• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제25권8호
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• pp.1075-1084
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• 2022

Internet of Things(IoT) has become a key available technology for efficiently implementing device to device(D2D) services in various domains such as smart home, healthcare, smart city, agriculture, energy, logistics, and transportation. A lightweight publish/subscribe(Pub/Sub) messaging protocol not only establishes data dissemination pattern but also supports connectivity between IoT devices and their applications. Also, a Pub/Sub broker is deployed to facilitate data exchange among IoT devices. A scalable edge-based publish/subscribe (Pub/Sub) broker overlay networks support latency-sensitive IoT applications. In this paper, we design a hypercube grid quorum(HGQ) for distributed Pub/Sub systems based IoT applications. In designing HGQ, the network of hypercube structures suitable for the publish/subscribe model is built in the edge layer, and the proposed HGQ is designed by embedding a mesh overlay network in the hypercube. As their applications, we propose an HGQ-based mechansim for dissemination of the data of sensors or the message/event of IoT devices in IoT environments. The performance of HGQ is evaluated by analytical models. As the results, the latency and load balancing of applications based on the distributed Pub/Sub system using HGQ are improved.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.102-105
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• 2010

전통적인 Pub/Sub(Publish/Subscribe) 시스템은 중개자(Broker)를 통해 출판자(Pub)의 출판조건(Event)에 매칭되는 구독자(Sub)의 모든 구독조건(Subscription)들을 검색한다. 즉, 출판조건과 구독조건간의 매칭의 정도는 고려되지 않고, 매칭의 유무만을 판단한다. 매칭된 구독조건 간에도 우선순위가 존재할 수 있다. 따라서 기존 Pub/Sub 시스템의 기능을 확장한 우선순위 Pub/Sub 시스템이 필요하다. 이 논문에서는 구독조건간의 우선순위를 결정하기 위해 검색결과의 정확도를 정의 하고 우선순위에 따라 구독조건을 검색할 수 있는 정확도 기반 우선순위 검색기법을 제안한다. 본 검색기법은 IS-Lists(Interval Skip Lists)를 기반으로 동작하며, 정확도를 통해 정렬된 검색 결과를 얻을 수 있다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제24권8호
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• pp.1101-1113
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• 2021

The rapid growth of sense-and-respond applications and the emerging cloud computing model present a new challenge: providing publish/subscribe middleware as a scalable and elastic cloud service. The publish/subscribe interaction model is a promising solution for scalable data dissemination over wide-area networks. In addition, there have been some work on the publish/subscribe messaging paradigm that guarantees reliability and availability in the face of node and link failures. These publish/subscribe systems are commonly used in information-centric networks and edge-fog-cloud infrastructures for IoT. The IoT has an edge-fog cloud infrastructure to efficiently process massive amounts of sensing data collected from the surrounding environment. In this paper. we propose a quorum-based hierarchical fault-tolerant publish/subscribe systems (QHFPS) to enable reliable delivery of messages in the presence of link and node failures. The QHFPS efficiently distributes IoT messages to the publish/subscribe brokers in fog overlay layers on the basis of proposing extended stepped grid (xS-grid) quorum for providing tolerance when faced with node failures and network partitions. We evaluate the performance of QHFPS in three aspects: number of transmitted Pub/Sub messages, average subscription delay, and subscritpion delivery rate with an analytical model.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.2535-2540
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• 2010

전통적인 Pub/Sub(Publish/Subscribe) 시스템에서는 출판자(Pub)가 출판정보(Event)를 중개자(Broker)에게 전달을 하고 등록되어져 있는 구독조건(Subscription)과 매칭유무를 파악한 뒤 매칭된 구독조건들을 등록한 구독자(Sub)에게 출판정보를 전달한다. 이 시스템에서 정보의 전달은 출판자에서 구독자로의 단 방향으로 이루어졌다. 최근 새로운 용용 프로그램에서는 구독조건을 출판자에게도 전달하는 양 방향 정보전달의 필요성이 제기되었다. 따라서 출판자와 구독자들 간의 양방향 정보전달이 가능한 확장된 Pub/Sub 시스템을 제안하고자 한다. 확장된 Pub/Sub 시스템에서는 출판정보에 매칭되는 구독조건이 다수가 있을 수 있으므로 우선순위에 따라 상위 n개만을 출판자에게 전달할 수 있는 가능이 요구된다. 이 논문에서는 구독조건 간 우선순위를 결정하고 정하기 위한 SIF(Specific Interval First)를 정의하고 IS-List(Interval Skip List)를 이용하여 SIF기반의 우선순위 검색기법을 두 가지 방법으로 제안하였다. 성능평가 결과 집합정렬 방법은색인 생성 측면에서 그리고 삽입 시간 정렬 및 스팩을 이용한역 탐씩 방법은 검색 시간측면에서 좋은 성능을 보였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2007년도 추계학술발표대회
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• pp.801-804
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• 2007

실 시간적인 데이터의 수집과 더불어 수집한 데이터의 실 시간적인 전송을 기반으로 정보를 보다 폭넓게 활용할 수 있는 환경을 제공하기 위해 시스템에서 자동적으로 정보를 배포해주는 Publish/Subscribe 시스템에 대한 요구가 증대되고 있다. 이러한 pub/sub 시스템은 사용자의 요구사항을 미리 저장, 이를 이용하여 수집되는 정보와 사용자의 요구와 사용자를 찾아 배포해주는 방법을 사용하는데, 이때, 일치 여부를 확인하는 매칭 과정에서의 많은 자원과 시간의 소모가 문제점으로 대두되고 있다. 따라서, 논문에서는 보다 효율적으로 데이터와 범위를 이용하여 나타내는 사용자의 요구를 매칭하는 방법을 제공하는 CGIM 알고리즘을 제안하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.1369-1378
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• 2017

Pub/Sub (Publish/Subscribe) paradigm is a simple and easy to use model for interconnecting applications in a distributed environment. In general, subscribers register their interests in a topic or a pattern of events and then asynchronously receive events matching their interest, regardless of the events' publisher. In order to build a low latency lightweight pub/sub system for Internet of Things (IoT) services, we propose a GQSFPS (Group Quorum System-based Fog Pub/Sub) system that is a core component in the event-driven service oriented architecture framework for IoT services. The GQSFPS organizes multiple installed pub/sub brokers in the fog servers into a group quorum based P2P (peer-to-peer) topology for the efficient searching and the low latency accessing of events. Therefore, the events of IoT are cached on the basis of group quorum, and the delay-sensitive IoT applications of edge devices can effectively access the cached events from group quorum fog servers in low latency. The performance of the proposed GQSFPS is evaluated through an analytical model, and is compared to the GQPS (grid quorum-based pud/sub system).

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제35권4호
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• pp.368-378
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• 2008

최근 XML 문서 필터링에 기반한 출판-구독(publish-subscribe) 시스템이 많은 관심을 받고 있다. 전형적인 출판-구독 시스템에서, 구독자들은 XPath 언어로 명세된 프로파일로 자신들의 관심을 표현하고, 새로운 내용들은 사용자 프로파일에 대하여 매칭 여부를 판단하여 관심을 가지고 있는 사용자들에게만 배달된다. 구독자의 수와 그들의 프로파일이 증가할수록, 시스템의 확장성이 출판-구독 시스템의 중요한 성공 요소가 된다. 이 논문에서는 FiST 시스템을 확장한 세그먼트 기반의 XML 문서 필터링 시스템인 SFiST 시스템을 제안한다. SFiST 시스템은 XML 문서 필터링에서 중복된 처리를 없애기 위해서 가지형 패턴의 사용자 프로파일에서 세그먼트를 추출하여 해시 기반의 세그먼트 테이블에 저장하고 유지한다. 이 세그먼트는 사용자 프로파일을 터스 시퀀스 형태로 표현하는데 이용되고, 효율적인 필터링을 위한 컴팩트 시퀀스 인덱스에도 사용된다. 실험을 통하여 세그먼트 기반의 SFiST 시스템이 이전의 연구인 FiST 시스템보다 좋은 성능을 가지고 있음을 보였다.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제33권4호
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• pp.423-436
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• 2006

최근 XML 문서 필터링에 기반한 출판 -구독 (publish-subscribe) 시스템이 많은 관심을 받고 있다. 전형적인 출판 구독 시스템에서, 구독자들은 XPath 언어로 명세된 프로파일로 자신들의 관심을 표현하고, 새로운 내용들은 사용자 프로파일에 대하여 매칭 여부를 판단하여 관심을 가지고 있는 사용자들에게만 배달된다. 구독자의 수와 그들의 프로파일이 증가할수록, 시스템의 확장성이 출판 구독 시스템의 중요한 성공 요소가 된다. 이 논문에서는 XPath 로 명세된 가지형 패턴과 입력 XML 문서들을 Prufer의 방법을 사용하여 시퀀스로 변환하는 FiST라 불라는 새로운 필터링 시스템을 제안한다. FiST 시스템은 가지형 패턴을 구성하는 선형 경로들에 대하여 각각 매칭을 수행하고 후처리 과정에서 그 결과들을 병합하는 방법을 이용하는 대신에 가지형 패턴 전체를 사용하여 입력 문서에 대하여 매칭을 수행한다. 또한 효율적인 필터링을 위하여 시퀀스들을 해시 기반의 동적 인덱스로 구성한다. 실험 결과를 통해 전체 매칭 접근 방법이 다양한 환경에서 낮은 필터링 비용과 좋은 확장성을 가짐을 알 수 있다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.187-193
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• 2015

ICT 힐링플랫폼은 만성질환 예방을 목적으로 하며 개인의 생체신호 및 생황습관 등의 정보에 기반을 둔 질환 조기 경보를 목표로 한다. 이를 위한 2-step 개방형 시스템(TOS)에는 힐링플랫폼과 개인건강데이터 저장소간의 중계가 설계되었으며 데이터 처리과정을 실시간으로 전송(모니터링)하기 위한 대량 커넥션 기반의 publish/subscribe(pub/sub) 서비스가 고려되었다. 그러나 TOS pub/sub의 초기 설계에서는 커넥션 메시지를 deflate 알고리즘으로 인코딩하기 위해, 커넥션의 유휴(idle) 여부 및 메시지의 종류에 상관없이 동일한 버퍼를 할당한다. 본 논문의 동적 버퍼 할당은 다음과 수행된다. 우선 각 커넥션의 메시지 전송 유형을 큐잉하고, 각 큐는 tf-idf를 통해 특징(feature)추출 연산 후 벡터로 변환하여 k-means 클러스터에 입력하여 군집을 생성한다. 특정 군집으로 분류된 커넥션은 해당 군집의 자원 테이블에 따라 자원을 재할당 한다. 이때 각 군집의 센트로이드(centroid)는 해당 군집을 대표하는 큐잉 패턴을 사전에 선택하여 자원참조 테이블(버퍼 크기별 인코딩 효율)로 도출한다. 제안된 설계는 TOS의 인코딩 버퍼 자원을 네트워크 커넥션에 효율적으로 배분하기 위해, 군집 및 특징 연산을 위한 연산 자원과 네트워크 대역폭 간의 trade-off를 수행함으로써 TOS의 tps(단위 시간당 실시간 데이터 처리 모니터링 연결수)를 높이는데 활용할 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38C권12호
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• pp.1134-1149
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• 2013

Pub/sub 기술은 메시지 기반으로 데이터 생성자의 위치, 시간, 동기화 등에 대한 데이터에 제한 없이 접근할 수 있게 하는 특징을 가지므로, 데이터 중심 서비스를 위한 미들웨어 구축 기술로 널리 활용되고 있다. 국제 표준화 기구인 OMG (Object Management Group)에서 정의한 DDS (Data Distribution Service)는 pub/sub 기반의 미들웨어 기술로서, 미국 군용 장비의 표준 미들웨어로 채택되는 등 그 유용성이 높이 인정받고 있다. 그러나 publisher와 subscriber가 밀집된 환경에서는, 시스템 초기 부팅 시에 시스템 내 data 생산과 소비 주체가 되는 Participant와 Endpoint들을 탐색하는 과정에서의 지연 시간이 길다는 문제점을 갖고 있다. 본 논문에서는 지역적으로는 넓지 않지만 시스템 내의 Participant와 Endpoint의 수가 밀집된 환경에서의 탐색 시간을 줄일 수 있는 방안을 제시한다. 기존의 DDS 표준에서 정의하고 있는 표준 탐색 단계인 Participant 탐색 단계와 Endpoint 탐색 단계를 통합하고 분산 해쉬 기법의 Successor 개념을 도입하여 각 Participant마다 메시지를 전달해야 하는 대상의 수를 줄였다. 메시지 전달대상의 수를 줄임으로써 전송 프로토콜로 TCP를 적용하는 것이 가능해져, 메시지 전달의 신뢰성을 높일 수 있었다. 네트워크 시뮬레이터를 통한 성능 평가에서 본 연구에서 제안한 기법이 기존 기법에 비해 10%의 탐색 시간으로 시스템 내 Participant와 Endpoint를 발견할 수 있었다.