• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.89-99
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• 2011

본 논문에서는 WBAN 환경에서의 저전력 사용과 신뢰성 있는 전송을위한 라우팅 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 의료 서비스와 비의료 서비스가 공존하는 WBAN 환경에서 의료용 장치의 에너지 소모를 최대한 줄이고 수명 및 안정성을 최대한 높이는 방법이다. 또한 의료용 장치 뿐 만 아니라 비의료용 장치도 에너지 소모를 최소화하고, 장치의 수명도 최대화 할 수있다. 경로 선택 시 이전 노드와의 거리와 잔존 에너지량을 고려하여 가중치를 계산하고 가중치의 값을 합하여 전체 경로의 가중치를 계산한다. 전체 경로의 가중치가 가장 작은 것을 경로로 설정한다. 또한 이 알고리즘은 노드간의 링크 상태를 파악해서 링크 에러 및 혼잡 상황이 발생 했을 때 에러 경로를 회피하여 다음 가중치의 경로를 선택할 수 있다. 본 논문에서는 무선 센서 네트워크 라우팅 알고리즘인 홉 카운트 기반 최단 거리 라우팅 알고리즘과 EAR 라우팅 알고리즘을 비교 대상으로 하여 WBAN의 특성인 저전력과 높은 신뢰성 보장을 시뮬레이션을 통해 확인한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권3B호
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• pp.204-211
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• 2012

무선 메쉬 네트워크(Wireless Mesh Network; WMN)는 넓은 지역에 저렴한 비용으로 인프라 구축을 통해 무선 인터넷 서비스를 제공할 수 있는 기술로 많은 관심을 받고 있다. 하지만 무선 메쉬 네트워크에서는 무선 통신환경의 특성인 높은 오류율, 불안정한 채널 특성, 제한적인 대역폭 등의 문제를 가지고 있다. 이러한 문제점을 최소화하기 위해 다양한 라우팅 기술들이 연구되고 있다. 기존 라우팅 기술들의 경로 설정 기술은 채널 품질이 우수한 노드에 트래픽이 집중되거나 특정 노드에 부하가 집중되어 네트워크 성능이 저하되는 문제가 야기되었다. 따라서 본 논문에서는 실제 전송 가능한 대역폭 정보와 링크 당 부하 정보를 고려한 새로운 라우팅 메트릭을 제안하고, 이를 기존 링크 품질 기반 라우팅 알고리즘에 적용하여 성능 평가를 위한 모의실험을 수행하였다. 성능평가 결과 기존의 라우팅 메트릭을 사용할 때 보다 전송 지연, 전송률 패킷 손실 등의 성능 향상이 가능함을 확인할 수 있었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권2호
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• pp.1070-1088
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• 2017

Recently, the applications of Internet of Things (IoTs) are growing rapidly. Wireless Sensor Network (WSN) becomes an emerging technology to provide the low power wireless connectivity for IoTs. The IPv6 over low-power wireless personal area networks (6LoWPAN) has been proposed by IETF, which gives each WSN device an IPv6 address to connect with the Internet. The transmission congestion in IoTs could be a problem when a large numbers of sensors are deployed in the field. Therefore, it is important to consider whether the WSN devices have be completely integrated into the Internet with proper quality of service (QoS) requirements. The Software Defined Network (SDN) is a new architecture of network decoupling the data and control planes, and using the logical centralized control to manage the forwarding issues in large-scale networks. In this research, the SDN-based 6LoWPAN Border Router (6LBR) is proposed to integrate the transmission from WSNs to Internet. The proposed SDN-based 6LBR communicating between WSNs and the Internet will bring forward the requirements of end-to-end QoS with bandwidth guarantee. Based on our experimental results, we have observed that the selected 6LoWPAN traffic flows achieve lower packet loss rate in the Internet. Therefore, the 6LoWPAN traffic flows classified by SDN-based 6LBR can be reserved for the required bandwidth in the Internet to meet the QoS requirements.

• Journal of Communications and Networks
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• 제13권5호
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• pp.518-524
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• 2011

A high assurance IP encryption (HAIPE) compliant protocol accelerator is proposed for military networks consisting of red (or classified) networks and black (or unclassified) networks. The boundary between red and black sides is assumed to be protected via a HAIPE device. However, the IP layer encryption introduces challenges for bandwidth on demand satellite communication. The problems experienced by transmission control protocol (TCP) over satellites are well understood: While standard modems (on the black side) employ TCP performance enhancing proxy (PEP) which has been shown to work well, the HAIPE encryption of TCP headers renders the onboard modem's PEP ineffective. This is attributed to the fact that under the bandwidth-on-demand environment, PEP must use traditional TCP mechanisms such as slow start to probe for the available bandwidth of the link (which eliminates the usefulness of the PEP). Most implementations recommend disabling the PEP when a HAIPE device is used. In this paper, we propose a novel solution, namely broadband HAIPE-embeddable satellite communications terminal (BHeST), which utilizes dynamic network performance enhancement algorithms for high latency bandwidth-on-demand satellite links protected by HAIPE. By moving the PEP into the red network and exploiting the explicit congestion notification bypass mechanism allowed by the latest HAIPE standard, we have been able to regain PEP's desired network enhancement that was lost due to HAIPE encryption (even though the idea of deploying PEP at the modem side is not new). Our BHeST solution employs direct video broadcast-return channel service (DVB-RCS), an open standard as a means of providing bandwidth-on-demand satellite links. Another issue we address is the estimation of current satellite bandwidth allocated to a remote terminal which is not available in DVBRCS. Simulation results show that the improvement of our solution over FIX PEP is significant and could reach up to 100%. The improvement over the original TCP is even more (up to 500% for certain configurations).

• 융합신호처리학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.60-64
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• 2006

대표적인 비디오 스트리밍 서비스인 MPEG은 특성상 영상에 따라 프레임의 데이터 크기가 변동하며 QoS를 만족하기 위한 대역폭이 시간에 따라서 변동하게 된다. 따라서 인터넷을 통한 비디오 스트리밍 서비스에 있어서 망 관리 측면에서 비디오 스트리밍 서비스의 우선순위를 높게 부여하더라도 예기치 못한 혼잡상황에서는 순간적인 대역폭 부족으로 인하여 영상이 끊어지는 현상이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 MPEG 특성에 맞는 대역폭 할당 및 트래픽 엔지니어링 방안을 고찰하였다. 인터넷 트래픽 양의 시간적 변동패턴을 기반으로한 LSP 설정과 고정 대역폭 할당을 통하여 지연시간을 단축과 전송효율 향상을 기하고 인입 라우터에서 CQ_LLQ 방식을 적용한 트래픽 shaping 과정을 통해 QoS를 만족할 수 있도록 하였고 OPNET을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 제안한 방안의 성능을 확인하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권11호
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• pp.5179-5202
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• 2018

Transmission Control Protocol (TCP) is the most widely used protocol in the cloud data centers today. However, cloud data centers using TCP experience many issues as TCP was designed based on the assumption that it would primarily be used in Wide Area Networks (WANs). One of the major issues with TCP in the cloud data centers is the Incast issue. This issue arises because of the many-to-one communication pattern that commonly exists in the modern cloud data centers. In many-to-one communication pattern, multiple senders simultaneously send data to a single receiver. This causes packet loss at the switch buffer which results in TCP throughput collapse that leads to high Flow Completion Time (FCT). Recently, Software-Defined Networking (SDN) has been used by many researchers to mitigate the Incast issue. In this paper, a detailed survey of various SDN based solutions to the Incast issue is carried out. In this survey, various SDN based solutions are classified into four categories i.e. TCP Receive Window based solutions, Tuning TCP Parameters based solutions, Quick Recovery based solutions and Application Layer based solutions. All the solutions are critically evaluated in terms of their principles, advantages, and shortcomings. Another important feature of this survey is to compare various SDN based solutions with respect to different performance metrics e.g. maximum number of concurrent senders supported, calculation of delay at the controller etc. These performance metrics are important for deployment of any SDN based solution in modern cloud data centers. In addition, future research directions are also discussed in this survey that can be explored to design and develop better SDN based solutions to the Incast issue.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.1045-1054
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• 2020

본 논문에서는 불안정한 네트워크 환경에서 안정적으로 대용량 데이터 스트림을 전송할 수 있는 TCP/IP 기반 링 버퍼 시스템을 설계하였다. 우리가 제안한 방식에서 각 전파천문대의 백엔드 시스템으로부터 UDP 프레임으로 생성 및 출력되는 관측 데이터 스트림은 클라이언트 시스템 내의 소켓 버퍼를 경유해 대용량 링 버퍼에 UDP 패킷으로 저장된다. 이후 목적지에 해당하는 상관센터로의 안정적인 전송을 위해 해당 패킷은 TCP로 전송되고 상관센터 내의 서버 시스템은 소켓 버퍼에 수신된 패킷에 이상이 없으면 대용량 링 버퍼에 저장한다. 패킷 손실, 중복 및 순서 역전 등의 이상이 발생할 경우 TCP의 흐름 제어를 통해 패킷은 재전송되며 상관센터에 도착한 데이터는 신뢰성을 보장받게 된다. 또한 네트워크 성능 불안정으로 인한 혼잡 회피 발생 시 병렬 스트림 적용을 통해 성능 저하가 최소화될 수 있도록 하였다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.1-7
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• 2022

무선 인체 영역 네트워크(WBAN)와 바이오센서를 활용하는 IoT기술은 자원을 최소화 하고 환자를 모니터링 하는 보건산업에서 중요한 분야이다. IoT와 WBAN을 보다 효율적으로 통합하기 위해서는 WBAN의 제한된 자원 센서노드와 효율적인 데이터 전송을 위한 신속 정확한 라우팅을 구성하는 협력 프로토콜이 필요하다. 본 논문은 중복 데이터 전송감지, 제한된 네트워크 센서의 수명연장 문제를 해결하기 위해 에너지 효율적이고 협력이 가능한 링크 에너지 효율적인 라우팅 전략(LEERS)을 제안한다. 제안된 기법은 잔류에너지 싱크쪽으로 가는 홉수 노드 혼잡 수준 및 대역폭과 효율적인 매개변수를 고려한다. 또한 노드의 경로비용함수를 결정하고 효과적인 멀티홉 라우팅을 제공함으로서 잔류에너지와 처리량 측면에서 효율성이 향상됨을 보인다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권9호
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• pp.1811-1818
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• 2009

본 논문은 무선통신 트래픽제어에서 데이터의 흐름을 원활하게 유지 향상시키기 위한 연구이다. 통상적인 TCP 윈도우 흐름제어에서 나타났던 다양한 유형의 버스트현상은 양방향 트래픽제어를 통해 제거하거나 완화시킬 수 있다. 현재는 대기열이 주로 최종 시스템에 위치함으로 인해 무선통신 제어채널을 운영하는 동안에 TCP ACK 압축문제가 발생한다. 그러므로 소스 IP 대기열의 주기적인 버스트 특성을 분석함으로써 대기열의 최대값을 예측하여 적용한다. 이와 같은 예측수단을 무선통신 트래픽제어에 적용하여 대칭트래픽을 제어함으로써 처리율이 현저하게 증가되어 성능이 향상됨을 분석한다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.782-787
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• 2004

Internet Engineering Task Force (IETF) has been considering the deployment of the Random Early Detection (RED) in order to avoid the increasing of packet loss rates which caused by an exponential increase in network traffic and buffer overflow. Although RED mechanism can prevent buffer overflow and hence reduce an average values of packet loss rates, but this technique is ineffective in preventing the consecutive drop in the high traffic condition. Moreover, it increases a probability and average number of consecutive dropped packet in the low traffic condition (named as "uncritical condition"). RED mechanism effects to TCP congestion control that build up the consecutive of the unnecessary transmission rate reducing; lead to low utilization on the link and consequently degrade the network performance. To overcome these problems, we have proposed a new mechanism, named as Extended Drop slope RED (ExRED) mechanism, by modifying the traditional RED. The numerical and simulation results show that our proposed mechanism reduces a drop probability in the uncritical condition.