에 발생하는 부하를 줄여줌을 입증하고, 하드웨어/소프트웨어 연동 구조의 효과를 분석하였다. 그리고, Hybrid TOE의 완성을 위해 필요한 요소들을 분석하였다.