효율적인 라우터 버퍼 관리 연구

임혜영 서울女子大學校 大學院 2004 국내석사

본 논문에서는 다양한 네트웍 상황에 따라 빠르게 적응할 수 있는 두 가지 알고리즘을 제안한다. 두 가지 알고리즘은 ea-RED(Efficient Adaptive RED)알고리즘과 ea-RED++(ea-RED with forecast algorithm)이다. 먼저 ea-RED 라우터 버퍼 관리 알고리즘은 다수의 TCP 커넥션이 경쟁하는 병목구간에서 인터넷 라우터 버퍼를 능동적으로 관리하는 다양한 AQM(Active Queue Management) 알고리즘 중의 하나이다. RED 라우터 버퍼 관리 알고리즘의 성능을 개선한 라우터 버퍼 관리 알고리즘이다. RED 라우터 버퍼 관리 알고리즘이 TD 라우터 버퍼 관리 알고리즘과 대등한 네트웍 퍼포먼스를 유지하면서 TCP 커넥션 간 페어니스를 향상시키기 위해서는 link bandwidth, active 커넥션 수, congestion level 등에 대한 네트웍 상태를 고려하여 파라미터에 적절한 값을 설정해야만 한다. 문제는 다이내믹하게 변하는 네트웍 상황에 적합한 파라미터 값을 초기에 설정해주는 것이 매우 어렵다는 점이다. ea-RED 라우터 버퍼 관리 알고리즘은 max threshold와 min threshold 값을 네트웍 상황에 따라 동적으로 조절함으로써 이런 문제를 해결했고, 기존 RED 라우터 버퍼 관리 알고리즘에 비해 네트웍 자원의 공평한 이용을 나타내는 페어니스 인덱스가 최대 41.42% 향상되는 결과를 이끌어낼 수 있었다. 그러나 네트웍 트래픽이 다이내믹하게 변하는 경우, 라우터의 출력(output) 총 패킷 용량이 최대 약 2.3% 정도 TD나 RED 라우터 버퍼 관리 알고리즘에 비해 적었다. 두 번째로 제안된 ea-RED++ 라우터 버퍼 관리 알고리즘은 ea-RED 라우터 버퍼 관리 알고리즘에 LR_lines 예측 알고리즘을 적용한 것이다. 예측을 통해 ea-RED의 문제점을 해결 하고자 한 것이다. 시뮬레이션 결과 ea-RED++ 라우터 버퍼 관리 알고리즘을 적용한 라우터의 경우페어니스 인덱스가 TD 라우터 버퍼 관리 알고리즘에 비해 최소 8.8%에서 최대 54.65% 향상된 성능향상을 나타내었다. RED 라우터 버퍼관리 알고리즘에 비해서는 최소 20.8%에서 최대 58% 향상된 성능향상을 나타내었다. ea-RED 라우터 버퍼 관리 알고리즘에 비해 최소 12.2%에서 최대 15.7% 향상된 성능을 나타내었다. 퍼포먼스 향상 측면에서 ea-RED 라우터 버퍼 관리 알고리즘에 비해 최대 손실율은 약 59% 감소되는 성능향상을 나타내었다. 총 출력(output) 패킷량 역시 약 2.2% 증가하는 효과를 나타내었다. The RED(Random Early Detect) algorithm is the one of the AQM(Active Queue Management) algorithms. AQM algorithms make internet router buffer management actively in the bottleneck sections as many tcp connections compete with each other. The RED algorithm must be required various setting parameters of network states as link bandwidth, number of active connections, congestion level, and so on. because it makes equivalent and improvement fairness index of TD algorithm. But the most difficult problem of the RED is to set various network parameters at the start time of router service. because network states are not fixed not only at the start time but also all the time during router service. Therefore i suggested the ea-RED algorithm that is a novel approach of the RED algorithm for improvement of Performance and fairness index among tcp connections. It controls max threshold and min threshold parameters for efficient adaptive to the unfixed network state actively. And the problem could be solved. it save 50% of router buffer size and improve 41.42% of fairness index. But The more number of sending connections are increased, the less improvement of performance, fairness index between tcp connections are decreased. moreover increasement of drop packets cause that whole output packets are decreased about 2.3% less than TD, RED algorithms. So we try to apply the LR_Lines of forecast algorithms to the ea-RED algorithm then i can suggest the ea-RED++ algorithm successfully. I verified performance of router and fairness index between tcp connection with the ea-RED++ algorithm using NS-2 simulation tool. so i got some simulation results. the results are as following: 1. A router with the ea-RED++ algorithm improve fairness index more minimum 8.8%, maximum 54.65% than TD algorithm 2. A router with the ea-RED++ algorithm improve fairness index more minimum 20.8%, maximum 58% than RED algorithm 3. A router with the ea-RED++ algorithm improve fairness index more minimum 12.2%, maximum 15.7% than ea-RED algorithm 4. A router with the ea-RED++ algorithm decrease maximum loss rate less 59% than ea-RED algorithm 5. A router with the ea-RED++ algorithm increase total output packets more about 2.2% than ea-RED algorithm After all i can make sure that ea-RED++ is the most efficient algorithm of the router buffer management algorithms.

버퍼공유기법을 사용한 멀티채널 네트워크 컨트롤러 구현

이태수 인하대학교 대학원 2007 국내석사

이 논문을 통하여 네트워크 장치 내의 통신 버퍼에서 발생되는 오버플로우 문제를 개선할 수 있는 새로운 구조의 네트워크 컨트롤러를 제시한다. 네트워크 시스템의 각 수신 채널은 각각의 통신 버퍼를 이용하여 수신된 데이터를 저장한다. 한 장치 내에 여러 수신채널이 내장된 구조에서 다른 채널에 비해 상대적으로 많은 데이터가 수신되는 채널의 통신 버퍼에서 오버플로우 문제가 발생될 수 있다. 본 논문에서는 모든 채널로부터 수신되는 데이터를 하나의 공유메모리에 저장하는 네트워크 컨트롤러를 제안한다. 새로운 구조의 네트워크 컨트롤러를 항공용 데이터 버스인 ARINC-429통신에 적용한다. 버퍼공유기법을 적용한 ARINC-429통신 컨트롤러를 Verilog를 이용하여 구현하고 구현한 컨트롤러의 기능을 검증하고 테스트 하기 위하여 하드코어 프로세서인 PPC405블록이 내장된 Xilinx의 Virtex-4를 사용하였다. 구현된 ARINC-429통신 컨트롤러를 통하여 데이터 버퍼로 공유메모리를 사용하는 통신 컨트롤러가 각 통신 채널이 FIFO를 사용하는 구조보다 메모리를 효율적으로 사용하는 것을 확인하였다. This paper presents an implementation of a new type of architecture to improve an overflow problem on the network buffer. Each receiver channel of network system stores the message in its own buffer. If some receiver channel receives many messages, buffer overflow problem may occur for the channel. This paper proposes a network controller that implements receiver channel with shared-memory to save received message which came from the all of the channel. A new type of architecture is applied to ARINC-429 that kind of avionics databus. The ARINC-429 controller which was designed based on SOPC platform by using Verilog targeting to Xilinx Virtex-4 with a built-in PPC405 core for testing and verifying. It is confirmed that to use a communication controller using a sharedmemory; data buffer through implemented ARINC-429 communication controller is more efficient than using FIFO.

버퍼 위치 및 배선 제한을 고려한 Buffered 배선 트리 구성

정동식 서강대학교 대학원 2002 국내석사

VLSI 회로의 집적도와 공정기술의 발달로 배선 연결 자체의 지연시간이 전체 회로의 지연시간에 큰 부분을 차지하게 되었다. 이러한 연결 지연시간을 줄이기 위해 여러 방법들이 사용되고 있는데 그 중 버퍼를 사용한 지연 시간의 단축 방법이 가장 효과적이고 활발히 연구되고 있다. 본 논문에서는 Macro 블록이나 IP블록 같은 장애물로 버퍼삽입과 배선에 대한 제한이 있는 환경 하에서 연결 지연시간을 최소화하기 위하여, 배선과 동시에 버퍼 삽입의 위치를 결정 하는 알고리즘을 제안한다. 새로운 격자 그래프를 통하여 버퍼불가영역을 경유하거나 관통할 수 있는 경로를 모두 고려해 트리를 구성할 수 있게 한다. 또한 트리를 구성해나가면서 어떤 하나의 간선에 대한 소스 쪽의 부분트리와 터미널 쪽의 부분트리의 상황을 고려하여 효율적인 버퍼 삽입의 위치를 결정한다. 이로서 여유지연시간이 크고 전체 와이어 길이가 작으면서 작은 수의 버퍼를 삽입하는 배선 트리를 생성해낸다. 실험 결과 MRB알고리즘은 기존의 RIATA와 RMP의 알고리즘과 비교했을 때 전체 와이어 길이의 경우, RIATA에 비해 10.4% 증가하였지만 RMP에 비해서는 17.8% 감소하였다. 그리고 여유 지연시간(slack)이 각각 평균 24.2%, 15.4% 증가하였고 삽입된 버퍼의 개수는 0.2개, 1.89개씩의 감소하는 성능을 볼 수 있었다. The process technology and density of VLSI circuits have been highly developed. So interconnection delay becomes the most crucial part for timing optimization of VLSI circuits. Many techniques have been proposed to minimize interconnection delay, and buffer insertion technique is widely used for it now. In this thesis, Routing constraints are given by Macro block and IP block. Under these circumstance, we propose a new algorithm which routes wires and inserts buffers at the same time for a minimization of interconnection delay. By using a new grid graph, we can construct a routing tree from every possible paths which cross blockages or avoid. And it's possible to know where to insert buffers while construction the tree since condition of upstream and downstream are known for current segment. Finally a routing tree can be made in which timing slack is maximized and total wire length, number of buffers are minimized. As a result, though total wire length by MRB algorithm is increased by 10.4% comparing with RIATA, it is decreased by 17.8% with RMP. Timing slack is improved for 24.2% and 15.4 % as compared with RIATA and RMP. And number of buffers are reduced by 0.2 and 1.89 for average.

버퍼 오버플로우 공격과 방어 기술에 대한 분류법

이구호 아주대학교 정보통신대학원 2008 국내석사

2008년은 버퍼 오버플로우 취약점을 이용한 Morris Worm이 발생한 지 20주년이 되는 해이다. 스택 오버플로우 공격 기술에 대한 Aleph1의 유명한 기사가 Phrack에 발표된 이후 많은 수의 버퍼 오버플로우 공격 기술과 방어 기술들이 개발되었다. 2000년에 버퍼 오버플로우 공격 기술과 방어 기술들에 대한 분류가 제시되었으나 2000년 이후에 새로 개발된 기술들에 적용하기에는 적합하지 않다. 이에 본 논문에서는 버퍼 오버플로우 공격 기술과 방어 기술에 대한 새로운 분류법을 제시하였다. 새로운 분류법에 의해 버퍼 오버플로우 공격 기술은 발생 영역의 종류에 따른 공격법, Code Pointer의 종류에 따른 공격법, 공격 코드의 종류에 따른 공격법의 3가지로 분류할 수 있으며 버퍼 오버플로우 방어 기술 역시 버퍼로부터 취약성 제거하는 방법, 프로그램의 실행흐름 변경을 금지하는 방법, 공격 코드 실행을 금지하는 방법의 3가지로 분류할 수 있다. 제시된 새로운 분류법은 현재까지 개발된 대부분의 버퍼 오버플로우 공격 기술과 버퍼 오버플로우 방어 기술을 포함한다. 그러므로 버퍼 오버플로우 공격 기술과 방어 기술에 대한 전체적인 흐름을 알고자 하는 사람이나 새로운 기술을 연구하려는 사람들에게 유용한 정보가 될 수 있을 것이다. This year, 2008 , is the 20th anniversary of the morris Worm using the vulnerability of buffer overflow. Since Aleph1's famous article about stack overflow attack was published on Pharck magazine, lots of buffer overflow attack and defense technique have been developed. Several categories of buffer overflow attack and protection have been presented in 2000. But they are not suitable for newly developed skills. In this paper, I'd like to introduce a new paradigm of buffer overflow attack and protection. According to my new classification, buffer overflow attack can be divided by three criteria -the location of memory where buffer overflow occurs, the kinds of code pointer it uses, the kinds of attack code it uses-. Buffer overflow protections, as well as attack, can be categorized by three techniques they use -removing vulnerability from buffer, preventing the change of program process, preventing execution of attack code. This paper could be useful information to someone trying to get a grip on large picture of buffer overflow attacks and protection and to research a new buffer overflow related skills in that those new categories presented on this paper include almost all of buffer overflow technique even the newly developed ones.

열원 버퍼 탱크와 인버터 펌프를 이용하여 지중 순환수 유량 및 열원 입구온도를 제어하는 지열 히트펌프 시스템

박종갑 서울과학기술대학교 2023 국내석사

Abstract Geothermal Heat Pump System with Flow Rate and Entering Water Temperature Controls of Ground Loop Fluid using Ground Loop Buffer Tank and Inverter Pump Park, Jong Gab (Supervisor Kim, Seon Hye) Dept. of Architectural Environment Facility Engineering The Graduate School of Housing and City Seoul National University of Science and Technology In this study, technology development and research were conducted with the goal of resolving the waste of transportation power of the geothermal heat pump system and the problem of reduced efficiency due to heat source overload and improving the performance of the system. A total of three technologies have been applied to the study. First, an operation technology that can reduce power consumption through the installation of an inverter-type pump with variable capacity on the heat source side of the geothermal system and flow control technology according to environmental conditions, and second, the use of a heat source buffer tank. Operation technology to increase heat exchange rate and increase heat capacity to reduce peak power by improving efficiency, and third, inverter-type geothermal circulation pump and linkage control technology for high-efficiency heat source buffer tank, which can increase performance by maximizing the use of underground geothermal heat. It includes optimal driving techniques. The test consisted of 4 models of an intelligent system and a general base system to which the technology was applied, and then compared and analyzed the results through a demonstration test. The results of the study are as follows. 1. The heat source inlet temperature (EWT) showed a large difference in variation between the model with the buffer tank and the other models. Compared to the base model, the maximum reduction effect was -2.9℃(-11.35%) during cooling and the maximum increase was 1.44℃(12.46%) during heating. effect appeared. This was analyzed as a result of the increased heat exchange rate due to the operation control effect using the buffer tank. 2. The inlet/outlet temperature difference (SWTD) fluctuated more in the inverter-applied model than in other models, and compared to the base model, the temperature difference occurred at a maximum of 5.73℃(50.78%) during cooling and a maximum of 5.65℃(82.3%) during heating. It was analyzed that this was maintained at a level of 5℃ or higher, which is the design standard temperature difference, due to the variable flow control operation. 3. The heat source flow rate (CSF) flow is constant at a high level regardless of time in the constant speed operation model, but the range of fluctuation occurs flexibly at a low level in the inverter model over time, and compared to the base model, maximum -3.87m3/h(-33.57%) reduction and a maximum -4.7m3/h (-42.47%) decrease during heating. It was analyzed that the variable flow control operation in the inverter-applied model showed a large flow rate reduction effect. 4. As for system power, the overall power consumption, including the heat pump, was greatly reduced as the transfer power was significantly reduced in the inverter-applied model and The model combined with the buffer tank reduced -1.98kW (-15.81%) for cooling and -1.45kW (-8.39%) for heating compared to the base model. This was analyzed as a result of a significant power saving effect due to the inverter operation of the geothermal circulation pump 5. The role of the heat source buffer tank is to quickly remove residual heat from irrigation and rapidly exchange heat with ground heat. The temperature difference between the inlet and outlet of the buffer tank is reduced by up to -2.5℃ during cooling and increased by up to +2.5℃ during heating. It was confirmed that this caused turbulence in the fluid, reducing the viscous force and increasing the inertial force, so it was analyzed that there was a heat exchange effect. 6. Looking at the cooling performance coefficient (System COP) and improvement rate (%), (a) model (3.24, 1%), (b) model (3.50, 8.12%), (c) model (3.53, 9.14%), (d) model (3.94, 21.67%), and the performance of each model differed in the order of (d) > (c) > (b) > (a), and the intelligent 3 model(d) combined with inverter operation and buffer tank It was analyzed to have a performance improvement effect of 21.67% compared to the base mode(a)l and was found to be the best among the test models. 7. Looking at the heating performance coefficient(System COP) and improvement rate (%), (a) model (3.18, 1%), (b) model (3.41, 7.05%), (c) model (3.32, 4.28%), (d) model (3.64, 14.19%), and the performance of each model differed in the order (d) > (b) > (c) > (a), and the intelligent 3 model(d) combined with inverter operation and buffer tank It was analyzed to have a performance improvement effect of 14.19% compared to the base mode(a)l and turned out to be the best among the test models. 8. Overall, the coefficient of performance was 4.06 on average for cooling operation and 3.68 for heating operation, confirming that the coefficient of performance of cooling operation is higher than that of heating operation. This is judged to be due to the high evaporation temperature during cooling operation. The reason why the performance coefficient result of the heating test is lower than that of the intelligent 2(c) test and the result value of the intelligent 1(b), different from that of the cooling test, is that the buffer tank started tobe used 20 minutes after It was analyzed that the effect of improving the heat source by the buffer tank was lowered. 요 약 제 목 : 열원 버퍼 탱크와 인버터 펌프를 이용하여 지중 순환수 유량 및 열원 입구온도를 제어하는 지열 히트펌프 시스템 본 연구에서는 지열 히트펌프 시스템의 반송 동력 낭비 문제와 열원 과부하로 효율이 저하되는 문제를 해결하고 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 방안을 목표로 기술 개발 및 연구를 진행하였다. 연구에 적용된 기술은 총 3가지로 첫째 지열 시스템 열원 측에 용량 가변이 가능한 인버터형 펌프 설치 및 환경 조건에 따른 유량제어 기술을 통해 소비 동력을 절감할 수 있는 운전 기술과 둘째 열원 버퍼탱크의 사용으로 열 교환 속도를 높이고 열용량을 증가시켜 효율 향상으로 피크전력을 저감하기 위한 운전 기술과 셋째 인버터형 지열 순환펌프와 고효율 열원 버퍼탱크에 대한 연계 제어 기술로 땅속 지열을 최대한 활용해 성능을 증대시킬 수 있는 최적 운전 기술을 포함하고 있다. 성능 시험을 위한 모델은 크게 기존 방식의 일반 시스템(Base System)과 해당 기술이 적용된 지능형 시스템(Intelligent System)으로 구분하여 진행하였다. Base System(a)은 지열 순환펌프에 정속 운전이 적용된 일반적인 모델이고, 지능형1 System(b)은 지열 순환펌프에 인버터 운전이 적용한 모델이며, 지능형2 System(c)은 지열 순환펌프에 정속 운전과 열원 버퍼탱크를 함께 적용한 모델이고, 지능형3 System(d)은 지열 순환펌프에 인버터 운전과 열원 버퍼탱크를 함께 적용한 모델이다. 위와 같이 지열 순환펌프의 운전방식 및 열원 버퍼탱크 적용 여부의 조합에 따라 4가지 형태의 운전 시스템 모델을 구성한 후 실증시험을 통해 결과를 비교 분석하였으며 연구 결과는 다음과 같다. 1. 열원 입구온도(EWT)는 버퍼탱크가 적용된 모델이 다른 모델에 비해 변동 폭이 크게 차이가 발생하였으며 Base 모델 대비 냉방 시 최대 -2.9℃(-11.35%) 감소 효과와 난방 시 최대 1.44℃(12.46%) 증가 효과가 나타났으며 이는 버퍼탱크를 활용한 운전 제어 효과로 열 교환 속도가 증가되어 나타난 결과로 분석되었다. 2. 입·출구 온도차(SWTD)는 인버터가 적용된 모델이 다른 모델에 비해 변동 폭이 크게 발생하였으며 Base 모델 대비 냉방 시 최대 5.73℃(50.78%), 난방 시 최대 5.65℃(82.3%)로 온도차가 발생하였다. 이는 가변유량제어 운전으로 인해 설계 기준 온도차인 5℃ 이상 수준으로 유지되는 것으로 분석되었다. 3. 열원 유량(CSF) 흐름은 정속 운전 모델은 시간에 관계없이 높은 수준에서 일정 하지만 인버터형 모델은 시간의 흐름에 따라 낮은 수준에서 유동적으로 변동 폭이 발생하였으며 Base 모델 대비 냉방 시 최대 -3.87m3/h(-33.57%) 감소와 난방 시 최대 -4.7m3/h(-42.47%) 감소되는 결과가 나타났다. 이는 인버터가 적용된 모델에서 가변유량제어 운전으로 유량 감소 효과가 크게 나타나는 것으로 분석 되었다. 4. 시스템 동력(System Power)은 인버터가 적용된 모델에서 반송 동력 절감 효과가 크게 발생하여 히트펌프 포함한 전체 소비동력이 크게 감소되었으며 버퍼탱크와 결합된 모델은 Base 모델 대비 냉방 시 –1.98kW(-15.81%) 감소, 난방 시 –1.45kW(-8.39%) 감소되었다. 이는 지열 순환펌프의 인버터 운전에 따른 동력 절감 효과가 크게 나타난 결과로 분석되었다. 5. 열원 버퍼탱크의 역할은 관수량이 보유한 잔열을 신속히 제거하고 지중열과 빠르게 열 교환을 시키기 위한 것으로 버퍼탱크의 입구 온도와 출구 온도차가 냉방 시 최대 –2.5℃ 감소 및 난방 시 최대 +2.5℃ 증가 효과가 있는 것으로 확인 되었고 이는 유체에 난류를 일으켜 점성력을 떨어뜨리고 관성력을 크게 하므로 열 교환 속도가 증가되어 나타난 것으로 분석되었다. 6. 냉방 성능 계수(System COP) 및 개선율(%)을 살펴보면 (a)모델 (3.24, 1%), (b)모델 (3.50, 8.12%), (c)모델 3.53, 9.14%), (d)모델 (3.94, 21.67%)으로 나타났으며 모델별 시스템의 성능은 (d) > (c) > (b) > (a) 순으로 차이가 발생하였고 인버터 운전과 버퍼탱크가 결합된 지능형3 모델(d)이 Base 모델(a) 대비 21.67% 성능개선 효과가 있는 것으로 분석되었고 시험모델 중 제일 우수한 것으로 판명되었다. 7. 난방 성능 계수(System COP) 및 개선율(%)을 살펴보면 (a)모델 (3.18, 1%), (b)모델 (3.41, 7.05%), (c)모델 (3.32, 4.28%), (d)모델 (3.64, 14.19%)으로 나타났으며 모델별 시스템의 성능은 (d) > (b) > (c) > (a) 순으로 차이가 발생하였고 인버터 운전과 버퍼탱크가 결합된 지능형3 모델(d)이 Base 모델(a) 대비 14.19% 성능개선 효과가 있는 것으로 분석되었고 시험모델 중 제일 우수한 것으로 판명 되었다. 8. 전체적으로 시스템 성능 계수는 냉방 운전인 경우 평균 4.06, 난방 운전인 경우 평균 3.68로 냉방 운전이 난방 운전에 비해 성능 계수가 높은 것을 확인하였으며 이는 냉방 운전 시 높은 증발 온도에 의한 것으로 판단되며 난방 시험의 성능 계수 결과가 냉방 시험의 결과와 다르게 지능형2(c)의 결과 값이 지능형1(b)의 결과 값 보다 다소 낮은 이유는 시험 시작 후 20분이 경과된 시점부터 버퍼 탱크를 활용 하기 시작하면서 버퍼 탱크에 의한 열원 개선 효과가 낮아졌기 때문인 것으로 분석 되었다. 본 연구를 통해 얻어진 실증시험 및 분석을 통해 지열 히트펌프 시스템의 성능을 높이기 위해 부하측 뿐만 아니라 열원측 온도 상태 및 운전 제어 기술이 무엇보다 중요함을 확인하였다. 더불어 고효율, 저전력 시스템을 구축하기 위한 일환으로 기술 개발 시스템의 적용을 통해 성능 계수 향상으로 비효율적인 운영으로 에너지가 낭비되는 문제를 해결하고 에너지 소비량 감소를 통해 사용연료에 따른 운전비용이 절감되기를 기대한다.

새로운 구조의 WDM 공유버퍼 성능분석

金慶勳 명지대학교 2000 국내석사

본 논문에서는 광 교환 시스템의 필수적으로 수반되어야 하는 광 버퍼링에 대해 기술하고자 한다. 광 버퍼는 라우팅시 신호간의 충돌을 방지하기 위해서 필요하고 연속적으로 입력되어지는 신호들의 원활한 출력을 위해서도 광 버퍼가 필요하다. 오늘날 광 전송 시스템 및 광 네트워크는 WDM을 기반으로 형성되어 가고 있으며 따라서 광 스위칭 역시 WDM 기술에 기반을 둘 것이고 광 스위칭을 위해 필수적인 광 버퍼도 WDM 신호를 처리할 수 있어야 한다. 따라서 본 논문에서는 기존의 발표된 광 출력버퍼의 구조를 종합하여 새로운 구조의 WDM 공유 버퍼를 제안하고 성능분석을 하고자 한다. In this paper, we intented to propose that optical buffer essentially used to optical switching system. Optical buffers are indispensable to prevent signal collision during routing process and to buffer continuously input signal. In these days, photonic switching system also has to deal with WDM signals. Therefore, optical buffers needed in a switching system has to be designed based on WDM technologies. In WDM switching system, different wavelength signals can be routed to the same output. Therefore, in this paper, we propose a new type of WDM shared buffer and analyze performance to unite already existing WDM optical buffers.

전송율 예측을 통한 버퍼관리 및 조기혼잡 제어에 대한 연구

여재영 西江大學校 大學院 2003 국내석사

본 논문에서는 TCP 흐름제어 기법을 전제로 하여, 가까운 미래에 발생할 가능성이 있는 인터넷 입구에서의 혼잡을 미리 예측함으로써 TCP 흐름제어의 효과를 배가시킬 수 있는 QR-AQM이라는 버퍼관리 기법을 소개하고 개선점을 제안한다. QR-AQM 버퍼관리기법은 라우터로 전송되어 오는 단위시간당 TCP 흐름량을 추정하여 이를 이용함으로써 미래에 네트워크에 일어날 혼잡을 예측한다. 기존의 QR-AQM 기법의 경우 TCP의 단위시간당 흐름량의 추정시에 moving-average 추정방식을 사용하였으나 본 논문에서는 auto-regressive 방식을 이용하여 흐름량을 추정함으로써 기억장소를 절감하고 네트워크가 고속으로 동작할 때 QR-AQM의 활용을 용이하게 할 수 있었다. 모의실험을 통해 인터넷 입구에서 QR-AQM 기법이 적용되었을 때 Adaptive RED 기법과 비교해보면 간단한 변수의 설정만으로 버퍼를 목적한 수준으로 유지하는 것이 가능하였고, 시간에 따른 버퍼수위의 변화가 목적한 버퍼수위를 기준으로 작은 변동 폭을 유지함으로써 QR-AQM 버퍼 관리 기법은 패킷들이 버퍼에서 겪게 되는 지연시간 지터를 효과적으로 억제할 수 있음을 확인하였다. 또한 이러한 QR-AQM 버퍼관리 기법의 성능개선 효과는 인터넷 입구에 국한되는 것이 아니라 인터넷 코어 네트워크에서도 적용 가능함을 역시 모의실험을 통해 검증하였다. In this thesis, a new early congestion detection and notification technique named Queue/Rate Active Queue Management (QR-AQM) is introduced. Compared to other existing active queue management (AQM) techniques such as random early detection (RED), QR-AQM predicts future network congestion based on the traffic rate from TCP sessions in addition to the queue occupancy. The packet dropping/marking probability is then determined accordingly for the purpose of advanced congestion notification to TCP traffic sources. The version of QR-AQM proposed in this thesis employs an auto-regressive rate estimation technique for the estimation of TCP traffic rate reducing the memory spaces required. Through a series of NS-2 simulations, it turns out that QR-AQM adopted at Internet gateways detects future network congestions and terminates congestion resolution procedure in a much more timely fashion than various versions of RED do. As a result, the buffer level is maintained within a fairly narrow range around a target level which may be given arbitrarily as a control parameter. Further, it is also demonstrated that QR-AQM adopted at the Internet core routers have similar advantages over RED and its variations. Consequently, by introducing QR-AQM at Internet gateways as well as core routers, the jitter in packet delay and the number of unnecessarily dropped packets can be reduced significantly.

이중 버퍼 구조와 우선순위 큐를 사용한 ECC 트레이드오프 최적화 기법 연구

류정민 성균관대학교 일반대학원 2019 국내석사

오류정정기법(ECC)를 활용하면 메모리와 코어 간 데이터 전송 과정의 정확도가 상승한다. 하지만 이에 대한 트레이드오프로 메모리 손실과 추가적인 ECC 회로를 통과하는 시간 지연이 발생한다. 따라서 본 논문에서는 이중 버퍼 개념과 우선순위 큐를 도입해 ECC회로를 통과하는 명령 수를 최대한 줄이는 데에 집중한다. 이중 버퍼 개념이란 크기가 작고 빠른 첫 번째 버퍼 메모리와 이를 보조하는 두 번째 버퍼 메모리를 단계적으로 활용하는 방법을 말한다. 본 논문의 목적인 ECC 회로를 최대한 적게 통과하도록 만들기 위해서 두 버퍼에는 ECC 회로를 거친 데이터를 저장한다. 따라서 본 논문에서 제시한 두 버퍼에서 코어로 데이터를 보낼 때 ECC 회로를 거칠 필요가 없다. 즉, 두 버퍼에서 히트(Hit)가 많이 발생할수록 ECC로 인한 시간 지연이 감소한다. 이중 버퍼를 구현 하는 데에 있어서 첫 번째 버퍼는 빠른 데이터 탐색 및 전달을 위해 크기가 작은 메모리를 사용하고 두 번째 버퍼는 비교적 큰 메모리를 사용하되 첫 번째 버퍼를 효율적으로 보조할 수 있는 자료구조를 사용해 구현한다. 두 번째 버퍼에 사용되는 자료구조가 바로 우선순위 큐 이다. 버퍼 메모리를 사용하게 되면 버퍼가 가득 차서 데이터를 교체해야 하는 순간이 오는데 이때 어떤 값을 빼고 어떤 값을 저장할 지를 결정하는 데에는 여러 가지 방법이 있다. 본 논문에서 사용한 방법은 가장 오랫동안 액세스 되지 않은 데이터를 교체하는 LRU 방법이다. 이를 효율적으로 구현하기 위하여 우선순위 큐를 활용했다. gem5 시뮬레이터와 DRAMSim2 시뮬레이터를 사용해 DDR4 환경에서 실험하였으며 SPEC2006 벤치마크를 실행시켰다. 우선순위 큐의 크기 및 ECC 종류를 조작변인으로 설정하였으며 결과적으로 ECC 오버헤드가 본 논문이 없을 때보다 평균 72.1% 감소함을 확인할 수 있었다.

흐름생산라인에서의 제약버퍼의 운영방안

이정익 울산대학교 대학원 2002 국내석사

이 논문은 흐름생산라인에서 버퍼관리에 TOC개념을 적용하여 제약공정을 최대한 활용하는 버퍼운영에 관한 연구이다. TOC는 생산라인에서 전체 쓰루풋을 결정하는 제약공정을 100%활용하기 위해 제약공정 앞에 버퍼를 둔다. 버퍼가 클수록 제약 공정이 지체나 쉬는 위험성이 줄어드는데 반해 시스템 내에서 머무는 재공품과 재고는 늘어나게 된다. 또한 너무 작은 버퍼는 제약공정(CCR)의 활용능력을 감소시키게 된다. 많은 이전의 논문에서 DBR생산방식에서 제약버퍼의 중요성을 인식하고 있으며 이 논문의 연구방향이기도 하다. 즉 이 논문은 흐름생산라인에서 제약버퍼 운영의 한 부분인 제약버퍼의 크기의 영향에 관한 분석에 초점을 맞추고 있다. 기존 연구에서는 각기 다른 제품이 투입될지라도 각 공정처리시간을 일정하게 주고 생산일정을 계획했다. 즉 다른 제품이 투입될지라도 제약 공정을 보호하는 버퍼의 사이즈도 일정하게 적용되었다. 다른 제품이 투입된다면 실제로는 그 제품에 맞게 각 공정의 처리시간이 달라지게 되고 제약버퍼의 사이즈도 달라지게 된다. 기존 연구에서 간과되었던 이 부분에 대해 연구를 하고 비교 분석을 한다. 즉 기준의 연구에 대한 모델을 적절히 수정한 모델(제약버퍼의 운영을 고정적인 버퍼사이즈로 운영)과 제품의 타입이 달라짐으로 변화하는 공정에 대한 모델(제약버퍼의 운영을 유동적인 버퍼사이즈로 운영)을 제약이론의 개념을 적용하여 결과를 분석한다. 측정기준은 두 모델의 총 생산 소요시간과 제품별 평균 체류시간으로 한다. 버퍼의 크기가 총 생산 시간과 평균 체류 시간에 미치는 영향을 분석하여 적당한 버퍼사이즈를 결정할 수 있도록 한다. 그리고 이때 시간 버퍼의 운영에 대한 방안을 제시하기 위해 생산라인에 서로 다른 타입의 제품이 투입될 때 버퍼사이즈에 관한 결정을 어떻게 할 것인가를 소개한다. 시뮬레이션 결과는 적용되는 배수에 따라 고정적인 버퍼사이즈를 적용한 경우와 유동적인 버퍼사이즈를 적용한 모델 사이의 차이를 보여주어 총 생산 소요시간과 평균체류시간에 어느 경우가 더 우수한 결과를 도출하는지를 보여준다. 이에 따라 각 공장에서 투입되는 제품의 타입에 따라 간단한 시뮬레이션을 통해 적절한 버퍼사이즈를 도출하여 각 공정에 맞는 버퍼사이즈 운영하도록 한다. Many company in the korea are interesting in TOC more and more. This paper contains a concept of DBR( drum-buffer-rope)-a method of TOC. Specially, This introduces how to manage buffer in flow-shop and to determine suitable buffer size. To use CCR maximumly in the flow shop, How to manage time buffer is a important point in the DBR. AS Time buffer increase, The available of CCR increase but products left in the system and inventories increase too. Besides too small time buffer decrease the available of CCR. There are two model to compare between buffer size fixed and movable. When the differ type of products were arrived at first operation, this thesis presents an method to choose properable buffer size. After decision of buffer size, The releasetime and check point about products were determined and managed. Simulation results show that if mult is 0.5 or 1 the fixed buffer size superior to movable one. The application of the fixed buffer size make a manager slove the inconvenience of management applicaed movable buffer size. In other hand, The movable buffer size superior to fixed one. According The difference of simulation results, One of both buffer size fixed and movable have to be choosed proper.

CCPM에서의 버퍼관리에 관한 연구

이동근 울산대학교 대학원 2002 국내석사

프로젝트란 일정한 단위 기간 동안 주어진 목표를 수행하기 위한 작업들의 모임이라고 정의할 수 있다. 건설, 조선, R&D 분야, S/W 개발 분야 등 시작 시점과 완료 시점이 명확한 것을 말한다. 이러한 것들은 프로젝트의 성공적인 관리가 기업의 핵심적인 성공요인이 되고 있다. 전통적인 프로젝트 관리 기법으로 1950년대에 나온 PERT/CPM이 있다. 이 기법은 작업의 우선 순위와 소요 시간을 계산하여 네트워크 모형을 이용하여 프로젝트의 애로경로(Critical Path)를 찾아내어 관리하는 것이다. 기존의 프로젝트는 원래의 납기를 지키지 못했고, 변경이 잦았다. 또한 자원이 필요할 때에 사용될 수 없었고, 프로젝트 사이의 우선순위에 대한 경쟁이 심하였다. 그리고 초기에 계획된 예산을 초과하는 경우가 많았고, 재작업이 빈번하게 발생하는 전형적인 문제를 안고 있다. 그 이유는 자원의 제약을 고려하지 않았고, 작업자의 행태에 대한 인식이 부족했기 때문이다. Goldratt 박사는 이러한 문제점을 해결하기 위한 대안으로 제약 이론(TOC : Theory of Constraints)을 기반으로 하는 애로사슬 프로젝트관리(CCPM : Critical Chain Project Management)기법을 제시했다. 이것은 스케줄링에 자원의 제약을 고려하고, 각 작업장마다 주어졌던 여유 시간을 모아서 프로젝트 전체를 관리하는 버퍼로 둔다. 이 버퍼는 작업 중 발생하는 예기치 못한 상황에 대처하기 위한 것이다. 더 나아가 버퍼를 설정하는 것만으로 끝나지 않고 버퍼관리를 통하여 완료시점을 더 단축시킬 수 있도록 하였다. 버퍼관리는 OK, 주시&계획, 행동의 3가지 영역으로 나누어서 관리를 한다. 프로젝트 관리자는 항상 버퍼의 잔량을 확인하고 잔량이 영역에 들어왔을 때는 해당되는 작업을 수행한다. Goldratt 박사는 영역의 크기를 균등하게 분할하여 관리를 했는데 프로젝트가 처한 상황에 따라 영역의 크기는 달라져야 할 것이다. 행동영역의 크기를 크게 하면 프로젝트 완료시간은 단축되지만 추가 비용이 발생할 것이고, OK영역을 크게 하면 프로젝트가 지연될지도 모른다. 따라서 프로젝트에 따라 적당한 버퍼 영역의 크기 결정이 중요하다. 프로젝트는 일회성 프로그램이므로 일정을 계획할 때에 결정 되어지는 버퍼 영역의 크기가 매우 중요하다. 그래서 시뮬레이션과 같은 예측 프로그램을 통한 버퍼 영역의 크기 결정이 필요하게 될 것이다. 이 논문에서는 애로사슬 프로젝트관리에서 버퍼관리가 미치는 영향을 알아보려고 한다. 동일한 모델에 버퍼관리에서의 3가지 영역의 크기를 달리하여 프로젝트 완료 시간, 행동(ACT) 영역에 들어온 프로젝트 횟수, 비애로사슬(Non-Critical Chain)의 작업 지연 횟수의 평가 기준으로 실험을 한다. 실험 결과, 프로젝트 완료시간은 행동(ACT)영역을 크게 한 경우가 더 짧게 나왔지만, 추가 비용이 발생하는 조치가 취해지는 공정도 많았다. 애로사슬에서 작업 지연이 많이 발생하는 공정이 확인되었다. 그리고 비애로사슬에서도 작업 지연이 많이 발생하는 공정이 확인되었다. A project is a group of tasks for performing a goal for a certain period, where the beginning and completion is obvious like construction, shipbuilding, R&D and S/W development. PERT/CPM which is a traditional project management technique has shown poor performance in due date fulfillment and budget control. PERT/CPM does not consider restrictions of material and worker’s behavioral patterns properly. Goldratt suggested a new project management technique called ‘critical chain project management’. This considers restrictions of material and prepares buffers to manage unexpected situations instead of spare time of each task. The buffer is divided into three different areas such as OK, WATCH&PLAN and ACT. If the left time of buffer arrive ACT area, a project manager will carry out the planned actions. And this will be occurring additional expenses of the project. If the size of ACT area is large, additional expenses will be increased. On the contrary, If the size of ACT area is small, complete time of the project will be delayed. In this paper, we find out how buffer management affects on the completion of the project. In this experiment, we assign different size in each of three areas of buffer. Performance measures are the complete time of the project, the number of project arrived at ACT area, and the number of project delayed by non-critical chain. The results of this paper are the complete time of project was shortest in the case that ACT area is large and the others performance measures except complete time of the project identified problem of project.