• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제35권6호
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• pp.482-496
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• 2008

인터넷 라우터에서의 패킷 분류는 들어오는 모든 패킷에 대하여 패킷이 입력되는 속도와 같은 속도로 수행되어야 하는데, 여러 헤더 필드에 대해 다차원 검색을 수행하여야 하므로, 라우터 설계에 있어 가장 어려운 문제중의 하나이다. 계층적 패킷 분류 구조는 하나의 필드 검색이 끝날 때마다 검색 영역이 현저하게 줄어듦으로 매우 효율적이다. 그러나 계층적 구조들은 빈 노드와 역추적이라는 두가지 문제를 내재하고 있다. 본 논문에서는 두가지 문제를 동시에 해결하는 새로운 계층적 패킷분류 구조를 제안한다. 역추적 문제는 셋-프루닝 기법을 이용하여 해결하였으며, 이진 검색트리를 적용하여 빈노드를 제거하였다. 시뮬레이션 결과 제안된 알고리즘은 메모리 요구량의 증가 없이 검색 성능을 현저히 향상시킴을 확인하였다. 또한 셋-프루닝에 있어 제한된 룰의 복사를 적용하는 최적화 기법을 제안한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권2A호
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• pp.79-85
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• 2006

고성능 라우터, 스위치 및 네트워크 보안 장비에서 패킷 포워딩 기능을 고속으로 수행하기 위해서는 효과적인 패킷 분류 기술이 필수적인데, 최근에는 TCAM과 검색엔진 등, 고속의 컨텐트 기반 검색 하드웨어를 이용하는 방법들이 사용되고 있다. 패킷 분류 시에는 트래픽 차단, 트래픽 모니터링 등의 목적을 위해서 많은 규칙들이 사용될 수 있고, 삽입과 삭제가 시스템 운용 중에 발생할 수 있다. 특히, 고속의 네트워크 환경에서 패킷 포워딩의 성능을 저하시키지 않기 위해서는 동적으로 변화하는 규칙들을 효과적으로 갱신하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 TCAM을 이용한 패킷 분류시 효과적인 갱신이나 재배치를 위해서 순서화된 부분 정렬 알고리즘을 제안하고, 실험을 통하여 TCAM의 이용률이 70$\%$까지 높은 상황에서도 갱신으로 인한 재배치가 거의 일어나지 않도록 하여 재배치로 인한 패킷 처리의 지연을 줄일 수 있다는 결과를 보인다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제44권9호
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• pp.38-45
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• 2007

새로운 인터넷 서비스가 등장하면서 진보된 인터넷 응용 기능을 처리하기 위한 패킷 분류 기능은 라우터의 중요한 동작으로 요구되고 있다. 다수의 패킷 필드를 대상으로 하는 패킷 분류 동작은 복잡하며 상대적으로 많은 시간을 요구하기 때문에 빠른 패킷 분류를 위한 알고리즘과 하드웨어 구조에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 가속화된 패킷 분류기능을 제공하기 위해 내부 버퍼를 사용한 다단계 패킷 분류 구조를 제안한다. 주소 필드 검색기와 다음 필드 검색기 사이에 내부 버퍼를 사용함으로써 송신 주소와 수신 주소의 검색 시간 차이로 인해 발생하는 지연 시간을 줄일 수 있게 되었다. 또한 동일 IP 주소 헤더 정보를 갖는 연속된 패킷의 입력으로 인한 성능 개선의 저하를 방지하기 위해 단일 엔트리 캐슁을 사용하여 성능 개선을 보장하였다. 제안하는 구조는 간단하며 검색 알고리듬에 국한되지 않고 보편적으로 적용될 수 있는 일반성을 갖고 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권2B호
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• pp.91-97
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• 2006

네트워크 대역폭 증가에 따라 다양한 서비스의 등장과 함께 네트워크 위협이 꾸준히 증가하고 있다. 고성능 네트워크 보안의 실현을 위해, TCAM 등의 하드웨어를 통한 고속 네트워크에서의 빠른 패킷 분류 방법이 일반적으로 사용된다. 이러한 디바이스는 상대적으로 가격이 비싸고 용량이 충분치 않기 때문에 효율적으로 사용하기 위한 방법이 필요하다. 본 논문에서는 대표적인 침입탐지시스템인 Snort의 규칙집합을 이용하여 고속의 패킷 분류에 적합한 디바이스인 TCAM을 통한 효율적인 패킷 분류방법을 제안하였다. 제안한 방법에서는 값비싼 TCAM의 효율적인 사용을 위하여, TCAM을 분할함으로써 규칙상의 IP 주소와 포트의 중복 필드를 없애고 부정(negation), 범위(range) 규칙을 최소의 엔트리로 표현하도록 한다. 또한 포트번호 조합으로 TCAM 분할을 줄여 용량상의 이점은 유지하고, TCAM 검색횟수를 줄인다. 시뮬레이션을 통해 TCAM용량을 최대 98$\%$까지 줄이면서 대용량의 규칙을 사용하는 고속 패킷 분류에도 성능저하를 줄일 수 있음을 보인다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 B
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• pp.852-855
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• 2003

This paper reports the RFC(Recursive Flow Classification) algorithm that is available on multiple fields. It is easy to be implemented by both software and hardware. For high speed classification of packets, the implementation of RFC is essential by hardware. Hence, in this paper, RFC algorithm is simulated by Verilog-HDL, and it verify the efficiency of the algorithm. The result shows that the algorithm can perform a packet classification within several cycles. It is not only much faster than software implementation but also enough to support OC192c.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제37권3호
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• pp.175-186
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• 2010

다양한 어플리케이션의 등장과 인터넷 사용자의 급속한 성장으로 인하여, 인터넷 라우터는 패킷이 입력되는 속도와 같은 속도로 패킷 분류작업을 수행하여 패킷의 클래스에 따른 품질 보장을 제공할 것이 요구되고 있다. 패킷 분류란 라우터에 입력된 패킷의 헤더가 가지고 있는 여러 개의 필드에 대해 다차원 검색을 수행하여, 미리 정의된 룰과 일치하는 결과 가운데 최우선순위를 갖는 룰을 찾아내는 과정을 말한다. 빠른 패킷 분류를 위하여 다양한 패킷 분류 알고리즘이 제안되어오고 있으며, 튜플 공간 제거(tuple space pruning) 알고리즘은 일치 가능한 룰을 갖는 튜플들만을 해싱을 사용하여 검색함으로 빠른 검색 성능을 제공한다. 블룸 필터(Bloom filter)는 특정 집합에 속하는 원소들의 멤버쉽에 관한 정보를 간단한 비트-벡터로 표현하는 데이터 구조로서, 특정 입력 값이 집합에 속한 원소인지를 알려주는 선-필터(pre-filter)로 사용된다. 본 논문에서는 블룸 필터를 이용하여 일치 가능성이 없는 튜플을 효율적으로 제거하는 새로운 튜플 제거 알고리즘을 제안한다. 실제 라우터에서 사용되는 룰 셋과 비슷한 특성을 갖는다고 알려진 데이터 베이스에 대한 성능 비교를 통하여, 본 논문에서 제안하는 구조가 패킷 분류 성능 및 메모리 사용량에 있어서 기존의 튜플공간 제거 알고리즘과 비교하여 월등히 우수함을 보았다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제32권4호
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• pp.543-550
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• 2005

인터넷은 그 급속한 성장과 더불어 점차 더 나은 서비스를 제공할 것을 요구받게 되었다. 이에 따라 차세대 인터넷 라우터들에서의 지능적인 패킷 분류 기능은 필수 불가결한 것으로 여겨지고 있다. 패킷 분류란 미리 정의된 classifier에 의거하여 입력된 패킷에 매치하는 가장 순위가 높은 룰을 찾는 과정이다. 기존에 나와있는 많은 패킷 분류 검색 구조들이 출발지, 목적지 프리픽스 필드에 기반하여 룰을 추려내는 접근 방법을 사용하고 있다. 그러나 대부분의 검색 구조들은 출발지, 목적지 프리픽스 검색을 위하여 트라이 구조에 바탕을 둔 순차적인 일차원 검색을 따르고 있으며, 매우 큰 메모리를 요구한다는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 메모리를 매우 효율적으로 사용하면서도 출발지-목적지 프리픽스 쌍에 기반한 이차원 패킷 분류 구조를 제안하고자 한다. 코드워드로 구성된 이진 프리픽스 트리를 구성함으로써, 출발지 프리픽스 검색과 목적지 프리픽스 검색이 하나의 이진 트리를 통해 동시에 가능하도록 하였다. 또한 본 논문에서 제안하는 구조인 이차원 이진 프리픽스 트리는 트리 구조 내부에 비어있는 노드를 포함하고 있지 않으므로 트라이 구조가 가지고 있는 메모리의 비효율성 문제를 완전히 제거하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.331-337
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• 2014

컴퓨팅 패러다임이 클라우드 컴퓨팅으로 변화됨에 따라 보안 이슈가 더욱 더 중요하게 되었다. 컴퓨팅 플랫폼 서비스 제공자들은 Firewall, Identity Management 등을 제공하지만 클라우드 컴퓨팅 인프라는 사용자가 맘대로 제어하거나 새로운 장치들을 부착하여 사용할 수 없기 때문에 비교적 보안에 취약한 것이 사실이다. 이런 환경에서는 사용자 스스로 보안을 대비해야 하기 때문에 직관적인 방법으로 전체 네트워크 트래픽 상황을 가시적으로 조망할 수 있는 기법이 필요하다. 이를 위해서는 네트워크 패킷을 실시간으로 저장하고, 저장된 데이터를 준 실시간으로 분류할 수 있는 기술이 요구된다. 네트워크 패킷 분류에서 중요한 사항은 패킷 분류를 비지도 방식으로 사람의 개입 없이도 판단 기준을 지능적으로 생성하고 이를 통해 패킷을 스스로 판별할 수 있는 기술개발이 필요하다. 또한, 이를 위해서 Naive-Bayesian Classifier, Packet Chunking 등의 방법들을 활용해 사용자 개입없이 분류에 필요한 시그니쳐(Signature)를 탐색하고 이를 학습해 스스로 자동화된 패킷 분류를 실현할 수 있는 방안을 제시한다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2004년도 하계종합학술대회 논문집(1)
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• pp.179-182
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• 2004

The process of categorizing packets into 'class' in an Internet router is called packet classification. All packets with same class obey predefined rule specified in routing tables. Performing classification in real time on an arbitrary number of fields is a very challenge task. In this paper, we present a new algorithm named EnBiT-PC (EnBiT Packet Classification). and evaluate its performance against real classifiers in use today. We compare with previous algorithms, and found out that EnBiT-PC classify packets very efficiently and has relatively small storage requirements.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권4호
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• pp.1442-1462
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• 2014

Packet classification is a key technology of the Internet for routers to classify the arriving packets into different flows according to the predefined rulesets. Previous packet classification algorithms have mainly focused on search speed and memory usage, while overlooking update performance. In this paper, we propose PreCuts, which can drastically improve the update speed. According to the characteristics of IP field, we implement three heuristics to build a 3-layer decision tree. In the first layer, we group the rules with the same highest byte of source and destination IP addresses. For the second layer, we cluster the rules which share the same IP prefix length. Finally, we use the heuristic of information entropy-based bit partition to choose some specific bits of IP prefix to split the ruleset into subsets. The heuristics of PreCuts will not introduce rule duplication and incremental update will not reduce the time and space performance. Using ClassBench, it is shown that compared with BRPS and EffiCuts, the proposed algorithm not only improves the time and space performance, but also greatly increases the update speed.