• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권2호
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• pp.514-535
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• 2019

Information-centric networks operate under the assumption that all network components have built-in caching capabilities. Integrating the caching strategies of information centric networking (ICN) with wireless virtualization improves the gain of virtual infrastructure content caching. In this paper, we propose a framework for software-defined information centric virtualized wireless device-to-device (D2D) networks. Enabling D2D communications in virtualized ICN increases the spectral efficiency due to reuse and proximity gains while the software-defined network (SDN) as a platform also simplifies the computational overhead. In this framework, we propose a joint virtual resource and cache allocation solution for latency-sensitive applications in the next-generation cellular networks. As the formulated problem is NP-hard, we design low-complexity heuristic algorithms which are intuitive and efficient. In our proposed framework, different services can share a pool of infrastructure items. We evaluate our proposed framework and algorithm through extensive simulations. The results demonstrate significant improvements in terms of visiting latency, end user QoE, InP resource utilization and MVNO utility gain.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.193-199
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• 2012

Virtualization allows multiple commodity operating systems to share on a single physical machine. Resource allocation among virtual machines is a key to determine virtual machine performance. To satisfy time-sensitive task on a domain, hypervisor needs to observe the resource requirements and allocates proper amount of CPU resources in a timely manner. In this paper, we propose a realtime credit scheduler for latency sensitive application on virtual machines. The key idea is to register a time event in the Xen hypervisor. Experiment result shows that the proposed scheme is superior to Credit scheduler.

• 정보과학회 논문지
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• 제44권5호
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• pp.439-448
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• 2017

대규모 HPC 과학 응용의 워크로드가 전체 실행시간 동안 다양하게 변화하는 자원 요구사항을 갖게 되면서 특정 시점에 갑자기 요구사항이 증가하는(bursty) 형태가 되고 있다. 그러나 이러한 응용 워크로드를 고려하지 않고, 최대 자원 요구사항만을 반영한 가상 자원의 오버-프로비저닝은 과학 응용의 성능을 보장하지만 다른 응용이 사용할 수 없는 유휴 자원을 늘리는 문제로 남아있다. 본 논문에서는 OS-level 가상화 환경에서 응용의 자원 사용 패턴에 대한 프로파일링 데이터를 기반으로 메모리 자원 재구성 기법을 제안한다. 이는 유휴 상태의 메모리 자원을 신속하게 풀어주어 새로운 응용이 자원을 사용하여 수행할 수 있도록 한다. 본 연구에서는 경량화된 OS-level 가상화 시스템의 하나인 Docker에서 과학 워크플로우 응용을 이용하여 제안하는 알고리즘을 검증하였다. 실험을 통해 과학 응용을 실행하는 동안 컨테이너에 대한 메모리 할당 미세 조정이 전반적인 메모리 자원 활용을 향상시킬 수 있음을 보였다. 또한 응용의 메모리 사용 프로파일 데이터를 기반으로 하는 시뮬레이션 실험을 통해, 제안하는 동적 메모리 할당 기법을 사용하는 경우 대기 작업에 유휴상태의 메모리를 할당하여 전체 대기 작업의 수를 줄이고 시스템 작업 대기 시간이 줄어들었음을 보였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권11호
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• pp.5404-5424
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• 2018

This work is mainly focused on two major topics in cloud platforms by using OpenStack as a case study: management and provisioning of resources to meet the requirements of a service demanded by remote end-user and relocation of virtual machines (VMs) requests to offload the encumbered compute nodes. The general framework architecture contains two subsystems: 1) An orchestrator that allows to systematize provisioning and resource management in OpenStack, and 2) A resource utilization based subsystem for vibrant VM relocation in OpenStack. The suggested orchestrator provisions and manages resources by: 1) manipulating application program interfaces (APIs) delivered by the cloud supplier in order to allocate/control/manage storage and compute resources; 2) interrelating with software-defined networking (SDN) controller to acquire the details of the accessible resources, and training the variations/rules to manage the network based on the requirements of cloud service. For resource provisioning, an algorithm is suggested, which provisions resources on the basis of unused resources in a pool of VMs. A sub-system is suggested for VM relocation in a cloud computing platform. The framework decides the proposed overload recognition, VM allocation algorithms for VM relocation in clouds and VM selection.

• Journal of Communications and Networks
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• 제7권2호
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• pp.178-191
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• 2005

Fourth-generation (4G) wireless networks will be the IP-based cellular networks integrating Internet with the existing cellular networks. Two important issues should be concerned in the IP-based cellular networks, IP mobility, and quality-of-service (QoS) guarantees. In this paper, we proposed two mechanisms to solve the problems with IP mobility and RSVP-based QoS provisioning. First, virtual-IP (VIP) allocation scheme in areas with a large rate of handoff can minimize the wireless signaling overhead due to IP mobility. The access routers (ARs) create dynamically the VIP zone by using the measured handoff rate derived from the history of the handoff into neighboring ARs. We show that VIP allocation scheme reduces the binding update messages in the wireless link than hierarchical mobile IPv6. Second, the new advance resource reservation protocol called proportional aggregate RSVP (PA-RSVP) can minimize waste of bandwidth and soft state refresh overhead due to IP mobility. It allocates the bandwidth in advance between the mobility anchor point and neighboring ARs using proportional aggregate reservation. We also show that PA-RSVP provides an improved performance over existing protocols.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제37권3호
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• pp.147-160
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• 2010

최근 서버의 통합을 통해 시스템 자원의 효율적인 활용을 제공할 수 있는 시스템 가상화가 많은 주목을 받고 있다. 이 시스템 가상화 기술을 통하여 보다 효과적으로 시스템 자원을 활용하고 가상화 소프트웨어의 성능을 향상시킬 수 있는 방안이 다양하게 연구되고 있다. 이러한 연구들은 CPU 측면에서 동적으로 가상머신에 할당된 양을 조절하거나 마이그레이션 기능을 활용하여 머신 간 자원 관리 등의 다양한 측면에서 활발하게 진행되고 있으나 메모리 측면에서는 그 연구가 매우 부족한 실정이다. 따라서 서버 통합에서의 메모리 자원의 이용은 가상머신 탑재 시에 정적으로 할당된 메모리를 사용하는 수준에서 머물고 있다. 하지만 본 논문의 성능 비교 환경인 Xen 가상화에서 가상머신에 정적으로 메모리를 할당하는 방식은 유휴메모리를 다량 발생시켜 메모리 이용률을 낮추게 된다. 메모리 이용률을 높이기 위하여 가상머신에 할당하는 메모리양을 줄일 경우 다른 시스템 자원에도 영향을 미치게 되며 가상머신에서 운영되는 서비스의 성능 저하를 유발하게 된다. 본 논문에서는 가상머신 사이의 메모리 할당량을 조절하여 가상머신의 서비스에 성능저하가 없으면서 이용률을 향상시킬 수 있는 메모리의 동적 할당을 제안한다. 메모리 사용량 예측을 위한 AR 모델과 메모리 이용률 최적화를 위한 개미 군집 알고리즘을 사용하여 구현한 메모리의 동적 할당 시스템을 통하여 정적 할당의 경우에 비하여 더 많은 수의 가상머신을 운영할 수 있게 되고 서버로 운영되는 가상머신의 서비스 성능 저하 없이 약 1.4배의 이용률 향상을 얻을 수 있었다.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제12권4호
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• pp.126-133
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• 2023

Recent advancements in cloud service virtualization technologies have witnessed a shift from a Virtual Machine-centric approach to a container-centric paradigm, offering advantages such as faster deployment and enhanced portability. Container orchestration has emerged as a key technology for efficient management and scheduling of these containers. However, with the increasing complexity and diversity of heterogeneous workloads and service types, resource scheduling has become a challenging task. Various research endeavors are underway to address the challenges posed by diverse workloads and services. Yet, a systematic approach to container orchestration for effective cloud management has not been clearly defined. This paper proposes the DRA-Engine (Dynamic Resource Allocation Engine) for resource scheduling in container orchestration. The proposed engine comprises the Request Load Procedure, Required Resource Measurement Procedure, and Resource Provision Decision Procedure. Through these components, the DRA-Engine dynamically allocates resources according to the application's requirements, presenting a solution to the challenges of resource scheduling in container orchestration.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권4B호
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• pp.444-454
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• 2004

인터넷상의 멀티미디어 응용들의 다양한 전송 특성을 지원하기 위해서는 모든 트래픽이 동등하게 처리되는 현재의 최선형 서비스 (best effort)를 극복하고 종단간 QoS를 보장해야 한다. 본 논문에서는 확장성 있는 IETF의 차등 서비스 (differentiated service: DiffServ)에 기반한 대역폭 중계자 (bandwidth broker) 형태의 QoS 할당 및 자원 관리 시스템을 구현한다. 구현된 시스템은 실시간 자원 할당, Edge/Core 라우터의 사용가능 자원 분석, 자원 예약, 시간 지연을 가지는 호수락기능, 사용자와 서버사이의 QoS 협상 및 모니터링을 통한 자원 사용량 감시를 수행한다. 또한 실제 네트워크 상에서의 테스트베드를 통해 응용 트래픽의 요구에 따른 대역폭 할당을 수행함에 의해서 구현 시스템의 성능을 검증한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권5호
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• pp.1973-1991
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• 2018

Multimedia applications over wireless networks have been evolving to augmented reality or virtual reality services. However, a rich data size compared to conventional multimedia services causes bandwidth bottlenecks over wireless networks, which is one of the main reasons why those applications are not used widely. To overcome this limitation, bandwidth aggregation techniques, which exploit a multi-path transmission, have been considered to maximize link utilization. Currently, most of the conventional researches have been focusing on the user end problems to improve the quality of service (QoS) through optimal load distribution. In this paper, we address the joint pricing and load distribution problem for multi-homing in heterogeneous wireless access networks (ANs), considering the interests of both the users and the service providers. Specifically, we consider profit from resource allocation and cost of power consumption expenditure for operation as an utility of each service provider. Here, users decide how much to request the resource and how to split the resource over heterogeneous wireless ANs to minimize their cost while supporting the required QoS. Then, service providers compete with each other by setting the price to maximize their utilities over user reactions. We study the behaviors of users and service providers by analyzing their hierarchical decision-making process as a multileader-, multifollower Stackelberg game. We show that both the user and service provider strategies are closed form solutions. Finally, we discuss how the proposed scheme is well converged to equilibrium points.

• ETRI Journal
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• 제43권1호
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• pp.53-63
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• 2021

Cloud computing has drastically reduced the price of computing resources through the use of virtualized resources that are shared among users. However, the established large cloud data centers have a large carbon footprint owing to their excessive power consumption. Inefficiency in resource utilization and power consumption results in the low fiscal gain of service providers. Therefore, data centers should adopt an effective resource-management approach. In this paper, we present a novel load-balancing framework with the objective of minimizing the operational cost of data centers through improved resource utilization. The framework utilizes a modified genetic algorithm for realizing the optimal allocation of virtual machines (VMs) over physical machines. The experimental results demonstrate that the proposed framework improves the resource utilization by up to 45.21%, 84.49%, 119.93%, and 113.96% over a recent and three other standard heuristics-based VM placement approaches.