• 융합정보논문지
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• 제10권1호
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• pp.22-27
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• 2020

5G 인프라 보급과 더불어 기하급수적으로 증가하는 1인 미디어 방송, 유튜브와 같은 모바일 콘텐츠 서비스를 안정적으로 제공하기 위해서는 사용자 부근에 캐시 서버를 분산 배치하는 콘텐츠 전송 네트워크(CDN:Content Delivery Network) 도입이 필수적이다. 지역 캐시 없이 사용자가 콘텐츠 사업자(Content Provider)로부터 직접 서비스를 받는 트래픽이 늘어날수록 모바일 백홀(Backhaul)과 프론트홀(Fronthaul)에서 감당해야 할 부담은 상당히 증가하게 된다. 본 연구는 광기반 5G 프론트홀 구조와 캐싱 방법을 제안하여 모바일 백홀의 대역폭 및 서비스 품질을 개선하는 데 목적이 있다. 이를 위해 우선 전용 광케이블을 프론트홀로 사용하는 콘텐츠 전송 네트워크와 수동광가입자망(PON:Passive Optical Network)을 사용하는 구조를 제안한다. 그 위에 PON 캐싱에 특화된 집화된 콘텐츠 요청 방법을 제안하고 모델링과 시뮬레이션을 통해 그 성능을 기존의 방식과 비교한다. 제안된 PON 캐싱은 기존 캐싱이 없는 구조에 비해 최대 0.5초의 평균접근시간 감소, 1/n개의 수신된 요청 패킷 감소, 약 60% 백홀 대역폭 절감 효과를 나타냈다. 이 연구는 모바일 백홀 비용과 서비스 품질 사이에서 고민하는 통신사업자들에게 하나의 참고 자료가 될 수 있으며, 추후 캐시 적중률을 더욱 끌어올리는 방안으로 확장될 것이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권8호
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• pp.1847-1854
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• 2005

기존 VoD 시스템의 멀티캐스트 방법은 사용자의 요청수가 증가함에 따라 시스템 부하가 증가하게 되어 시스템의 성능이 떨어지게 된다. 본 논문에서는 사용자들이 빈번하게 요청하는 인기비디오에 대한 정보를 프록시 서버에 저장 관리하여, 사용자들의 비디오 요청 시 발생하는 네트워크의 사용과 서버의 부하를 줄이는 방법에 대해 연구하였다. 본 논문에서는 효율적인 VoD 서비스를 위해 멀터 프록시(Multi-Proxies)들을 관리하는 Interchange Agent(IA)를 구축하였다. 이를 위해, 멀티캐스팅 기법을 이용하여 사용자의 동일 비디오 요청을 하나로 묶어 처리하여 네트워크 및 서버의 부하를 줄고, 자신의 리스트를 이용하여 멀티프록시 캐시의 내용을 중복 없이 관리하여 시스템 효율을 높이며, 스위칭 기능을 통하여 사용자가 요청한 비디오가 연결된 다른 프록시에 존재하면 이를 스위칭 채널을 통해 즉시 전송하여 실시간 서비스의 효율을 높이고, 각 프록시 캐시의 임시저장장소와 카운터를 이용하여 사용자의 인기비디오 순위 변경 시, 캐시의 내용을 변경하여 그 흐름을 반영하도록 하였다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제14A권4호
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• pp.235-244
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• 2007

메인메모리와 저장장치사이의 속도차이에 대한 소프트웨어적 보완 기법으로서 캐싱 및 선반입 정책이 대부분의 시스템에서 사용되고 있다. 본 논문에서는 프로그램의 페이지 참조 패턴을 고려하지 않은 리눅스 커널의 캐싱 및 선반입 정책을 개선하고자 NAND 플래시 메모리용 파일시스템 계층에서 동작하는 Flash Cache Core Module(FCCM)을 YAFFS 상에서 설계 및 구현하였다. FCCM은 커널의 안정성과 호환성을 지원하기위해 커널과 독립적인 구조를 가지며, 플래시 메모리의 특성을 고려한 Dirty-Last 메모리 교체 기법과 페이지의 히트 여부에 따른 선반입 페이지 대기큐를 구현하였다. FCCM은 리눅스의 캐시 및 선반입 정책과 비교해 I/O 횟수와 요구되는 선반입양이 각각 최대 55%(평균 20%) 및 최대 55%(평균 24%)까지 감소했다.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제30권6호
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• pp.629-640
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• 2003

공유 디스크(Shared Disks: SD) 클러스터는 온라인 트랜잭션 처리를 위해 다수 개의 컴퓨터를 연동하는 방식으로, 각 노드들은 디스크 계층에서 데이타베이스를 공유한다. SD 클러스터에서 트랜잭션 라우팅은 사용자가 요청한 트랜잭션을 실행할 노드를 결정하는 것을 의미한다. 이때, 동일한 클래스에 속하는 트랜잭션들을 가급적 동일한 노드에서 실행시킴으로써 지역 참조성을 극대화할 수 있으며, 이를 친화도 기반 라우팅이라 한다. 그러나 친화도 기반 라우팅은 트랜잭션 클래스의 부하 변화에 적절히 대처할 수 없으며, 특정 트랜잭션 클래스가 폭주할 경우 해당 노드는 과부하 상태에 빠질 수 있다는 단점을 갖는다. 본 논문에서는 친화도 기반 라우팅을 지원하면서 SD 클러스터를 구성하는 노드들의 부하를 동적으로 분산할 수 있는 동적 트랜잭션 라우팅 기법을 제안한다. 제안한 기법은 지역 버퍼에 대한 참조 지역성을 높이고 버퍼 무효화 오버헤드를 줄임으로써 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권10호
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• pp.2430-2447
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• 2013

In recent years, HTTP adaptive streaming (HAS) has attracted considerable attention as the state-of-the-art technology for video transport. HAS dynamically adjusts the quality of video streaming according to the network bandwidth and device capability of users. Content-Centric Networking (CCN) has also emerged as a future Internet architecture, which is a novel communication paradigm that integrates content delivery as a native network primitive. These trends have led to the new research issue of harmonizing HAS with the in-network caching provided by CCN routers. Previous research has shown that the performance of HAS can be improved by using the H.264/SVC(scalable video codec) in the in-network caching environments. However, the previous study did not address the misbehavior that causes video freeze when overestimating the available network bandwidth, which is attributable to the high cache hit rate. Thus, we propose a new SVC-based adaptation algorithm that utilizes a drop timer. Our approach aims to stop the downloading of additional enhancement layers that are not cached in the local CCN routers in a timely manner, thereby preventing excessive consumption of the video buffer. We implemented our algorithm in the SVC-HAS client and deployed a testbed that could run Smooth-Streaming, which is one of the most popular HAS solutions, over CCNx, which is the reference implementation of CCN. Our experimental results showed that the proposed scheme (SLA) could avoid video freeze in an effective manner, but without reducing the high hit rate on the CCN routers or affecting the high video quality on the SVC-HAS client.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제5권10호
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• pp.2686-2703
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• 1998

프로세서 메모리 혼합 구조는 해마다 증가하는 프로세서와 메모리간의 성능 격차를 해결하는 대안으로 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 프로세서 메모리 혼합 구조의 여러 가지 설계 대안들을 고찰하였다. 이를 위해서 DRAM 접근 시간의 분석적 모델을 제안하고 성능 향상점 및 성능 병목점을 찾았다. 제안한 분석적 모델에 의하여 DRAM 페이지 적중률을 증대하여 성능을 향상시키는 구조로써 새로운 온칩 DRAM 구조인 프리차지 연기 뱅크 아키텍쳐를 제안하였다. 또한 제안한 뱅크 아키텍쳐에 효율적으로 적용할 수 있는 뱅크 인터리빙 방법을 제시하였다. 제안한 구조는 기존의 일반적 DRAM 구조 및 계층적 다중-뱅크 구조보다 우수함을 시뮬레이션을 통하여 증명하였다. 시뮬레이션은 SimpleScalar 툴을 개조하여 사용하였고, SPEC95 벤치마크에 대해서, 캐쉬 메모리의 크기, 뱅크 개수, 프리차지 연기 시간 등의 변화에 대한 성능을 분석하였다.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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• 제37권6호
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• pp.308-314
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• 2010

최근 들어, 플래시메모리의 가격이 지속적으로 낮춰지고, 플래시메모리 기반 SSD 컨트롤러 기술이 급격하게 발전하면서 중저가의 고성능 플래시 SSD가 시장에 널리 보급되고 있다. 하지만, 데이터베이스 분야에서 가격 동의 이유로 당분간 플래시 SSD가 하드디스크를 완전히 대체하기는 쉽지 않을 것이다. 대신 플래시 SSD의 빠른 성능을 캐시 용도로 활용하는 접근법이 현실적이고, 실제로 하드디스크와 플래시메모리를 하이브리드 형태로 사용하는 접근법들이 제시되었다. 본 논문에서는 기존의 접근법들과는 달리, 플래시 SSD를 데이터베이스의 버퍼에서 밀려나는 페이지들을 순차적으로 저장하고, 재 참조될 때 하드디스크 대신 플래시 SSD에서 읽혀지도록 하는 확장 버퍼 아키텍처를 제안한다. 플래시 SSD를 저장장치 레벨에서 캐시로 사용하는 기존 방법들에 비해, 플래시 SSD를 호스트 시스템에서 확장 버퍼로 사용함으로써 원기 측면에서 주 버퍼에서 밀려나는 웹 페이지(warm page)들에 대해 상당한 성능 개선을 이룰 수 있다. TPC-C 트레이스를 사용한 시뮬레이션 결과, 주 버퍼에 없는 페이지들이 확장 버퍼에서 찾아지는 적중률이 60%를 넘는 사실을 알 수 있었다. 이 확장 버퍼 아키텍처는, 동일한 비용을 지불하는 다른 접근법, 즉 DRAM을 버퍼로 추가하는 기법과 하드디스크를 추가하는 기법에 비해 가격 대비 성능 개선 효과가 높다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제16A권2호
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• pp.113-124
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• 2009

최근 멀티코어가 장착된 시스템이 증가하면서 이를 통한 애플리케이션 성능향상에 대한 노력이 계속 되어왔다. 하나의 시스템에 다수의 처리장치가 존재함으로 인해 프로세싱 파워는 기존보다 증가했지만 기존의 소프트웨어나 하드웨어들은 싱글코어 시스템에 적합하게 설계된 경우가 많아 멀티코어의 이점을 충분히 활용하지 못하고 있는 경우가 많다. 기존의 많은 소프트웨어들은 멀티코어 상에서 공유 자원에 대한 병목현상과 비효율적인 캐시 메모리 사용으로 인하여 충분한 성능향상을 기대하기 어려우며 이러한 문제점들로 인하여 기존 소프트웨어는 코어의 개수에 비례한 성능을 얻지 못하며, 최악의 경우 오히려 감소될 수 있다. 본 논문에서는 TCP/IP를 사용하는 기존의 네트워크 애플리케이션과 운영체제에 흐름 수준 병렬처리 기법을 적용하여 성능을 증가 시킬 수 있는 방법을 제안한다. 제안된 방식은 개별 코어단위로 네트워크 애플리케이션, 운영체제의 TCP/IP 스택, 디바이스 드라이버, 네트워크 인터페이스가 서로 간섭 없이 작동할 수 있는 환경을 구성하며, L2 스위치를 통해 각 코어 단위로 트래픽을 분산하는 방법을 적용하였다. 이를 통해 각 코어 간에 애플리케이션의 데이터 및 자료구조, 소켓, 디바이스 드라이버, 네트워크 인터페이스의 공유를 최소화하여, 각 코어간의 자원을 차지하기 위한 경쟁을 최소화하고 캐시 히트율을 증가시킨다. 이를 통하여 8개의 멀티코어를 사용하였을 경우 네트워크 접속속도와 대역폭이 코어의 개수에 따라 선형적으로 증가함을 실험을 통해 입증하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권7B호
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• pp.608-618
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• 2006

멀티미디어 스트리밍 서비스의 증가는 인터넷 콘텐츠의 새로운 국면으로 나타나고 있다. 특히, 무선이동통신망에서 증가하는 멀티미디어 응용에 대한 QoS 제공은 무엇보다 중요하다. 서비스 제공자는 클라이언트 가까이에 있는 프락시에서 자주 억세스되어지는 멀티미디어 스트림의 초기 세그먼트를 캐슁함으로써 성능을 향상 시킬 수 있다. 프락시는 서버로부터 스트림의 나머지 부분을 요구함과 동시에 클라이언트에 전송을 시작할 수 있다. 본 논문에서는 IETF의 RTSP 환경에서 프리픽스 캐슁 서비스를 무선망에 적용시키고, 무선 상황이나 핸드오프 시에 네트 워크 상황에 적응적으로 대응하고 단절현상을 줄일 수 있는 효과적인 RTSP 핸들링 기법을 제안 한다. 또한 캐슁 프락시의 성능을 향상시키기 위해 트래픽 기반 캐슁 기법(TSLRU)을 제안한다, TSLRU는 트래픽을 세 종류로 분류하여 캐슁하며, 교체 대상 결정시 여러 요소(traffic types, recency, frequency, object size)를 반영함으로써 캐슁 프락시의 성능을 향상 시킨다. 모의실험에서 캐슁 알고리즘은 byte hit Rate와 startup latency에서 높은 성능을 보였으며, 제안한 RTSP 핸들링 기법 역시 throughput에서 좋은 성능을 보였다.

• ETRI Journal
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• 제30권2호
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• pp.194-204
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• 2008

The online collection of coarse-grained traffic information, such as the total number of flows, is gaining in importance due to a wide range of applications, such as congestion control and network security. In this paper, we focus on an active queue management scheme called SRED since it estimates the number of active flows and uses the quantity to indicate the level of congestion. However, SRED has several limitations, such as instability in estimating the number of active flows and underestimation of active flows in the presence of non-responsive traffic. We present a Markov model to examine the capability of SRED in estimating the number of flows. We show how the SRED cache hit rate can be used to quantify the number of active flows. We then propose a modified SRED scheme, called hash-based two-level caching (HaTCh), which uses hashing and a two-level caching mechanism to accurately estimate the number of active flows under various workloads. Simulation results indicate that the proposed scheme provides a more accurate estimation of the number of active flows than SRED, stabilizes the estimation with respect to workload fluctuations, and prevents performance degradation by efficiently isolating non-responsive flows.