최근 상용화된 5G 이동통신의 주요한 특징은 High Data Rate와 Connection Density 그리고 Low Latency로 대표할 수 있는데, 이중 기존 4G와 가장 차별되는 특징은 Low Latency로 다양한 새로운 서비스 제공의 기반이 될 것이다. 이러한 특징을 활용한 서비스로는 AR, 자율주행 등이 검토되고 있으며 관련표준에서도 5G Network Latency 논의를 진행하고 있다. 그러나 서비스 관점의 E2E Latency 논의는 많이 부족한 것이 사실이다. 5G에서 Low Latency를 달성을 위한 최종목표는 RTD 기준 Air Interface 1ms 달성으로 이는 '20년 초 Rel-16을 통한 URLLC(Ultra-reliable Low Latency Communications)를 통해 가능하며, 추가적으로 MEC(Moble Edge Computing)를 통한 Network latency 감소도 연구 중이다. 전체 5G E2E Latency는 5G Network 관련 외에도 다양한 요인이 존재하는데, 주요 요인으로는 5G Network과 서비스 제공을 위한 IDC Server 사이의 경로에 놓인 선로/장비 Latency, 단말 App과 Server 내 서비스 처리를 위한 Processing Latency 등이 존재한다. 한편, 서비스 초기 Setup을 위한 Latency와 서비스가 지속 중인 경우의 Latency를 구분하여 세부 서비스 요구사항에 대하여 연구하는것도 필요한데, 이를 위해 본 논문에서는 서비스 초기 Setup과 관련하여 다음과 같은 세가지 요인에 대하여 검토를 진행하였다. 첫째로 (1) Data호 Setup시에 발생 가능한 Latency, 둘째 전력 효율화를 위한 (2) CRDX On/Off에 따른 영향, 마지막으로 (3) H/O가 발생되는 경우에 Latency에 대하여 Latency에 미치는 영향을 실험과 분석을 제시했다. 이를 통해 우리는 Low Latency가 필요한 서비스의 초기 Setup시에 Latency와 관련된 서비스 요구사항 및 기획에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.
동시에 지원할 수 있는 사용자 수의 증대와 초기 대기시간의 감소는 비디오 저장 서버가 상용 서비스에 사용되기 위해서 갖추어야 할 필수적인 요소이다. 본 논문에서는 기존의 스트라이핑 방법에 비하여 각 디스크에서 읽어오는 데이터의 크기가 2배가 될 수 있는 데이터 배치 방법을 제안한다. 이러한 방법은 디스크의 회전 대기시간이 차지하는 비율이 작아지도록 하므로 디스크를 효율적으로 활용하게 되어 사용자 수가 크게 증대되는 성능의 향상을 보인다. 또한 초기 대기시간이 일정 시간을 넘지 않도록 하는 디스크 스케쥴링 방법을 제안하였고, 허용 가능한 초기 대기시간 개념을 도입하여 저장 서버의 순차적인 설계 방법을 제안한다. 구현 사례와 기존의 방법과의 비교를 통하여 제안한 방법의 우수한 성능 향상이 있음을 보인다.
본 논문은 TCP 혼잡제어 메커니즘의 슬로우-스타트 단계에서 웹 객체의 평균전송 시간을 추정하기 위한 수학적 모델을 제안한다. 평균 지연은 네트워크의 종단 사용자가 필요로 하는 중요한 서비스 품질이다. 제안하는 모델의 적용대상은 작은 윈도우 크기로 인해 패킷손실이 슬로우-스타트 구간에서만 발생하는 멀티-홉 무선 네트워크와 대역폭이 작은 사물 인터넷을 대상으로 한다. 모델은 초기 윈도우 크기와 패킷 손실률을 고려하여 지연시간을 구한다. 제안한 모델은 주어진 패킷손실에 대해 라운드 트립 타임과 초기 윈도우 크기에 따라 주로 영향을 받게 되며, 종단 사용자가 사물 인터넷 응용 서비스에 요구하는 응답시간을 추정하는 데 적용될 수 있다.
VOD 시스템의 구성에 있어 핵심 요소라 할 수 있는 VOD 서버는 대용량의 멀티미디어 정보를 저장ㆍ관리하며 여러 가입자가 동시에 요구하는 멀티미디어 서비스를 연속적으로 처리하기 위한 대용량 데이터의 실시간 처리 능력을 갖는 컴퓨터 구조를 필요로 한다. 이때 VOD 서버는 가능한 많은 사용자들에게 동시에 실시간 서비스를 지원하기 위해서 정교한 디스크 스케줄링과 데이터 배치기법이 필요하며, 본 논문에서는 이러한 기법들에서 큰 문제점인 초기 대기시간을 감소시키기 위한 방법으로 동적 스트림 합병 기법을 제안한다. 제안된 기법은 VOD 서버에서 비디오 서비스의 경우 약간의 QoS 변화가 서비스의 질에 큰 영향을 미치지 않는 점을 이용하여 디스크 상의 데이터 배치 기법과 스케줄링 방법은 기존 방법과 동일하게 하면서, 서비스 요청의 도착시간을 기준으로 일정 시간 내에 들어오는 새로운 서비스에 대하여 재생 속도를 약간 증가시켜 이전의 서비스와 합병시킴으로써 적은 양의 버퍼만으로 초기 대기시간 줄이고 주어진 디스크 능력 하에서 최대한의 사용자를 수용할 수 있도록 한다. 본 논문은 제안된 기법의 성능을 수식과 시뮬레이션을 통하여 분석하며, 그 결과 제안된 기법이 기존의 방법에 비하여 초기 대기시간이 감소됨을 나타내며, 또한 동일한 조건하에서 수용 가능한 사용자 수가 증가되어 성능이 향상됨을 보인다.
본 논문은 평균 객체 전송 지연 시간에 대한 기존의 모델들을 하나의 프레임워크로 통합하고 실제 계산 경험을 통해 결과를 분석하는 것을 목표로 한다. 해석적 객체 전송 지연 시간 모델은 다중 패킷 손실과 작은 혼잡제어 윈도우로 인해 빠른 재전송이 불가능한 멀티홉 무선 네트워크를 위시한 사물 인터넷(IoT) 환경을 가정한다. 이 모델은 또한 초기 혼잡 윈도우 크기와 하나의 혼잡 윈도우에서의 다중 패킷 손실을 고려한다. 성능평가에 의하면, 전송 객체 크기와 패킷 손실률이 작은 경우 평균 객체 전송 지연의 하한값과 상한값은 거의 동일하다. 그러나 패킷 손실률이 커지면 초기 혼잡 윈도우의 크기와 왕복 시간이 평균 객체 전송 지연의 상·하한값에 영향을 미치는 것으로 나타났다.
주문형 비디오 시스템에서 초기 대기시간과 메모리요구량의 최소화는 중요하다. 초기대기시간의 최소화는 빠른 응답시간의 서비스를 제공할 수 있게 하고 메모리 요구량의 최소화는 동일한 메로리량으로 더 많은 동시 사용자 용청을 서비스할수 있게 한다. 주문형 비디오 시스템에서는 사용자 요청에서 할달되는 버퍼 크기가 증가함에 따라 초기대기시간과 메모리 요구량이 증가하므로 사용자 요청에 할당되는 버퍼의 크키를 최소화해야한다. 그러나 기존의 정적 버퍼 할당 기법은 시스템이 완전 부하된 상태에 있다는 가정하에서 버퍼 크기를 결정하여 시스템이 불안정 부하인 경우에는 사용자 요청에서 필요 이상으로 큰 버퍼를 할당한다. 본 논문에서는 시스템의 완전 부하 상태 뿐만 아니라 불와전 부하 상태에서도 사용자 요청에게 최소 크기의 버퍼를 할당하는 동적 버퍼 할당 기법을 제안한다. 동적 버퍼 할당기법은 서비스 중인 사용자 요청 수와 이들 요청들을 서비스하는 동안에 도착하는 사용자 요청수에 기반하여 버퍼크기를 동적으로 결정한다. 또한 분석과 시뮬레이션을 통하여 동적 버퍼 할당 기법이 초기대기시간과 지원 가능한 동시 사용자 요청수에 있어서 정적 버퍼 할당 기법에 비해 크게 우수함을 보인다. 시뮬레이션 결과, 동적 버퍼 할당 기법이 정적 버퍼 할당 기법에 비해 평균 초기대기시간을 29%~65%줄이고, 다수의 디스크들로 구성된 시스템에서는 서비스한 평균 동시 사용자 요청수를 48%~67% 증가시킨것으로 나타났다. 이와같은 결과는 동적 버퍼 할당 기법이 주문형 비디오 시스템의성능과 용량을 크게 향상시킴을 보여주는것이다.
현재 인터넷은 응용계층에서 HTTP를 사용하고 트랜스포트 계층에서는 TCP를 사용하여 서비스를 제공하고 있다. 새롭게 제안된 전송 계층 프로토콜인 SCTP(Stream Control Transmission Protocol)는 슬로우 스타트 기간 동안에 초기 윈도우의 값 등을 제외하고는 TCP와 유사한 혼잡 제어 메커니즘을 사용한다. 본 논문에서는 이 점에 주목하여 슬로우 스타트 기간 동안에 HTTP over SCTP의 평균 전송 시간을 구하는 수학적 모델을 제시하고 이를 기존의 HTTP over TCP와 비교한다. 비교 결과는 HTTP over SCTP의 평균 전송 시간이 HTTP over TCP의 그것보다 평균 11 % 우수함을 보여준다.
In multimedia new service on the internet, there are problems such as server overload, network congestion and initial latency. To overcome these problems, we propose a proxy push-caching scheme that stores a portion of continuous media stream or entire stream, and a transmission scheme of NOD continuous media, RTP-RR and RTP-nR to exploit push-caching scheme. With the proposed push-caching scheme, NOD server pushes fixed portion of stream to a proxy when new data is generated, and the cached size of each stream changes dynamically according to the caching utility value of each stream. As a result, the initial latency of client side could be reduced and the amount of data transmitted fro ma proxy server to client could be increased. Moreover, we estimate a caching utility value of each stream using correlation between disk space occupied by the stream and the amount of data stream requested by client. And we applied the caching utility value ot replacement policies. The performance of the proxy push-caching and continuous media transmission schemes proposed were compared with other schemes using simulations. In the simulation, these schemes show better results than other schemes in terms of BHR (Byte Hit Rate), initial latency, the number of replacement and packet loss rate.
보안을 위한 암호 키는 진난수 발생기를 사용하여 만들어야 한다. 진난수 발생기는 상태 예측이 거의 불가능한 혼란 진원지에서 초기값을 추출하여 비가역적 해시 알고리즘을 적용해 난수를 만들어 낸다. DRAM 접근 대기 시간(latency)에도 불규칙성이 존재하여 혼란 진원지 역할을 할 수 있음이 알려져 있는데, 요즘 널리 사용되는 동기식 DRAM (SDRAM)을 장착한 시스템에서는 접근 대기 시간의 불규칙성이 잘 노출되지 않으며, 난수 비트 패턴의 뭉침 현상이 심해진다. 이 문제를 xor 연산을 사용하여 해결하였다. 이 방법으로 만든 난수를 통계학적으로 평가하여 진난수에 필적하는 품질을 확인하였다. 이와 같은 난수 발생 방법의 성능은 100 Kbits/sec 수준이며, 별도의 장치나 회로를 요구하지 않아 DRAM을 장착하고 있는 여러 형태의 컴퓨터 장비에서 사용 가능하다.
In this paper, we suggest a game system that can support network modules for multi-platform based video games, and built a system that can convert from a single-user game to multi-user game. In this system, we bring in an initial delay buffering scheme on clients to handle any periods of latency occurring from the load fluctuation in a network, when a real-time game is played, and shows that stable play for a game is achieved as the result of the scheme. This paper also presents a retransmission algorithm based on the history of game commands to handle drawbacks of UDP mechanism. And, we evaluate the network delay and packet loss using the simulation tool NS2, and shows the case of 0.3 second buffer delay is the most suitable for recovery.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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