본 논문에서는 RESO(REcomputation with Shifted Operands)와 같은 시간 결함허용 기법을 이용한 단일칩 컴퓨터의 결함허용성을 평가하기 위한 분석 및 시뮬레이션 모델을 제안한다. 단일칩으로 들어오는 모든 작업은 이중화 처리된다고 가정하고 1차 작업과 2차 작업의 효율적인 처리를 위한 세가지 스케쥴링 방법들을 제안하고 분석한다. 고안된 스케쥴링 방법들은 결함과 결함허용으로 인한 응답시간 지연이 시스템의 비용에 미치는 영향을 단일칩의 부하와 결함발생율에 따라서 평가한다. 제안된 모델을 사용하면 비용, 단일칩의 부하 및 결함발생율과 같은 실험 파라미터에 기초한 최적 지연($\kappa$)를 가지는 결함허용 스케쥴을 구할 수 있다.
The rapid growth of sense-and-respond applications and the emerging cloud computing model present a new challenge: providing publish/subscribe middleware as a scalable and elastic cloud service. The publish/subscribe interaction model is a promising solution for scalable data dissemination over wide-area networks. In addition, there have been some work on the publish/subscribe messaging paradigm that guarantees reliability and availability in the face of node and link failures. These publish/subscribe systems are commonly used in information-centric networks and edge-fog-cloud infrastructures for IoT. The IoT has an edge-fog cloud infrastructure to efficiently process massive amounts of sensing data collected from the surrounding environment. In this paper. we propose a quorum-based hierarchical fault-tolerant publish/subscribe systems (QHFPS) to enable reliable delivery of messages in the presence of link and node failures. The QHFPS efficiently distributes IoT messages to the publish/subscribe brokers in fog overlay layers on the basis of proposing extended stepped grid (xS-grid) quorum for providing tolerance when faced with node failures and network partitions. We evaluate the performance of QHFPS in three aspects: number of transmitted Pub/Sub messages, average subscription delay, and subscritpion delivery rate with an analytical model.
Normally, a distributed computing environment is flexible in controlling complex embedded systems but their software components are becoming complex as these systems are equipped with several platforms and attached to various electronic devices, sensors, and actuators. These systems requires inter-object communication mechanisms to provide fault tolerant and QoS-enabled middleware service support in a distributed system. Generally, a middleware performs analysis of the parameters to ensure the availability and reliability of data dissemination. This paper focuses in particular to designing an application middleware for the specific scenario to improve the high availability and fault tolerance of data thus improving the QoS (Quality of Service) of a distributed system. The performance of an adaptive and highly reliable middleware can be significant based on the selection of vital parameters of the system.
고성능 컴퓨팅 및 통신을 위하여 상호연결네트워크는 효율적이며 신뢰성이 높아야 한다. 상호연결네트워크의 훨트 톨러런스를 높이기 위해 제안되었던 이전 방안들은 효율성이 떨어지거나 추가적인 오버헤드가 너무 많이 필요하였다. 따라서 본 논문에서는 비교적 간단한 구조로 높은 신뢰성을 제공하면서도 효율적인 상호연결네트워크를 제안한다. 제안된 구조의 신뢰도를 이전의 제안되었던 구조와 비교하여 우수함을 입증한다.
컴퓨터 네트워크를 이용한 회의에 있어서 공유키 합의 프로토콜은 보안이 필요한 회의에 필수적이다. 그 중에서도 결함 허용 회의 키 합의 프로토콜은 가짜 참여자가 키 생성을 방해한다고 하더라도 정당한 참여자만이 회의키를 공유할 수 있게 만들어주는 방법이다. 그러나 기존의 방법은 가짜 참여자의 수가 많을 경우 효율적으로 동작하지 못한다는 문제점이 있다. 본 논문은 결함 허용 회의키 합의 방법에 아이디 기반의 삼자 간 키 합의 프로토콜을 적용하여 기존의 방법들에 비하여 낮은 키 합의 비용으로 동작하는 결함 허용 회의 키 합의 방법을 제안한다. 실험결과는 효율적이라고 알려진 Yi의 방법보다 제안 방법이 효율적이며, 특히 공격자가 많은 경우엔 더욱 효율적으로 동작하는 것을 보여준다.
서비스 이동과 자원 상태 변화 등 실행 환경 변화가 빈번히 발생하는 그리드 컴퓨팅 환경은 다양한 응용 프로그램 작업 환경을 지원하고 사용자에게 끊임없는 작업 환경을 보장하기 위하여 고가용성을 지원하는 미들웨어가 필수적으로 필요하다. 기존의 분산 환경 미들웨어 역시 고가용성 지원 서비스가 일부 연구자에 의해 진행되고 있으나 공개표준은 아니며 다양한 그리드 서비스에 대한 고려가 없다. 본 논문에서는 환경에 따라 적응하는 서비스 미들웨어 런타임 서비스 관리 시스템을 통해 자율적으로 작업 환경을 재구성하도록 하여 미들웨어의 가용성을 증대시키고 안정적으로 서비스의 계속성과 데이터 및 자료의 일관성을 보장하는 방법을 제시하고 프로토타입 Wapee(Web-Service based Application Execution Environment)를 통해 실제 환경에서 적용 가능성을 확인한다.
본 논문에서는 대용량 병렬처리를 위한, 결함허용 다중칩을 이용해서 제조된 어레이시스템에서 여분장치 최적화와 관련된 설계문제를 다룬다. 수율과 신뢰성을 고려한 최적의 비용효과적인 다중칩 설계를 위한 새로운 계량적 방법을 제안하고 결함허용 다중칩의 운영신뢰성에 미치는 잠재여분의 효과를 분석한다. 특히 불완전한 지원회로, 칩조립수율과 어레이위상의 문제들에 대하여 논한다. 광범위에 걸친 분석결과에 따르면 제안한 방법은 수율과 신뢰성을 고려한 대용량 병렬처리 응용분야에 사용되는 다중칩 어레이 설계에 기존방법보다 매우 효율적으로 적용 가능하다.
Abdelsalam, Mahmoud;Marei, Mostafa Ibrahim;Diab, Hatem Yassin;Tennakoon, Sarath B.
Journal of Power Electronics
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제18권2호
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pp.558-572
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2018
In addition to its modular nature, a Hybrid Modular Multilevel Converter (HMMC) assembled from half-bridge and full-bridge sub-modules, is able to block DC faults with a minimum number of switching devices, which makes it attractive for high power applications. This paper introduces a control strategy based on the Root-Least Square (RLS) algorithm to estimate the capacitor voltages instead of using direct measurements. This action eliminates the need for voltage transducers in the HMMC sub-modules and the associated communication link with the central controller. In addition to capacitor voltage balancing and suppression of circulating currents, a fault tolerant control unit (FTCU) is integrated into the proposed strategy to modify the parameters of the HMMC controller. On advantage of the proposed FTCU is that it does not need extra components. Furthermore, a fault detection unit is adapted by utilizing a hybrid estimation scheme to detect sub-module faults. The behavior of the suggested technique is assessed using PSCAD offline simulations. In addition, it is validated using a real-time digital simulator connected to a real time controller under various normal and fault conditions. The proposed strategy shows robust performance in terms of accuracy and time response since it succeeds in stabilizing the HMMC under faults.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제8권10호
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pp.3361-3377
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2014
Synchronous computing models provided by real-time synchrony protocols, such as TTA [1] and PALS [2], greatly simplify the design, implementation, and verification of real-time distributed systems. However, their application to real systems has been limited since their assumptions on underlying systems are hard to satisfy. In particular, most previous real-time synchrony protocols hypothesize the existence of underlying fault tolerant real-time networks. This, however, might not be true in most soft real-time applications. In this paper, we propose a practical approach to a synchrony protocol, called Quality-Aware PALS (qPALS), which provides the benefits of a synchronous computing model in environments where no fault-tolerant real-time network is available. qPALS supports two flexible global synchronization protocols: one tailored for the performance and the other for the correctness of synchronization. Hence, applications can make a negotiation flexibly between performance and correctness. In qPALS, the Quality-of-Service (QoS) on synchronization and consistency is specified in a probabilistic manner, and the specified QoS is supported under dynamic and unpredictable network environments via a control-theoretic approach. Our simulation results show that qPALS supports highly reliable synchronization for critical events while still supporting the efficiency and performance even when the underlying network is not stable.
유비쿼터스 환경에 존재하는 스마트 객체들 사이의 협력으로 지능적인 서비스를 제공하는 시스템을 구축하기 위한 새로운 패러다임으로 커뮤니티 컴퓨팅이 제안되어, 활발히 연구되고 있다. 커뮤니티는 해결해야 할 목표를 가지며 목표 달성을 위해 필요한 멤버들을 구성하고, 멤버들은 목표 달성을 위해 상호작용한다. 이러한 상황에서 멤버의 결함은 멤버 사이의 상호작용을 중단시키는데, 원활한 멤버 사이의 상호작용이 커뮤니티의 목표를 달성하는 가장 중요한 문제이므로, 결국 멤버의 결함은 커뮤니티의 목표 달성의 실패를 가져온다. 이 문제를 해결하기 위해, 본 논문에서는 컨텍스트 온톨로지를 이용한 멤버의 복제 방법 및 복구 알고리즘을 제안한다. 각 멤버는 자신의 상태를 커뮤니티에 전송하며, 커뮤니티는 모든 멤버의 상태를 온톨로지로서 유지한다. 멤버의 결함이 발견되면, 커뮤니티는 결함이 발생한 멤버의 상태 온톨로지를 추론하여 이 멤버를 대신할 새로운 멤버를 커뮤니티로 끌어들인다. 커뮤니티에 들어온 새로운 멤버는 다른 멤버들과 즉시 상호작용을 할 수 없기 때문에, 커뮤니티로부터 결함이 발생한 멤버의 온톨로지를 전송 받아 추론하여 자신의 상태를 결함이 발생한 멤버의 상태로 전환시킨다. 이 과정이 끝나면, 새로운 멤버는 자연스럽게 다른 멤버들과 상호작용을 할 수 있으며, 커뮤니티는 목표 달성을 위해 계속적으로 나아간다. 본 논문에서는 이 알고리즘의 빠르고 효율적인 수행을 위해 OWL(Web Ontology Language)로 기술된 컨텍스트 온톨로지를 사용하였으면, Jade 에이전트 플랫폼을 이용하여 제안한 방법을 실험, 분석 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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