• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권6호
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• pp.2492-2512
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• 2018

Multicast communication can effectively reduce network resources consumption in contrast with unicast. With the advent of SDN, current researches on multicast traffic are mainly conducted in the SDN scenario, thus to mitigate the problems of IP multicast such as the unavoidable difficulty in traffic engineering and high security risk. However, migration to SDN cannot be achieved in one step, hybrid SDN emerges as a transitional networking form for ISP network. In hybrid SDN, for acquiring similar TE and security performance as in SDN multicast, we redirect every multicast traffic to an appropriate SDN node before reaching the destinations of the multicast group, thus to build up a core-based multicast tree substantially which is first introduced in CBT. Based on the core SDN node, it is possible to realize dynamic control over the routing paths to benefit traffic engineering (TE), while multicast traffic manageability can also be obtained, e.g., access control and middlebox-supported network services. On top of that, multiple core-based multicast trees are constructed for each multicast group by fully taking advantage of the routing flexibility of SDN nodes, in order to further enhance the TE performance. The multicast routing and splitting (MRS) algorithm is proposed whereby we jointly and efficiently determine an appropriate core SDN node for each group, as well as optimizing the traffic splitting fractions for the corresponding multiple core-based trees to minimize the maximum link utilization. We conduct simulations with different SDN deployment rate in real network topologies. The results indicate that, when 40% of the SDN switches are deployed in HSDN as well as calculating 2 trees for each group, HSDN multicast adopting MRS algorithm can obtain a comparable TE performance to SDN multicast.

• 한국정보시스템학회지:정보시스템연구
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• 제14권3호
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• pp.97-104
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• 2005

The paper proposes an implementation architecture of DiffServ-over-MPLS traffic engineering (TE) on Intel IXP2400 network processor using Intel IXA SDK 4.0 Framework. Program architecture and functions are described. Also fast and scalable range-match classification scheme is proposed for DiffServ-over-MPLS TE that has been integrated with functional blocks from Intel Microblocks library. Performance test shows that application can process packets at approximate data rate of 3.5 Gbps. The proposed implementation architecture of DiffServ-over-MPLS TE on Network processor can provide guaranteed QoS on high-speed next generation Internet, while being flexible and easily modifiable.

• 정보처리학회논문지C
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• 제11C권6호
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• pp.815-820
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• 2004

인터넷의 고품질 서비스를 제공하기 위한 기술로 MPLS 트래픽 엔지니어링 기술이 대두되고 있다. MPLS 망에서 트래픽 엔지니어링은 서비스 품질을 보장할 수 있는 경로를 계산하고 MPLS 신호 프로토콜을 이용하여 망 자원을 예약하는 기능을 수행한다. MPLS 신호 프로토콜의 하나인 RSVP-TE 프로토콜은 플로우 기반으로 설정된 경로의 연결 상태 관리를 위해 주기적으로 Refresh 메시지를 송수신한다. 이러한 주기적인 메시지의 송수신은 프로토콜 메시지 처리 부하를 증가시키기 때문에 많은 수의 경로 설정 능력을 제한하는 문제점을 유발한다. 본 논문은 이러한 RSVP-TE 프로토콜의 Refresh 메시지의 부하를 줄이기 위하여 제시된 Refresh Reduction 기법의 영향에 대하여 분석한다. 또한, 확장성을 갖는 RSVP-TE 프로토콜을 구현하기 위해서 메시지 부하가 적은 기법을 제안한다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제40권10호
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• pp.129-137
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• 2003

인터넷이 최선형 서비스 망에서 양질의 서비스를 제공하기 위해 필수적인 통신 기반 수단으로 진화되어가고 있으며 이러한 서비스론 제공하는 것이 매우 경쟁적으로 되어감에 따라 대규모 NSP나 ISP들은 그들의 망의 성능과 효율적인 자원의 활용에 대해 더욱 관심을 기울이게 되었다. 이러한 현상은 자연스럽게 서비스 제공자들이 트래픽엔지니어링 기술에서 해답을 찾는 환경으로 유도하였다. 본 논문은 대규모 MPLS기반 IP 망에서 적용되어 트래픽 측정, 분석, 모델링 및 제어를 할 수 있는 트래픽엔지니어링 솔루션을 제안한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권2B호
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• pp.183-191
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• 2004

단일 최단경로 라우팅 알고리즘은 흔히 최대 링크 로드를 최소화하는 인터넷 트래픽 엔지니어링에 적합하지 않다고 알려져있다. 또한 여러 개의 최단경로들을 동시에 사용하여 트래픽을 나누어서 전송하는 방법은 전체 트래픽 디맨드를 고려하지 않기 때문에 최대링크로드를 반드시 최소화시키지는 못한다. 하지만, 여러 개의 최단경로들이 동일 송수신 노드 사이에 존재하면, 기존 라우팅 프로토콜에 변화를 주지 않고도 최대 링크 로드를 최소화시킬 수 있는 최단경로들의 집합을 선택하여 이용할 수 있다. 이러한 최단 경로들을 계산할 때에는 동일 목적지에 대해서는 송신자에 관계없이 동일한 넥스트-홉을 유지해야한다. 본 논문에서는 트래픽 엔지니어링을 위한 최단 경로 라우팅 알고리즘의 최적해를 구할 수 있는 ILP 문제를 제시하고, 근사해를 구하기 위한 휴리스틱 알고리즘을 제안하고 성능을 평가하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제10권3호
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• pp.351-361
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• 2008

This paper presents a delay-margin based traffic engineering (TE) approach to provide end-to-end quality of service (QoS) in multi-protocol label switching (MPLS) networks using differentiated services (DiffServ) at the link level. The TE, including delay, class, and route assignments, is formulated as a nonlinear optimization problem reflecting the inter-class and inter-link dependency introduced by DiffServ and end-to-end QoS requirements. Three algorithms are used to provide a solution to the problem: The first two, centralized offline route configuration and link-class delay assignment, operate in the convex areas of the feasible region to consecutively reduce the objective function using a per-link per-class decomposition of the objective function gradient. The third one is a heuristic that promotes/demotes connections at different links in order to deal with concave areas that may be produced by a trunk route usage of more than one class on a given link. Approximations of the three algorithms suitable for on-line distributed TE operation are also derived. Simulation is used to show that proposed approach can increase the number of users while maintaining end-to-end QoS requirements.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권1B호
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• pp.64-72
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• 2004

Multiprotocol Label Switching (MPLS) has been developed as a key technology to enhance the reliability, manageability and overall quality of service of core If networks with connection-oriented tunnel LSP and traffic engineering such as constraint-based routing, explicit routing, and restoration. In this paper, we propose a control bandwidth borrowing scheme that maximizes the utilization of tunnel LSPs or physical links by an extension to the RSVP-TE label distribution protocol. MPLS-based core switching network and VPN services rely on the establishment of connection-oriented tunneled LSPs that are configured or predefined by network management systems. The mechanism of network management system varies from (i) a relatively static LSP establishment accounting, to (ii) a dynamic QoS routing mechanisms. With the use of hierarchical LSPs, the extra bandwidth that is unused by the trunk (outer) LSPs should be fully allocated to their constituent end-to-end user traffic (inner) LSPs in order to maximize their utilization. In order to find out the unused extra bandwidth in tunnel LSP or physical link and redistribute these resources to constituent LSPs, we expend the functionality of RSVP-TE and the found unused extra bandwidth is redistributed with a weight-based recursive redistribution scheme. By the extended RSVP-TE and proposed recursive redistributed scheme, we could achieve the instantaneous maximized utilization of tunnel LSP or physical link suffering from the potential under-utilization problem and guarantee the end-to-end QoS requirements. With the proposed scheme, network manager can manage more effectively the extra available bandwidth of hierarchical LSPs and maximize the instantaneous utilization of the tunneled LSP resources.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제30권2호
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• pp.270-281
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• 2003

인터넷 서비스에 ATM(Asynchronous Transfer Mode)이나 프레임 릴레이의 QoS(Quality of Service)를 제공하면서 IP(Internet Protocol)의 유연성과 확장성을 제공하기 위하여 IETF에서는 MPLS(Multiprotocol Label Switching) 기술을 표준화하였고, 이러한 기술을 확장하여 다양한 스위칭 기술들을 지원하는 제어 콤포넌트로서 GMPLS(Generalized MPLS)라는 이름으로 확장 표준화 진행중이다. 또한 이러한 기술 제공의 기본이 되는 시그널링 프로토콜로 LDP(Label Distribution Protocol), CR-LDP(Constraint based Routing LDP), RSVP-TE(Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering)의 표준화를 진행해왔다. 이에 한국전자통신연구원(ETRI)에서는 현재의 초고속 국가망에 보다 안정적이고 차별화된 서비스 제공과 가상 망(VPN, Virtual Private Network) 서비스나 트래픽 엔지니어링(TE, Traffic Engineering) 서비스 와 같은 고부가가치 서비스를 제공하기 위하여 이러한 MPLS 기술을 적용한 ATM 기반 MPLS 시스템을 개발하였고, 이제 초고속 국가망의 시범 서비스와 상용화 서비스 제공을 앞두고 있다. 본 논문에서는 LDP의 기능 개요와 개발된 시스템에 적용된 LDP 기능에 관하여 설계 및 구현 내용을 설명하고, 노텔, 시스코, 주니퍼, 리버 스톤에서 개발한 MPLS 시스템에서의 LDP 개발 내용과 운용 방법을 비교 설명하고자 한다. 이를 통하여 LDP 기능이 추후 망에 적용되어 제공 가능할 서비스와 활용 방안에 관하여 기술하고자 한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2001년도 봄 학술발표논문집 Vol.28 No.1 (A)
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• pp.163-165
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• 2001

본 논문에서는 먼저 Forwarding 방식의 라우팅 프로토콜인 MPLS(Multi-Protocol Label Switching)와 네트웍에서의 Traffic Engineering(TE)에 대한 개괄적인 설명과 함께, MPLS 네트웍 내에서의 트래픽 엔지니어링에 대해 기술한다. 그리고 MPLS 도메인 양 끝단에서 단일 경로의 패킷에 대한 MPLS 헤더의 레이블 번호를 이용한 동일한 패킷인지에 대한 확인 방안과 MPLS 도메인 내에서 Loss Detection 메커니즘을 이용한 효율적인 트래픽 엔지니어링방안을 제안한다. 향후 본 연구 방안을 적용하게 되면, 차등 서비스(Differentiated Services, Diffserv)를 제공하는 네트웍 환경의 핵심 망과 Mobile IP 기반의 무선 네트웍 환경에서 유선 네트웍의 Quality of Service(QoS)를 향상시킬 수 있을 것이다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권5호
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• pp.2286-2309
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• 2016

Overlay networks have been widely deployed upon the Internet by Service Providers (SPs) to provide improved network services. However, the interaction between each overlay and traffic engineering (TE) as well as the interaction among co-existing overlays may occur. In this paper, we adopt both non-cooperative and cooperative game theory to analyze these interactions, which are collectively called hybrid interaction. Firstly, we model a situation of the hybrid interaction as an n+1-player non-cooperative game, in which overlays and TE are of equal status, and prove the existence of Nash equilibrium (NE) for this game. Secondly, we model another situation of the hybrid interaction as a 1-leader-n-follower Stackelberg-Nash game, in which TE is the leader and co-existing overlays are followers, and prove that the cost at Stackelberg-Nash equilibrium (SNE) is at least as good as that at NE for TE. Thirdly, we propose a cooperative coalition mechanism based on Shapley value to overcome the inherent inefficiency of NE and SNE, in which players can improve their performance and form stable coalitions. Finally, we apply distinct genetic algorithms (GA) to calculate the values for NE, SNE and the assigned cost for each player in each coalition, respectively. Analytical results are confirmed by the simulation on complex network topologies.