• Journal of Communications and Networks
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• 제11권3호
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• pp.306-317
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• 2009

We consider the problem of architecting a reliable content delivery system across an overlay network using TCP connections as the transport primitive. We first argue that natural designs based on store-and-forward principles that tightly couple TCP connections at intermediate end-systems impose fundamental performance limitations, such as dragging down all transfer rates in the system to the rate of the slowest receiver. In contrast, the ROMA architecture we propose incorporates the use of loosely coupled TCP connections together with fast forward error correction techniques to deliver a scalable solution that better accommodates a set of heterogeneous receivers. The methods we develop establish chains of TCP connections, whose expected performance we analyze through equation-based methods. We validate our analytical findings and evaluate the performance of our ROMA architecture using a prototype implementation via extensive Internet experimentation across the PlanetLab distributed testbed.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제24권2호
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• pp.178-188
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• 2024

In the near future, it is expected that there will be billions of connected devices using fifth generation (5G) network services. The recently available base stations (BSs) need to mitigate their loads without changing and at the least monetary cost. The available spectrum resources are limited and need to be exploited in an efficient way to meet the ever-increasing demand for services. Device to Device communication (D2D) technology will likely help satisfy the rapidly increasing capacity and also effectively offload traffic from the BS by distributing the transmission between D2D users from one side and the cellular users and the BS from the other side. In this paper, we propose to apply D2D overlay communication with cognitive radio capability in 5G networks to exploit unused spectrum resources taking into account the dynamic spectrum access. The performance metrics; throughput and delay are formulated and analyzed for CSMA-based medium access control (MAC) protocol that utilizes a common control channel for device users to negotiate the data channel and address the contention between those users. Device users can exploit the cognitive radio to access the data channels concurrently in the common interference area. Estimating the achievable throughput and delay in D2D communication in 5G networks is not exploited in previous studies using cognitive radio with CSMA-based MAC protocol to address the contention. From performance analysis, applying cognitive radio capability in D2D communication and allocating a common control channel for device users effectively improve the total aggregated network throughput by more than 60% compared to the individual D2D throughput without adding harmful interference to cellular network users. This approach can also reduce the delay.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권9호
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• pp.3312-3334
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• 2015

In this paper, a mechanism for spectrum allocation in overlay cognitive radio networks is proposed. In overlay cognitive radio networks, the secondary users (SUs) must first sense the activity of primary users (PUs) to identify unoccupied spectrum bands. Based on their different contributions for the spectrum sensing, the SUs get payoffs that are computed by the fusion center (FC). The unoccupied bands will be auctioned and SUs are asked to bid using payoffs they earned or saved. Coalitions are allowed to form among SUs because each SU may only need a portion of the bands. We formulate the coalition forming process as a coalition forming game and analyze it by game theory. In the coalition formation game, debtor-creditor relationship may occur among the SUs because of their limited payoff storage. A debtor asks a creditor for payoff help, and in return provides the creditor with a portion of transmission time to relay data for the creditor. The negotiations between debtors and creditors can be modeled as a Bayesian game because they lack complete information of each other, and the equilibria of the game is investigated. Theoretical analysis and numerical results show that the proposed auction yields data rate improvement and certain fairness among all SUs.

• Journal of Communications and Networks
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• 제9권4호
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• pp.457-465
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• 2007

Native information provider(IP) anycast suffers from routing scalability issues and the lack of stateful communication support. For this reason, we propose architecture for scalable and transparent anycast services(ASTAS), a proxy-based architecture that provides support for stateful anycast communications, while retaining the transparency offered by native anycast. Dynamic resource assignment for each initiated session guarantees that a connection is established with the most suitable target server, based on network and server conditions. Traffic engineering in the overlay can be realized in an effective way due to the dissemination of aggregated state information in the anycast overlay. To minimize the total deployment cost for ASTAS architectures, we propose optimized proxy placement and path finding heuristics based on look-ahead information gathered in network nodes. Contrary to a regular integer linear program(ILP) formulation, these heuristics allow to optimize proxy placement in large networks. A use case on a European reference network illustrates that lower proxy costs enable proxy deployment closer to the end-users, resulting in a reduced network load.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제16권12호
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• pp.1141-1153
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• 2010

본 논문에서는 IPTV 표준화 기구인 ITU-T IPTV FG(Focus Group)에서 제안한 IPTV 참조 모델을 기반으로 라이브 IPTV 방송이 고객에게 전달되는 과정을 네트워크 관점에서 분석하여 각 네트워크 특성에 맞는 멀티캐스트 기법을 적용한 혼합형 오버레이 멀티캐스트 네트워크인 ONLIS(Overlay Multicast Network for Live IPTV Service)를 제안한다. IPTV 방송사 네트워크와 네트워크 서비스 제공자의 백본 네트워크에는 안정적인 스트립 분산과 효율적인 트래픽 관리를 위해 전용 서버 기반의 오버레이 멀티캐스트 네트워크를 적용하고, 종단 사용자가 네트워크에 접속하는 구간인 액세스 네트워크 구간은 P2P 방식 오버레이 네트워크를 구성하여 서버 부하 절감효과를 얻을 수 있다. P2P 기술을 이용하여 라이브 스트림을 전송할 때 해결해야 할 가장 중요한 과제는 전송 지연 단축과 전송 스트림 품질 향상이다. 이 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 P2P 관련 기술을 제시한다. 제안 기술은 서버 기반과 P2P 기반의 혼합형 오버레이 멀티캐스트 네트워크의 장점을 활용한 분산 스트리밍 P2P 트리(DSPT: Distributed Streaming P2P Tree)를 이용한 전송 기법이다. 제안하는 P2P 전송 방식은 전적으로 피어에 스트림 전송을 의존하지 않고 액세스 네트워크의 전용 오버레이 멀티캐스트 전송 장비인 릴레이(Relay)와 협조하는 방식으로, 피어에 장애가 발생하면 즉시 릴레이로부터 스트림 수신을 재개하여 끊김 없는 스트림 서비스를 받을 수 있다. 또한, 하나의 스트림을 여러 서버와 경로를 통해 전송할 수 있는 분산 스트리밍 기법을 적용하여 공급 피어의 전송 대역폭 허용하는 범위 내에서 스트림을 전송하고, 나머지는 로컬 액세스 네트워크의 오버레이 전송 장비로부터 수신하여 P2P 네트워크의 전송 효율성을 향상하였다.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제3권1호
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• pp.1-7
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• 2007

In mobile ad hoc networks, an application scenario requires mostly collaborative mobility behavior. The key problem of those applications is scalability with regard to the number of multicast members as well as the number of the multicast group. To enhance scalability with group mobility, we have proposed a multicast protocol based on a new framework for hierarchical multicasting that is suitable for the group mobility model in MANET. The key design goal of this protocol is to solve the problem of reflecting the node's mobility in the overlay multicast tree, the efficient data delivery within the sub-group with group mobility support, and the scalability problem for the large multicast group size. The results obtained through simulations show that our approach supports scalability and efficient data transmission utilizing the characteristic of group mobility.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권12B
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• pp.818-830
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• 2005

최근 CAN, Chord, Pastry와 Tapestry 등과 같이 안전한 분산 시스템기반의 P2P (Peer to Peer) 오버레이 네트워크가 일반화되고 있다. 이러한 시스템은 효율적이고 결함에 허용적인 라우팅과 개체의 위치추정 및 스스로 초기화시킬 수 있는 오버레이 네트워크가 갖는 로드 밸런싱을 제공한다. CDN (Contents Delivery Network)온 네트워크 하부구조의 중간 단계로서 궁극적으로 CP(Contents Provider)가 고객에게 전달하고자하는 멀터미디어 데이터를 포함한 컨텐츠의 효율적인 전송을 돕는다. 본 논문에서는 CDN에 적합한 토폴로지-인식 P2P 오버레이 네트워크를 새롭게 제안하였다. 제안된 기법인 Rosary에서 CDN 서버는 구조화된 오버레이 네트워크상에서 두 단계의 Inter-pastry와 Intra-pastry 라우팅을 수행한다. Rosary는 기존의 Pastry 기법을 CDN 환경에 맞도록 적응적으로 수정, 보완 및 추가하였으며 언급한 Intra-pastry 방식과 동적인 랜드마크 토폴로지 기법에 기반을 둔 세미-해싱방법을 제공하고 토폴로지-인식 오버레이 네트워크의 구성과 운용에 이용되었다. NS-2를 이용한 시뮬레이션에서 Rosary 기법은 네트워크 구성 후 안정화 된 컨텐츠 전송에서 보다 전송실패가 적고 효율적이며 견고한 것으로 증명되었다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제14C권1호
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• pp.45-54
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• 2007

가장 위협적인 공격의 한 형태인 DDoS(Distributed Denial of Service) 공격은 다수의 공격 에이전트가 한꺼번에 많은 공격 트래픽을 특정 네트워크 또는 중요한 노드를 공격하는 특성을 갖고 있어 이로 인한 피해 지역 및 정도가 크다는 문제점이 있다. 이에 대한 기존의 많은 연구들은 탐지, 필터링, 추적 등에 집중되어 있고, 특히 피해 네트워크가 계층적인 구조를 갖고 있는 경우 특정 노드의 마비로 인해 하위 노드들의 정상 트래픽 전송이 어려워질 뿐 아니라, 탐지에 대한 다른 노드에 공지 및 추적을 위한 제어 트래픽 전송 또한 어려워 질 수 있다. 이에 본 논문에서는 계층적인 네트워크에서 이에 맞는 계층적인 오버레이를 구성하여, 공격 탐지 시 공지 및 추적을 위한 제어 트래픽을 오버레이를 이용해 전달하며, 공격 에이전트를 완전히 제거하기 전까지 정상적인 트래픽을 우회할 수 있는 DDoS 공격 감내 네트워크 구조를 제안한다. 또한 제안된 방법에서 오버레이 구성에 따른 오버헤드 분석과 공격 탐지 시 빠른 공격 차단 전달의 가능성과 신속성 및 정상 트래픽의 전송의 정도를 시뮬레이션을 통해 분석한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2003년도 춘계학술발표논문집 (중)
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• pp.1393-1396
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• 2003

멀티캐스트 그룹의 멤버들만으로 트리를 구성하는 Overlay 멀티캐스트 프로토콜인 AMRoute은 이동이 빈번한 Ad hoc 네트워크 환경에서 중간 라우터의 이동에 대한 트리의 견고함으로 높은 데이터 전송을 제공하는 장점이 있으나, 네트워크의 변동으로 인하여 중복되는 전송 경로가 발생하여 대역폭이 낭비되는 효율성 문제를 가지고 있다. 본 논문에서는 기존의 AMRoute 제어 메시지에 각 멤버의 메쉬 링크 상태 정보가 추가된 제어 메시지를 통하여 멤버간에 장치 상태를 교환함으로써 AMRoute에서의 중복되는 전송 경로를 제거하여 대역폭의 낭비를 줄이는 방안을 제안한다. 본 논문에서 제안한 방안은 기존의 제어 메시지를 활용함으로써 적은 오버헤드로 새로운 메쉬 링크를 발견하여 기존의 AMRoute의 중복되는 전송 경로로 인한 대역폭의 낭비를 줄여 멀티캐스트의 성능을 향상시키는 효과를 기대할 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권6B호
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• pp.483-488
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• 2012

데이터 트래픽의 증가와 더불어 인지 기반 중첩 융합 네트워크 환경 하에서의 서비스 성능이 중요한 이슈로 떠오르고 있다. 이에 따라 다양한 이종 네트워크(HetNet)가 결합된 환경 하에서 주변상황의 인지 기능을 활용하는 이중 가상 셀의 구성과 특징에 대해 살펴보고 자원의 효과적 활용에 적합한 개별 이종 네트워크의 특성분석과 특성을 반영하는 시스템측면의 최적화를 고려하여 성능측면의 분석을 다루고자 한다. 이를 위해 가상 이중 셀 시스템의 구성과 운영이 필수적으로 요구된다. 본 논문에서는 기지국의 소형화와 지능화가 진행됨에 따른 활용도 측면의 성능을 분석하였다. 고려하는 시스템은 유용한 가상의 신호를 찾을 수 있는 능력을 활용하여 가상의 이중 셀을 구성하고 고속이동에 따른 무선링크에서의 성능열하를 방지하고 고속의 데이터 전송을 위한 시-공간 트렐리스 코드를 적용한 시스템의 성능을 분석하여 그 유용성에 대해서 시뮬레이션을 통하여 정량적인 분석결과를 얻었다. 이를 바탕으로 다양한 파라메터가 주어진 환경 하에서 전체 시스템에 어떤 영향를 미치는지를 해석하고 고려하는 시스템의 특징을 고찰하였다.