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

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
• /
• 제33권9호
• /
• pp.691-698
• /
• 2006

TCP/IP Offload Engine(TOE)는 TCP/IP 프로토콜을 네트워크 어댑터 상에서 처리함으로써 호스트 CPU의 프로토콜 처리 부하를 줄이는 기술이다. TOE의 구현 방안으로는 임베디드 프로세서를 사용한 소프트웨어 TOE, ASIC 기반의 하드웨어 TOE, 그리고 하드웨어와 소프트웨어 구현의 장점을 결합한 하이브리드 TOE 등이 제안되어 왔다. 본 논문에서는 하이브리드 방식의 TOE 구현을 위해 두 개의 프로세서 코어를 내장한 FPGA를 기반으로 임베디드 리눅스 기반의 소프트웨어 모듈 및 데이타 송수신에 필요한 하드웨어 모듈들을 설계하였다. 두 개의 프로세서 코어를 사용하여 송신 경로와 수신 경로를 분담하여 관리함으로써 리눅스 프로세스들 사이의 작업 전환 오버헤드를 줄일 수 있고, 송신과 수신 과정의 병렬 처리를 통해 단일 임베디드 프로세서의 성능 한계를 극복할 수 있다. 하드웨어 모듈은 패킷 헤더의 생성 및 처리, DMA를 사용한 데이타 수집 및 저장 등을 담당하여 송수신 성능을 향상시킨다. 본 논문에서는 프로세서 코어 내장형 FPGA가 장착된 TOE 네트워크 어댑터를 사용하여 송수신 분리형 TOE의 성능을 검증하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제54권11호
• /
• pp.3975-3984
• /
• 2022

Distributed control system architecture is adopted for I&C systems of Prototype Fast Breeder Reactor, where the geographically distributed control systems are connected to centralized servers & display stations via switched Ethernet networks. TCP/IP communication plays a significant role in the successful operations of this architecture. The communication tasks at control nodes are taken care by TCP/IP offload modules; local area switched network is realized using layer-2/3 switches, which are finally connected to network interfaces of centralized servers & display stations. Safety, security, reliability, and fault tolerance of control systems used for safety-related applications of nuclear power plants is ensured by indigenous design and qualification as per guidelines laid down by regulatory authorities. In the case of commercially available components, appropriate suitability analysis is required for getting the operation clearances from regulatory authorities. This paper details the proposed approach for the suitability analysis of TCP/IP communication nodes, including control systems at the field, network switches, and servers/display stations. Development of test platform using commercially available tools and diagnostics software engineered for control nodes/display stations are described. Each TCP link behavior with impaired packets and multiple traffic loads is described, followed by benchmarking of the network switch's routing characteristics and security features.

• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제8권11호
• /
• pp.1483-1495
• /
• 2005

멀티미디어 데이터를 위한 스트리밍 기술이나 차세대 기술로서 고려되는 유비쿼터스 관련 기술들의 급격한 발달로 네트워크를 사용하는 대용량 데이터 서버들이 증가하는 추세이다. 대용량 데이터의 전송에 있어서 TCP/IP 프로토콜의 처리는 CPU에 많은 부하를 야기시키며 이를 해결하기 위한 방안의 하나로 TOE 디바이스를 적용하고 있다. 하지만 기존의 TOE 지원 모듈의 경우, 해당 TOE 디바이스에 의존적인 인터페이스의 지원으로 인하여 기존의 네트워크 어플리케이션이 TOE의 잇점을 얻기 위해서는 해당 TOE 디바이스가 제공하는 인터페이스를 사용하여 기존 프로그램을 수정하거나 재 컴파일하는 과정을 수행해야 한다는 단점을 갖는다. 본 논문에서는 상기 문제점을 해결하기 위하여 표준 소켓 인터페이스에 대한 바이너리 호환성을 제공하는 TOE 지원 모듈의 설계 및 구현을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 TOE로 지원 모듈은 리눅스의 네트워크 프로토콜 레이어에 구현되며 기존의 네트워크 어플리케이션이 수정없이 TOE 디바이스의 잇점을 사용할 수 있도록 하고 일반 NIC과 TOE 디바이스의 동시 사용을 지원한다.