• 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.

• 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.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2002년도 추계학술발표논문집 (중)
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• pp.1607-1610
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• 2002

TCP/IP 의 성능을 향상 시키기 위하여 주로 커널 레벨에 구현되어 있는 TCP/IP 프로토콜 계층을 네트워크 인터페이스 카드로 이전시키는 기술을 TCP/IP offloading 기술이라고 한다. 본 논문은 최근의 TCP/IP offloading기술의 동향을 살펴보고 또한 Tcp/IP offloading 기술을 시스템에 적용할 때 고려해야 할 점등을 기술한다.

• 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.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2001년도 봄 학술발표논문집 Vol.28 No.1 (A)
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• pp.775-777
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• 2001

오늘날 매우 널리 사용되는 TCP/IP 프로토콜은 많은 보안적 흠을 가지고 있다. 시퀸스 번호를 스푸핑, 소스 번호를 스푸핑, 인증 공격 등 많은 류의 공격이 이런 홈을 통해서 행해지고 있다. 또한 근원적으로 패킷의 TCP헤더 필드의 포트 번호와 IP 헤더 필드의 주소 번호를 분석하여 포트번호와 IP번호를 알아내어 상대방을 공격한다. 이에 상대방으로부터 포트번호나 어드레스 번호를 은닉하거나 생략하여 전송하여 상대방이 패킷을 분석하기 어렵게 만들어 TCP/IP 패킷의 보호하고자 한다. 먼저 본 논문에서는 TCP 헤더의 Port field를 제거하기위한 수정된 TCP 연결설정의 메커니즘을 제시한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.42-52
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• 1998

본 논문에서는 이더넷을 기반으로 연결되어 있는 분산 soft real-time 시스템에 적용될 수 있는, LAN/TCP라 명명된 확장된 TCP/IP 프로토콜을 제안하고 있다. LAN/TCP는 기존의 TCP/IP 환경에서 아무런 충돌 없이 호환성을 유지하면서 soft real-time 특성을 제공하기 때문에 기존의 응용 프로그램을 별 다른 수정 없이 사용할 수 있다. LAN/TCP는 주기적으로 수집, 갱신되는 제어 신호를 상대적으로 낮은 트래픽으로 전송할 수 있는 PTM(Periodic Transmission Mode)전송 방식을 제공한다. 본 논문은 제안된 프로토콜의 시뮬레이션 및 실험 결과를 제시하고 있다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2000년도 가을 학술발표논문집 Vol.27 No.2 (3)
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• pp.411-413
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• 2000

Internet망에서 mobile comupting에 대한 관심은 커져하고 있다. Mobile IP는 노드의 이동성을 지원하는 방법 중의 하나이다. 그렇지만 handoff 하는 과정에서 발생하는 패킷 손실 때문에 신뢰성의 문제가 발생한다. 게다가 mobile node(MN)와 foreign agent(FA)사이가 무선 링크인 경우 패킷 손실은 더욱 심각하다. TCP/IP는 고정된 네트워크에서 고안되어진 것이기 때문에 기존의 TCP/Mobile IP가 무선에는 부적합하다. 그러므로 본 논문에서 TCP/Mobile IP와 application사이에 midddleware로써 mobile agen(MA)를 사용하는 것을 제안했다. TCP mobile agent(TCP MA)을 여러 application에서 TCP 성능의 향상을 위해 제안했다. TCP MA는 FA와 MN를 위해 행동하고, 그리고 MN의 현재 위치에 상관없이 MN에 결과를 보낸다. 이러한 TCP MA는 handoff 동안에 발생하는 패킷 손실을 감소시킨다.

• 정보보호학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.35-45
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• 2004

폭발적으로 증가하는 인터넷 환경에서 정보보호는 가장 중요한 고려사항 중의 하나이다. 현재 이에 대한 대응방안으로 IDS, 방화벽, VPN 등 여러 보안 솔루션들이 사용되고 있지만 TCP/IP를 근간으로 하는 인터넷 환경은 기본적으로 프로토콜 자체의 취약성을 가지고 있다. 그 중에서도, TCP/IP 헤더 중 ICMP Payload. Identification(ID), Sequence Number(SEQ), Acknowledge(ACK). Timestamp의 필드 내용을 조작함으로써 특정 정보를 전송할 수 있는 은닉채널이 가능하다고 이미 알려져 있다. 특히 본 논문에서는 TCP/IP 헤더의 여러 필드들 중에서도 IP 헤더의 ID 필드, TCP 헤더의 SEQ 필드를 이용한 은닉채널 탐지에 초점을 맞추었으며, 이러한 은닉채널의 탐지를 위하여, 패턴분류 문제 있어서 우수한 성능을 보이는 것으로 알려져 있는 Support Vector Machine(SVM)을 사용하였다. 본 논문의 실험결과에서는 제안된 탐지방안이 정상 TCP/IP 트래픽으로부터 은닉채널이 포함된 TCP/IP 패킷을 구분할 수 있음을 보여주었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.99-104
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• 2010

인터넷 제어 신호인 TCP/IP를 이용하여 교통량을 조사하면 많은 점에서 이로운 점이 있게 된다. 지금의 유무선을 이용한 교통량 신호 검지가 많은 고비용, 저효율을 안고 사용되고 있는 상황이므로 이를 개선한 인터넷 주소 시스템을 이용하면 저비용, 고효율을 이용한 많은 이로운 점을 얻게 된다. 작금의 널리 사용하고 있는 인터넷 통신을 이용한다는 점이고, 또한 유무선 케이블도 기존의 기계적인 제어시스템을 사용한 동케이블을 이용하면 많은 어려운 점이 있게된다. 검지기 자체는 기존의 원형 검지기라든지 다이아몬드 검지기를 사용한다 하더라도 이를 통신으로 이용하는 제어시스템은 TCP/IP를 이용한 인터넷 통신 이용시스템을 사용하므로서 통신보안면에서는 안전한 시스템을 구축할 뿐 아니라 저비용의 시스템을 구축할 수 있으므로 많은 유리한 점을 안게된다.

• 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.