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.
본 논문에서는 VANET(: Vehicular Ad Hoc Networks)환경에서 비-안전 애플리케이션을 위한 낮은 지연을 제공하기 위해 AMBM(: Adaptive Multi-channel Backoff Machisum)-MAC 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 우선 순위가 다른 비-안전 패킷간의 처리량의 극대화를 위해 WSA(: WAVE Service Advertisement)의 CW(: C hannel window)를 동적으로 조정하여 비-안전 패킷의 서비스품질을 보장한다. 또한 SC(: Service Channel)를 위한 채널조정 및 타임슬롯예약을 하기 위해 많은시간을 할당하고 CW 및 최적 CCI(: CC Interval)를 동적으로 조정함으로서 IEEE 1609.9, C-MAC(: Coordinated multi-channel MAC), Q-VCI(QoS Variable CCH Interval) 프로토콜보다 노드가 증가할 때 전송지연이 감소됨을 보인다.
최근 가상화와 클라우드 컴퓨팅 이슈가 대두되면서 서비스 품질과 성능 안정성을 보장하기 위한 대안으로서 시스템 자원 관리의 필요성이 부각되고 있으며, 디스크 입출력 자원은 오랜 기간 동안 심각한 성능 병목으로 인식되어 왔다. 다수의 서비스들이 입출력 자원에 대하여 경쟁 상태에 있는 경우, 낮은 중요도를 갖는 서비스 또는 프로세스들에 의하여 제한된 입출력 자원들이 점유되는 경우가 빈번하게 발생하며, 이는 중요 서비스의 품질 및 성능을 저하시키는 요인으로 작용한다. 또한, 특정 프로세스 또는 서비스가 사용할 수 있는 입출력 자원을 예측할 수 없는 경우에는 서비스의 성능 안정성 및 품질을 보장할 수 없으며 제한된 자원에 대한 효율적인 사용을 어렵게 만드는 문제점을 갖는다. 따라서, 본 논문에서는 상기 문제점의 개선을 위하여 예측 가능한 입출력 대역폭을 제공하는 서비스 기반 디스크 입출력 제어 방식을 제안하며, 제안 방식은 서비스 기반의 예측 가능한 입출력 대역폭을 제공함으로써, 안정적인 서비스 품질 및 성능을 유지하도록 하며, 제한된 입출력 자원의 효율적인 사용을 가능하게 한다.
무선랜을 통해서 대용량 파일, 비디오, 멀티미디어 정보들을 전송해야 함에 따라 quality of service(QoS)를 중요시 하는 응용 프로그램이 많아지므로 무선랜 네트워크에서의 충돌을 해결하기 위한 방법에 대해 연구가 필요하다. CSMA/CD의 충돌 검출 방식을 무선상황에 도입한 distributed MAC 프로토콜인 CSMA/CR[1]에서는 접속 단말 간 공평성은 보장하지만 서비스의 질(QoS)은 고려하지 않았다. 본 논문에서는 포화상태인 fully-connected single hop 네트워크 환경에서 CSMA/CR 프로토콜의 실용화를 위한 충돌 보상 방법을 제안한다. 기존의 CSMA/CR프로토콜은 단말 간 공평성만을 고려하여 CR Slot을 랜덤하게 선택하지만, 본 논문에서는 충돌을 경험한 단말에게는 우선순위를 주어 충돌 보상을 제공하기 위해 CR Slot의 앞쪽 번호를 부여한다. 충돌이 발생한 경우 jam 신호를 전송한 후 채널 우선 사용권을 가지게 되어 성공적인 전송을 보장받을 확률이 높아져 단말 간 우선순위를 보장하고 전송 효율을 높일 수 있다. 본 논문에서 제안하는 방법은 하드웨어 비용의 추가 없이 간단하게 충돌을 경험한 단말에게 혜택을 제공할 수 있다.
항공 데이터 네트워크 (ADN; aircraft data network)는 항공기 항전장비들 간 신호데이터 송수신을 위한 네트워크로써 항공기 운용 환경을 고려해 MIL-STD-1553B와 같이 고신뢰성 프로토콜이 사용되어왔다. 최근에는 고속통신의 필요성이 증가함에 따라 상용 이더넷이 ADN으로 활용되고 있으며, 적용 범위가 증가하고 있는 추세이다. 이더넷은 MIL-STD-1553B 프로토콜에 비해 고속 데이터 전송이 가능하다는 장점이 있지만, 지연시간이 길다는 낮은 단점이 있다. 본 논문에서는 ADN으로 활용되는 이더넷의 성능 향상을 위한 동적 라우팅 기법과 우선순위 기반 데이터 전송기법을 제시한다. 제시기법은 이더넷 스위치에 적용되어 네트워크 트래픽의 효율적 관리 및 고우선순위 데이터 전송시간 단축시킬 수 있다. 본 논문에서는 이더넷 스위치 기반 항공전자 네트워크 환경에서 시뮬레이션을 통해 제시기법이 기존 이더넷에서 사용되는 스패닝 트리 프로토콜에 비해 데이터 전송시간을 단축시킬 수 있음을 입증한다.
ATM 망에서 ABR(Available Bit Rate) 서비스 이상으로 단순한 구현을 통해 대역폭 보장을 만족할 수 있는 다양한 GFR(Guaranteed Frame Rate) 구현의 성능에 대한 연구가 이루어지고 있다. GFR 서비스에 있어서 서비스 품질보장을 만족시키기 위한 중요한 요소 중의 하나는 버퍼관리이다. 즉 ATM 스위치에서 untagged된 셀에 대해 MCR(Minimum Cell Rate)을 보장하기 위해서는 효율적인 버퍼관리가 필요하다. 본 논문에서는 GFR 서비스 보장을 위한 버퍼관리 기법을 제안하고 시뮬레이션을 통해 성능을 평가하였다. 제안된 기법은 각 VC간의 공평성을 보장하기 위해 버퍼에서 셀 폐기를 제어 할 수 있도록 하였으며, 기존의 방식인 Double-EPD(Early Packet Discsrding) 및 DFBA(Differential Fair Buffer Allocation) 기법과 비교하였다. 시뮬레이션 결과 제안된 기법이 기존의 기법에 비해 goodput 및 공평성지표면에서 향상되었음을 확인하였다.
본 논문은 망에 대한 유연성과 망의 성능의 효율성을 개선하기 위하여 회선 교환 위성 망에서 데이터 트래픽을 동적으로 다루는 시스템을 제안하고 제안한 시스템에 대한 성능을 분석한다. 제안한 시스템은 각 연결대한 용량 변경 요구를 동적으로 허락하기 때문에 그 연결 자체의 초기화 설정 및 연결을 해제하는 다른 별도의 알고리즘이 필요 없이 기존의 회선 교환 위성 망보다 효율적이다. 또한, 서비스 질을 결정적으로 보장함으로 망의 유연성 및 신뢰성을 높인다. 트래픽 소스는 표준 듀얼 리키 버켓에 의해 일정하게 조정된 트래픽을 사용하며, 이러한 트래픽을 이용하여 제안한 시스템의 성능을 해석적으로 분석하고, 이를 시뮬레이션을 통해 검증한다. 이러한 분석 결과는 앞으로 회선 교환 위성 망에서 프로토콜의 설계 및 구현 시 유용하게 사용될 수 있을 것으로 사료된다.
본 논문에서는 선박 내 유선 네트워크에서 차등화 서비스를 지원하기 위해, 기존 RIO (RED In and Out) 방식보다 우수한 패킷 폐기 기술을 제안한다. 제안한 패킷 폐기기술은 개별 플로우별로 관리하지 않고 특정한 기준에 따라 몇 개의 플로우 그룹으로 나누어, 그룹별 관리를 통해서 동일 클래스 내 플로우 간 공평성을 제공한다. 시뮬레이션 결과에서는 RIO 방식보다 링크 이용률은 조금 감소하나, 다중 병목 구간을 경유하는 플로우들이 RIO 방식보다 더 많은 전송률을 보장 받음을 알 수 있다.
최근 초고속 인터넷 접속 서비스에 대한 가입자의 욕구는 단순 인터넷 접속 서비스에서 개인화된 서비스로 변화하고 있다. 초고속 인터넷 접속 서비스 제공 사업자 또한 가입자에게 좀 더 고속의 서비스를 제공하기 위해 ADSL에서 메트로 이더넷 기반의 VDSL로 대체하고 있다. 그러나 이러한 메트로 이더넷 기반의 초고속 인터넷 접속망에 이미 설치된 장비들은 트래픽 특성에 따라 가입자를 구별할 수 없어 개인별로 차별화된 서비스를 제공하는 것은 곤란한 실정이다. 이 논문에서는 접속망이 트리 구조일 경우, 접속망 요소들이 Qos 기능을 제공하지 않아도 경계 노드의 플로우별 트래적 쉐이핑으로 특정 하향 플로우에 대하여 Qos를 제공할 수 있음을 보였다. 본 논문에서는 이를 보이기 위해 트러 구조의 접속망에서 보장형 서비스를 제공하기 위한 경제 노드의 스케줄링 알고리즘을 설계하고, 이것의 성능을 분석하였다. 이 스케줄링 알고리즘은 최대 허용 대역폭으로 각 플로우를 쉐이핑하고, 플로우의 SLA에 따라 최소 대역폭을 보장하도록 DRR을 개량하여 설계되었다. 설계된 알고리즘의 성능을 분석하기 위해 다양한 시뮬레이션을 수행하여, 경계 노드에서의 플로우별 트래픽 쉐이핑에 의해 접속망에서의 혼잡 및 손실이 줄어들고, TCP 트래픽 플로우의 성능이 크게 향상되며, CBR 보장형 서비스에 대한 손실의 큰 감소와 더불어 지연 및 지터 특성이 향상되었음을 보였다.
최근 광 대역 통합 네트워크에서 고품질의 멀티미디어 서비스에 대한 사용자 요구가 증가하고 있다. 또한, 사용자 단말기기의 다양화 및 대화면 디스플레이 장치의 보급으로 다양한 형태의 서비스 품질(QoS)에 대한 요구도 증가하고 있다. 이를 위해 네트워크 관점에서 동적 큐 관리 알고리즘과 같은 인터넷 성능을 개선하여 서비스 품질을 보장하는 연구와 종단 관점에서 미디어의 품질을 보장하기 위한 SVC(Scalable Video Coding) 부호화 기법에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있다. 그러나, 기존 동적 큐 관리 알고리즘은 비디오 부호화 기술의 본질적인 특성에 대하여 고려하지 못하여 서비스 품질을 보장하는 못하는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 현재 혼잡제어 알고리즘의 문제점을 개선하기 위해 NAL (Network Abstract Layer)의 헤더 내 TID (Temporal_ID)를 통해 SVC 부호화 기술의 특성을 파악하여 프레임간 의존성이 낮은 프레임의 패킷에 대하여 차등적으로 패킷을 폐기하는 75-AQM (Temporal Scalability - Active Queue Management) 알고리즘을 제안하였다. 제안한 75-AQM 알고리즘은 혼잡상황 시 차등적인 패킷 폐기를 통해 SVC 부호화 기법을 이용하는 스트리밍 서비스에 대하여 안정적인 비디오 복호화를 통해 멀티미디어 서비스 품질을 보장하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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