스마트폰의 증가와 PC 성능 향상으로 유무선 통신망에 트래픽이 폭발적으로 증가하고 있다. 여기에는 페이스북, 유투브와 같은 멀티미디어 서비스와 파일 공유가 큰 부분을 차지하고 있다. CDN(Content Delivery Network)은 원거리에 있는 콘텐츠 사업자의 웹 서버에 저장된 콘텐츠를 이용자 근처 CDN 서버에 미리 저장, 콘텐츠 요구 발생 시 최적의 CDN 서버로부터 콘텐츠를 제공하는 콘텐츠 전송 기술이다. 본 논문에서는 콘텐츠 요청 메시지 전달에 Minimum Spanning Tree(MST) 알고리즘을 응용한 SCRP(Shortest Core Routing Path) 알고리즘을 사용해 CDN 서버와 클라이언트의 콘텐츠 전달에 이용되는 전체 트래픽 양을 최적화하였다. 또한 HC_LRU 캐시 알고리즘을 통해 캐시 적중률을 향상시킴으로써 콘텐츠 요청에 대한 평균 응답시간을 단축시켰다. 제안한 SCRP와 HC_LRU 알고리즘을 통해 트래픽을 지역화하고 병목현상을 방지하여 네트워크 자원을 효율적으로 사용하는 확장성 있는 콘텐츠 전송 네트워크 시스템을 구축할 수 있다.
인터넷을 이용한 콘텐츠 공유를 보다 효율적으로 구현하기 위하여 P2P, CDN, CCN과 같은 다양한 네트워크 기술들이 개발되었다. 이러한 기술들은 공통적으로 콘텐츠 배포자에게 집중되는 콘텐츠 요청 패킷을 네트워크에 분산된 다수의 노드들/호스트들이 처리하도록 설계되어, 네트워크 병목 현상을 해결하고 콘텐츠 배포 시스템이나 네트워크 상태와 상관없이 지속적으로 콘텐츠를 배포할 수 있는 장점을 갖고 있다. 그러나 분산된 노드/호스트로부터 콘텐츠를 전송 받는 경우, 사용자가 실제 콘텐츠 전송 노드/호스트를 식별/인증할 수 없기 때문에 공격자 개입 및 악의적인 콘텐츠 변경을 통한 다양한 해킹 공격에 취약하다. 그러므로 분산 노드/호스트를 이용한 네트워킹 기술의 경우, 콘텐츠 인증 기술은 핵심 기술 요소들 중 하나이다. 본 논문에서는 CCN에 적용된 콘텐츠 인증 기술인 MHT 기반의 콘텐츠 인증 기법을 소개하고, MTH의 인증 정보 중복 전송 문제를 해결하고 전송량을 개선하기 위하여 인증 경로 계층 값을 최소화하는 방안을 제안한다. 또한, 기존 기술들과의 성능 비교를 통하여 개선안의 성능을 평가한다.
화상 회의, 원격 진료 및 교육 시스템, CSCW 등과 같은 그룹 응용을 지원하기 위해서는 망에 의해서 멀티캐스트 기능이 제공되어야 한다. 멀티캐스트 경로배정의 방법으로는 보통 최단 경로 트리 방식과 최소 비용 스타이너 트리를 찾기 위해 유전자 알고리즘을 사용하는 진화적 최적화 방법을 제안하고자 한다. 특히 스타이너 트리를 찾기 위해 유전자 알고리즘을 사용하는 진화적 최적화 방법을 제안하고자 한다. 특히 스타이너 트리의 표현에 있어, 일반적인 유전자 알고리즘에서 사용되는 이진 스트링의 개체 표현 대신 트리를 사용하여 개체를 표현하는 방법을 제안함으로써 최적화의 효율을 개선하는 방식을 보여주며, 또한 기존의 경험적 알고리즘과의 비교를 통하여 진화방식에 의한 최적화가 기존의 방법보다 최적해에 더 가까이 수렴할 수 있음을 보여준다.
본 논문은 광통신망에서 (s,t)에 대한 다중 패킷 통신 요구에 대해 최적의 광 경로를 설정하고, 최소 파장 수를 배정하는 경로설정과 파장 배정 문제 (RWAP)를 다룬다. RWAP는 지금까지 다항시간으로 최적 해를 구하는 알고리즘이 알려져 있지 않은 NP-완전으로 근사 해를 다항시간으로 구하고 있다. 본 논문은 주어진 망의 모든 (s,t)에 대해 최단 광 경로로 동일한 홉 수를 갖는 주경로와 대체경로를 사전에 결정하고, (s,t)에 대한 실제 특정 다중 패킷 통신이 요구될 때 이들 이중 경로를 이용하여 최대로 이용되는 간선의 이용횟수를 b개로 줄이고, b개의 파장 수 상자에 중복 간선 없이 담는 방법으로 O(kn) 계산 복잡도로 최적 해를 구할 수 있었다. 2개의 실험 데이터 망에 적용한 결과, 제안된 알고리즘은 기존에 알려진 최적 해를 얻을 수 있음을 보였다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제15권10호
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pp.3834-3857
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2021
The design of cluster-based routing protocols is necessary for Wireless Sensor Networks (WSN). But, due to the lack of features, the traditional methods face issues, especially on unbalanced energy consumption of routing protocol. This work focuses on enhancing the security and energy efficiency of the system by proposing Energy Efficient Based Secure Routing Protocol (EESRP) which integrates trust management, optimization algorithm and key management. Initially, the locations of the deployed nodes are calculated along with their trust values. Here, packet transfer is maintained securely by compiling a Digital Signature Algorithm (DSA) and Elliptic Curve Cryptography (ECC) approach. Finally, trust, key, location and energy parameters are incorporated in Particle Swarm Optimization (PSO) and meta-heuristic based Harmony Search (HS) method to find the secure shortest path. Our results show that the energy consumption of the proposed approach is 1.06mJ during the transmission mode, and 8.69 mJ during the receive mode which is lower than the existing approaches. The average throughput and the average PDR for the attacks are also high with 72 and 62.5 respectively. The significance of the research is its ability to improve the performance metrics of existing work by combining the advantages of different approaches. After simulating the model, the results have been validated with conventional methods with respect to the number of live nodes, energy efficiency, network lifetime, packet loss rate, scalability, and energy consumption of routing protocol.
In South Korea, Jeju Island has a role as a test bed for electric vehicles (EVs). All conventional cars on the island are supposed to be replaced with EVs by 2030. Accordingly, how to effectively set up EV charging stations (EVCSs) that can charge EVs is an urgent research issue. In this paper, we present a case study on planning the locations of EVCS for Jeju Island, South Korea. The objective is to determine where EVCSs to be installed so as to balance the load of EVCSs while satisfying demands. For a public service with EVCSs by some government or non-profit organization, load balancing between EVCS locations may be one of major measures to evaluate or publicize the associated service network. Nevertheless, this measure has not been receiving much attention in the related literature. Thus, we consider the measure as a constraint and an objective in a mixed integer programming model. The model also considers the maximum allowed distance that drivers would detour to recharge their EV instead of using the shortest path to their destination. To solve the problem effectively, we develop a heuristic algorithm. With the proposed heuristic algorithm, a variety of numerical analysis is conducted to identify effects of the maximum allowed detour distance and the tightness of budget for installing EVCSs. From the analysis, we discuss the effects and draw practical implications.
위치 기반 서비스(LBS)는 가장 바쁜 시간에 동시에 도착하는 최단 경로 및 k-최근접 이웃 질의를 포함한 다양한 공간 질의를 효과적으로 처리한다. 동시에 도착하는 공간 질의를 빠르게 처리하기 위한 간단한 해결 방법은 LBS 서버를 추가하는 것이다. 이 방법은 서비스 운영 비용을 많이 증가시킨다. 최근에는 공유 가능한 계산을 사용하여 일련의 질의를 한꺼번에 모아서 처리하는 일괄 처리 방법이 제안되었다. 본 연구에서는 교통 상황에 따라 각 도로 구간의 이동 시간이 빈번하게 변하는 동적 공간 네트워크에서 움직이는 k-최근접 이웃 질의를 한꺼번에 처리하는 방법을 연구한다. 순차적 질의 처리를 기반으로 하는 LBS 서버는 중복 계산으로 인해 한꺼번에 요청이 들어오는 움직이는 k-최근접 이웃 질의를 효과적으로 처리하지 못한다. 본 연구의 목표는 움직이는 k-최근접 이웃 질의를 한꺼번에 처리하고 공유 가능한 계산을 재사용하여 알고리즘을 효율성을 개선한다. 실제 지도 데이터를 사용한 실험 평가는 최신 방법보다 제안된 방법이 우수하다는 것을 보여준다.
본 연구에서는 소셜 네트워크를 생성 할 수 있는 인공적인 네트워크 발생 모델을 제안 하였다. 본 연구에서 제안한 발생 모델은 온라인 소셜 네트워크의 특징인 Small-World 성질과 Scale-Free 성질을 단순하게 표현하는 것에서 벗어나 모델의 두 파라메터를 적절히 조절함으로서 사용자가 원하는 다양한 위상 특성치 값들을 나타내 줄 수 있도록 하였다. 이를 위해 Preferential Attachment의 세기를 조정 할 수 있도록 파라메터 K와 군집화 계수를 적절하게 조정 할 수 있도록 파라메터 P를 도입하였다. K가 0에서 10 그리고 P가 0.3에서 0.5 사이의 조합이나 K = 0과 P = 0.9를 이용하면 소셜 네트워크의 위상적 성질을 보유하는 인공적인 네트워크를 생성할 수 있다. 이 조합 하에서는 Small-World 성질과 Scale-Free 성질이 잘 나타난다. 노드차수 분포는 Power-Law를 따른다. 또한 군집화 계수 0.130 ~ 0.238, 평균 최단거리 5.641 ~ 5.985로 나타났다. 또한 네트워크의 크기를 노드 5,000개에서 10,000개로 증가시켜도 소셜 네트워크 성질을 그대로 유지하는 것으로 나타났다.
경로 보안은 데이터의 전송을 위해 선택된 경로의 비밀성에 관한 것이다. 만일 경로의 일부분이라도 알려진다면 이 경로를 통해 전달된 데이터가 유출될 확률은 높아지므로 데이터의 전송 경로는 보호되어야 한다. 이를 위해 우리는 중간 노드를 비밀리 선택하여 기존의 최단 거리를 이용하여 데이터를 전송하는 방법 대신에 이 중간 노드를 이용하여 데이터를 목적 노드에 보낸다. 더 나아가 여러 개의 비밀 경로를 이용한다면 한 개의 경로에 모든 데이터를 보내는 대신에 각 경로에 partial 데이터를 보낼 수 있기 때문에 데이터의 보안은 좀 더 강해진다. 본 논문에서는 MRNS네트워크 상에서 특수한 메트릭스를 응용하여 시간 복잡도가 O(l)인 비밀 다중 경로 알고리즘을 설계하고 불확실성의 관점에서 이 알고리즘의 안전도를 분석한다.
현대 사회는 불특정 다수를 대상으로 자행되는 각종 사고와 범죄 위협으로 인하여 사회 전반에 걸쳐 개인의 보안 의식이 증가되며 다양한 감시 기법이 활발히 연구되고 있으나, 여전히 단순 부주의 또는 오작동으로 인한 강인성 저하가 발생하여 보다 높은 신뢰성을 갖는 감시 기법이 요구된다. 이에, 본 논문에서는 다양한 환경 및 동·정적 변화 감지에서의 낮은 강인성을 보완하고 비용 효율성 문제를 해결하기 위한 실시간 변화감지 기법을 제안한다. 변화 감지 구현을 위해 데이터 군집화 기법으로 응용되고 있는 자기 조직화 신경망을 활용하였으며, 실내 사무실 환경에서의 모의실험을 통해 기존 영상 감시 시스템에서 응용되는 감지 기법 대비 뛰어난 잡음 강인성과 이상 감지 판단의 우수성을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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