네트워크 및 애플리케이션 기술의 발전은 컴퓨터, 모바일 시스템을 비롯한 정보기기의 활용에 커다란 변화를 야기시켰다. 60-70년대의 메인 프레임을 시작으로 80년대의 서버-클라이언트 패러다임을 거쳐 90년대 이후의 네트워크 컴퓨터 형태로 발전하는 과정에서 현재 컴퓨터 시스템은 독립적인 물리적 시스템에서 상호보완적인 네트워크 기반의 가상 시스템으로 진화하고 있다[1][2]. 네트워크 기반의 시스템에서 작업 수행에 필요한 애플리케이션과 데이터는 로컬 시스템에 해당하는 클라이언트가 아닌 서버에 저장된다[1]. 사용자는 네트워크를 통해 서버 상의 애플리케이션, 데이터를 마치 로컬 환경에서와 같이 활용할 수 있으며, 이러한 메커니즘에 의하여 클라이언트는 보다 경량화, 네트워크 친화적시스템으로 발전해나가고 있다. 본 논문에서는 이러한 씬-클라이언트를 보다 효율적으로 구현할 수 있는 가능성 있는 방안에 대해 논의하기로 한다. 서버 상의 애플리케이션과 데이터를 마치 로컬 환경에서 활용할 수 있도록 본 논문에서는 X프로토콜을 활용하였다. 기존의 단일화 된 서버 시스템과는 달리 프락시를 미들-티어로 설계하여 QoS 및 세션의 영속성을 제고하였다. 씬-클라이언트와 서버에 각각 X서버, Xvfb(X virtual frame buffer)를 구현하였고 세션 관리를 위하여 XSMP(X Session Management Protocol)을 적용하였다. 이를 통하여 최종적으로 단순한 서버 디스플레이 전달을 넘어, 서버 상의 애플리케이션이 네트워크를 경유하여 씬-클라이언트에 원격 애플리케이션으로 전달되도록 하는 씬-클라이언트 프레임워크를 제안하였다.
네트워크 및 애플리케이션 기술의 발전은 컴퓨터, 모바일 시스템을 비롯한 정보기기의 활용에 커다란 변화를 야기시켰다. 60-70년대의 메인 프레임을 시작으로 80년대의 서버-클라이언트 패러다임을 거쳐 90년대 이후의 네트워크 컴퓨터 형태로 발전하는 과정에서 현재 컴퓨터 시스템은 독립적인 물리적 시스템에서 상호보완적인 네트워크 기반의 가상 시스템으로 진화하고 있다[1][2]. 네트워크 기반의 시스템에서 작업 수행에 필요한 애플리케이션과 데이터는 로컬 시스템에 해당하는 클라이언트가 아닌 서버에 저장된다[1]. 사용자는 네트워크를 통해 서버 상의 애플리케이션, 데이터를 마치 로컬 환경에서와 같이 활용할 수 있으며, 이러한 메커니즘에 의하여 클라이언트는 보다 경량화, 네트워크 친화적시스템으로 발전해나가고 있다. 본 논문에서는 이러한 씬-클라이언트를 보다 효율적으로 구현할 수 있는 가능성 있는 방안에 대해 논의하기로 한다. 서버 상의 애플리케이션과 데이터를 마치 로컬 환경에서 활용할 수 있도록 본 논문에서는 X프로토콜을 활용하였다. 기존의 단일화 된 서버 시스템과는 달리 프락시를 미들-티어로 설계하여 QoS 및 세션의 영속성을 제고하였다. 씬-클라이언트와 서버에 각각 X서버, Xvfb(X virtual frame buffer)를 구현하였고 세션 관리를 위하여 XSMP(X Session Management Protocol)을 적용하였다. 이를 통하여 최종적으로 단순한 서버 디스플레이 전달을 넘어, 서버 상의 애플리케이션이 네트워크를 경유하여 씬-클라이언트에 원격 애플리케이션으로 전달되도록 하는 씬-클라이언트 프레임워크를 제안하였다.
The advancement of network & application technology causes a major change for the use of IT(Information Technology) equipment, including computer and mobile system. In the process from beginning with main frame in the 1960s and 70's, through the server-client paradigm in the 1980s and toward the dev...
The advancement of network & application technology causes a major change for the use of IT(Information Technology) equipment, including computer and mobile system. In the process from beginning with main frame in the 1960s and 70's, through the server-client paradigm in the 1980s and toward the development of network computer since 90's, computer systems are now evolutioning from isolated physical system to complementary network based virtual system[1][2]. In network based computer system, application and data required for operation are stored at not client as local system, but at server[1]. User can use application & data on a server as if those are on a local client, and a client is now toward a developing thin and network friendly system. In this paper, we discuss possible ways for the efficient implementation of thin-client. For the use of remote application & data as if in local environment, we make use of X protocol. Unlike formal simple Client - Server paradigm, we design a Proxy for middle-tier server for the improvement of QoS and session persistence. X server, Xvfb(X virtual frame buffer) are implemented on thin client and Server, respectively and we applied XSMP(X Session Management Protocol) to our framework for session management. In the end, beyond simple transfer of server display, we suggest thin client framework for the transfter of remote server application over internet.
The advancement of network & application technology causes a major change for the use of IT(Information Technology) equipment, including computer and mobile system. In the process from beginning with main frame in the 1960s and 70's, through the server-client paradigm in the 1980s and toward the development of network computer since 90's, computer systems are now evolutioning from isolated physical system to complementary network based virtual system[1][2]. In network based computer system, application and data required for operation are stored at not client as local system, but at server[1]. User can use application & data on a server as if those are on a local client, and a client is now toward a developing thin and network friendly system. In this paper, we discuss possible ways for the efficient implementation of thin-client. For the use of remote application & data as if in local environment, we make use of X protocol. Unlike formal simple Client - Server paradigm, we design a Proxy for middle-tier server for the improvement of QoS and session persistence. X server, Xvfb(X virtual frame buffer) are implemented on thin client and Server, respectively and we applied XSMP(X Session Management Protocol) to our framework for session management. In the end, beyond simple transfer of server display, we suggest thin client framework for the transfter of remote server application over internet.
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문제 정의
네트워크 상에서 서버(X 애플리케이션)와 클 라이언트(X 서버)간 통신 세션을 저장, 유지하기 위한 프로토콜로서 본 논문에서는 XSMP(X Session Management Protocol)을 활용하고자 한다. X 서버와 통신하는 일련의 X 애플리케이션 그룹이 세션의 주체에 해당하며 각 X 애플리케이션은 자신만의 상태정보를 가지고 있다.
X 애플리케이션과는 분리된 미들-티어 시스템에 가상 서버로서 역할을 하는 Xvfb를 지정한 것은 작업에 있어서의 효율성에 근거한다. 본 논문에서 구현하고자 하는 시스템에서 우리는 다수의 씬-클라이언트 시스템이 중앙 서버의 애플리케이션을 공유하는 것을 가능하게 하고자 한다. 이는 X 애플리케이션이 보다 많은 X 서버와 통신 및 작업을 수행하여야 함을 의미하며 네트워크 상에서 연결되는 클라이언트(X서버)의 개수가 증가함에 따라 서버(X 애플리케이션)의 오버로드는 급격히 증가되게 된다.
본 논문에서는 XSMP 기반의 세션 관리를 구현하기 위하여 별도의 리눅스 시스템을 지정하였고 해당 시스템 위에 씬-클라이언트와 통신하는 애플리케이션의 세션 정보를 관리하는 데이터베이스를 구축하였다. 애플리케이션 정보 저장을 위한 데이터베이스로는 리눅스에서 가장 범용적으로 쓰이는 MySQL을 활용하였으며, 리눅스 시스템 상에서 세션 관리자가 실행되도록 하였다.
본 논문에서는 네트워크 상에서 임의의 클라이언트가 타 시스템의 애플리케이션을 효율적으로 활용할 수 있는 씬-클라이언트 구현을 위한 프레임워크 설계 방안에 대해 알아보았다. 기반 프로토콜로서 X 프로토콜을 활용하였고 메커니즘 구현을 위한 요소기술로서 Xvfb, XSMP, NX를 활용하였다.
본 논문에서는 성능 및 효율성에 있어서 이러한 문제를 극복할 수 있도록 클라이언트-서버라는 단순한 2계층 모델을 지양하고 프락시 기능을 수행하는 별도의 미들-티어를 지정하였고 그를 서버와 동일한 네트워크 상에 구성하였다. 씬-클라이언트 상의 실제 X 서버에 대한 가상의 X서버로서 프락시가 그 기능을 수행하기에 WAN을 통해 전달되는 데이터를 효과적으로 경감시키는 것이 가능하다.
X 애플리케이션은 세션 관리자가 제공하는 SESSION MANAGER 환경 변수를 통하여 세션 관리자에 접속할 수 있으며, 일련의 속성을 활용하여 각 X 애플리케이션은 세션 관리자에게 자신의 상태를 전달할 수 있다. 본 논문에서는 씬-클라이언트에 대한 일관된 세션 유지 및 네트워크 복원 후의 세션 정보 제공을 XSMP 프로토콜을 통하여 구현하고자 한다.
본 논문에서는 씬-클라이언트와 애플리케이션 서버 간의 데이터 통신을 그 기능 및 역할에 따라 세분화하고 그에 관련된 각 프로토콜을 LAN에서 분산 시스템 형태로 구현함으로써 성능과 안정성 면에서 한층 개선된 씬-클라이언트 아키텍쳐를 구현할 수 있었다.
본 논문에서는 이러한 장점에서 나아가 실제 X 서버에 동기화된 복사본을 미들-티어에 구성하고자 하였다. 실제 X 서버에 동기화된 서버가 내부 LAN 상에서 실행된다면 X 프로토콜 통신에 있어서 지연의 가장 큰 원인으로 작용하였던 라운드 트립 트래픽을 획기적으로 경감할 수 있다.
다수의 네트워크와 사용자로 인해 낮은 대역폭, 높은 지연이 상존하는 WAN 상에서의 X 프로토콜 통신은 네트워크 성능 저하로 이어지며 그 원인은 X 트래픽, 빈번한 라운드 트립, 캐시 활용 부재의 세 가지로 요약할 수 있다. 본 논문에서는 이를 극복하기 위한 기술로서 우리의 시스템에 NX를 접목하고자 하며 이를 통하여 X 트래픽 압축, 라운드 트립의 감소는 물론 캐시 활용 메커니즘을 구현할 것이다. 이를 통하여 보다 향상된 성능의 X 데이터 전달 뿐아니라 보안의 측면에 있어서도 SSH 프로토콜 기반의 암호화, 인증을 활용하는 것이 가능하다.
본 장에서는 X 프로토콜 기반의 씬-클라이언트 구현에 있어 반영하고자 하는 요소기술에 대해 살펴보고자 한다. 우리가 구현하고자 하는 시스템은 단일 네트워크 또는 LAN 환경이 아닌 수많은 장비와 네트워크로 구성된 인터넷과 같은 WAN에서 실행된다.
본 장에서는 X 프로토콜을 기반으로 씬-클라이언트를 구현하기 아키텍쳐 설계에 대해 알아보고자 한다. 그를 위한 계층화된 시스템 아키텍쳐에 대해 먼저 살펴보고 X 클라이언트, X 서버의 활용방안에 대해 논의하고자 한다.
씬-클라이언트는 기존 클라이언트-서버 모델과는 달리 클라이언트의 기능을 경량화시킨 시스템으로서 작업 수행에 필요한 데이터 및 애플리케이션은 서버에 위치한다[1]. 본 장에서는 씬-클라이언트의 개념 및 동작 원리에 대해 서버 기반 컴퓨팅과 플러그-인 기반 컴퓨팅을 중심으로 살펴보고자 한다.
본 장에서는 지금까지 살펴본 씬-클라이언트 프레임워크 및 그 동작에 필요한 요소기술을 기반으로 씬-클라이언트 시스템을 실제 구현하기 위한 프레임워크를 설계해보고자 한다.
씬-클라이언트는 네트워크 발전에 따라 등장한 시스템이기에 네트워크의 상태에 종속적일 수 밖에 없다[2][6]. 이는 씬-클라이언트의 장점으로 나타나기도 하지만 단점으로 작용하기도 하는데 본 논문에서는 씬-클라이언트의 이러한 단점 및 문제점에 대해 살펴보고 그를 극복할 수 있는 방안에 대해 알아보고자 한다.
네트워크 장애 및 고장으로 두 시스템 간의 통신이 단절되면 세션, 데이터가 유실되고 X 애플리케이션은 좀비상태가 된다. 이러한 네트워크 상의 문제가 발생하더라도 X 서버와 X 애플리케이션 간 세션이 지속될 수 있어야 하며 이를 위하여 본 논문에서는 씬-클라이언트와 애플리케이션 서버 사이에 프락시로서의 기능을 수행하는 가상 서버를 지정 하여 미들-티어 서버 상에서 수행되도록 하였다. 가상 서버는 씬-클라이언트의 X 서버와 유사한 형태로 동작하며 서버 상에서 실행되는 X 애플리케이션이 네트워크 상의 타 클라이언트로 이동 또는 리다이렉트 되는 것을 가능하게 한다.
이러한 특성으로 원격의 네트워크 상에 위치한 컴퓨터 시스템의 애플리케이션을 로컬에서와 같이 활용할 수 있으며, 이러한 메커니즘에서 클라이언트를 경량화 하는 것이 가능하다[4]. 이러한 시스템은 씬-클라이언트로 불리고 있으며 본 논문에서는 이러한 씬-클라이언트를 보다 효율적으로 구현할 수있는 접근법 및 방법에 대해 살펴보고자 한다.
네트워크 장애 및 오류로 인해 씬-클라이언트와 서버 간의 연결이 단절되더라도 이전 상태로 복구할 수 있어야 할 것이다. 이를 위하여 본 논문에서는 XSMP 프로토콜을 기반으로 서버 상의 애플리케이션 상태를 저장 및 유지할 수 있는 세션 관리자 및 그를 위한 별도의 데이터베이스 활용을 제안하였다. 서버 상의 X 애플리케이션은 실행되는 동안 데이터베이스의 세션 관리자와 통신을 수행하여 자신의 상태 정보를 데이터베이스에 저장하게 된다.
또한 하나의 클라이언트가 아닌 다수의 클라이언트에 멀티플렉싱하는 기능도 갖추어야 할 것이다. 이와 같이 X 프로토콜을 기반으로 임의의 클라이언트에게 서버 상의 애플리케이션을 송신하고 세션을 유지 및 전달하기 위해서 본 논문에서는 그를 위한 가상 서버(Pseudo Server)를 지정하였으며, 이를 통하여 애플리케이션 서버의 애플리케이션을 클라이언트 상에서 보다 원활히 실행할 수 있다. 이러한 특성 및 필요성을 반영하여 씬-클라이언트 시스템 구축을 위한 계층적 아키텍쳐를 도시해보면 (그림 4)와 같다.
제안 방법
XSMP는 서버 상에서 실행되는 애플리케이션을 세션 관리자에 등록하는데 활용된다. XS MP를 통해 얻어진 애플리케이션 상태 정보가리눅스 시스템의 데이터베이스에 저장될 수 있도록 제어 프로토콜, 리눅스 서버 IP, 포트넘버로 이루어지는 네트워크 주소를 서버에 제공하여 애플리케이션이 세션 관리자에 접속할 수 있도록 하였다. 데이터베이스 상에서는 세션 관리에 필요한 각 속성을 칼럼으로 하는 테이블을 구성하였다.
본 논문에서는 이러한 기능의 가상 X 서버를 씬-클라이언트와서버 중간의 미들-티어에 구성하였고 네트워크부하를 전담하도록 설계하였다. 가상 X 서버가 실제 X 서버에 대한 가상의 시스템으로서 디스 플레이 출력 장치와 마우스, 키보드 등의 입력장치를 필요치 않는 특성을 고려하여 Xvfb(X virtual frame buffer)를 활용하여 미들-티어를 구축하였다. 가상 서버는 X 애플리케이션이 실행되는 서버와 동일한 네트워크 상에 존재하기에 X 애플리케이션이 실행되는 애플리케이션 서버와의 통신 QoS를 탁월이 향상시킬 수 있다.
본 장에서는 X 프로토콜을 기반으로 씬-클라이언트를 구현하기 아키텍쳐 설계에 대해 알아보고자 한다. 그를 위한 계층화된 시스템 아키텍쳐에 대해 먼저 살펴보고 X 클라이언트, X 서버의 활용방안에 대해 논의하고자 한다.
본 논문에서는 네트워크 상에서 임의의 클라이언트가 타 시스템의 애플리케이션을 효율적으로 활용할 수 있는 씬-클라이언트 구현을 위한 프레임워크 설계 방안에 대해 알아보았다. 기반 프로토콜로서 X 프로토콜을 활용하였고 메커니즘 구현을 위한 요소기술로서 Xvfb, XSMP, NX를 활용하였다. X 프로토콜은 본래 동일 시스템 또는 네트워크 상에서 X윈도우 시스템을 활용하기 위하여 개발된 프로토콜로서 인터넷과 같은 WAN 환경에서 활용하기에는 적합하지 않다.
인터넷 상에서 X 데이터를 효과적으로 전송하기 위해서는 데이터 압축 및 캐싱 메커니즘이 구현되어야 하기에 서버 측 네트워크에 NX 컴포넌트를 미들-티어로 구성하였으며 그를 통해 라운드 트립으로 인한 통신 지연을 대폭 완화시킬 수 있었다. 네트워크 단절 시에도 이전의 상태가 복원되도록 세션관리 서버를 데이터 베이스 형태로 리눅스 시스템에 구축하였으며, 애플리케이션 서버와의 통신을 기반으로 애플리케이션 정보가 세션관리 서버에 저장될 수 있도록 하였다.
둘째, 본 논문에서는 터미널 서버와 애플리케이션 서버를 서로 다른 네트워크가 아닌 동일한 LAN(Local Area Network) 상에 구축함으로써 통신에 있어서의 QoS가 대폭 개선될 수 있도록 하였다. 이더넷 기반의 LAN 상에서는 보다 많은 데이터를 빠르고 안정적으로 전송할 수 있다.
본 논문에서는 그를 위한 방안으로서 프락시 기능을 수행하는 Xvfb를 미들-티어 서버 상에 구성하였으며 안정적인 X 프로토콜 통신이 수행될 수 있도록 동일한 LAN 상에 터미널 서버와 애플리케이션 서버를 구성하였다. 또한 X 애플리케이션에 대한 요청/응답을 처리하는 모듈과 X애플리케이션을 동일한 시스템 상에 구현함으로써, 네트워크의 상태의 영향을 최소화하였고 XSMP(X Session Management Protocol)을 활용하여 원격 애플리케이션 호출 세션이 지속적으로 유지될 수 있도록 하였다[8].
상기 그림에서 확인할 수 있듯이 본 논문에서 제안한 씬-클라이언트 아키텍쳐는 씬-클라이언트, 서버로 구성되던 기존 방식을 개선하였다. 보다 효율적인 데이터 전송, 안정적인 세션 관리가 이루어질 수 있도록 원격 네트워크 상에 프락시 서버, 세션관리 서버로 구성되는 미들-티어를 구축하였다. X 프로토콜이 본래 내부 네트워크 상에서의 통신을 목적으로 제작된 것이기에 본 논문에서도 그를 내부 네트워크 용도로 제한 하였다.
따라서 씬-클라이언트 시스템을 설계함에 있어 그 기능 및 역할에 따라 아키텍쳐의 세분화가 필요가 있다. 본 논문에서 구현하고자 하는 시스템은 TCP/IP 네트워크 상에서 X 프로토콜 사용을 기반으로 하며 서버 상의 애플리케이션을 데이터 유실 없이 안정적으로 클라이언트에게 전송할 수 있어야 한다. 또한 하나의 클라이언트가 아닌 다수의 클라이언트에 멀티플렉싱하는 기능도 갖추어야 할 것이다.
본 논문에서 구현하고자 하는 씬-클라이언트 시스템 프레임워크는 보다 많은 씬-클라이언트의 통신을 관장하며 낮은 QoS 특성의 네트워크상에서도 X 세션을 지속적으로 유지할 수 있어야 한다. 기 지적하였듯이 X 프로토콜은 본래 내부 네트워크 LAN이나 동일한 시스템 상에서 구현하기 위하여 개발된 것으로서 인터넷과 같은 외부 네트워크에 적용하기에는 한계가 있다.
NX는 그 기능 및 역할에 있어 NX 프락시와 NX 에이전트로 구성된다[11]. 본 논문에서 우리는 X 애플리케이션 및 X 서버 상에 NX 프락시, NX 에이전트를 각각 활용하였고 이를 통하여각 시스템 간에 안정적인 통신이 이루어지도록 하였다.
씬-클라이언트의 가장 큰 취약점이기도 한 이러한 특성을 극복하기 위해서는 네트워크의 상태에 관계없이 애플리케이션을 지속적으로 활용할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 그를 위한 방안으로서 프락시 기능을 수행하는 Xvfb를 미들-티어 서버 상에 구성하였으며 안정적인 X 프로토콜 통신이 수행될 수 있도록 동일한 LAN 상에 터미널 서버와 애플리케이션 서버를 구성하였다. 또한 X 애플리케이션에 대한 요청/응답을 처리하는 모듈과 X애플리케이션을 동일한 시스템 상에 구현함으로써, 네트워크의 상태의 영향을 최소화하였고 XSMP(X Session Management Protocol)을 활용하여 원격 애플리케이션 호출 세션이 지속적으로 유지될 수 있도록 하였다[8].
Xvfb를 기반으로 한 가상 서버는 클라이언트 측 방향으로는 가상의 서버, 서버 측 방향으로는 가상의 클라이언트로서 동작한다. 본 논문에서는 이러한 기능의 가상 X 서버를 씬-클라이언트와서버 중간의 미들-티어에 구성하였고 네트워크부하를 전담하도록 설계하였다. 가상 X 서버가 실제 X 서버에 대한 가상의 시스템으로서 디스 플레이 출력 장치와 마우스, 키보드 등의 입력장치를 필요치 않는 특성을 고려하여 Xvfb(X virtual frame buffer)를 활용하여 미들-티어를 구축하였다.
이를 통해 서버 원격 애플리케이션 호출에 필요한 Program, Client-ID, ProcessID는 물론 UserID, Current Directory, Previous-ID 등의 정보에 씬-클라이언트가 접근하도록 함으로써 세션이 중단되더라도 재연결시 복원될 수있도록 하였다. 뿐만 아니라 Register Client, SaveYourselfRequest, Set Properties, RestartCo -mmand 등의 프로토콜 커맨드를 통해 애플리케이션의 상태 정보가 세션 관리자를 통해 효율적으로 반영되고 데이터베이스에 저장될 수 있도록 하였다.
씬-클라이언트 구현에 있어 X 프로토콜 데이터의 압축, 캐싱, 라운드 트립 트래픽 감소를 통한 성능 개선과 더불어 중요한 것이 일관된 세션유지이며 이전 장에서 그 요소기술로 XSMP 를 활용하였다. XSMP는 서버 상에서 실행되는 다수의 X 애플리케이션을 관리하기 위한 프로토콜로서 각 X 애플리케이션은 세션 관리자와의 연결을 통해 상태 정보를 저장한다.
X 프로토콜은 로컬에서 원격 시스템의 애플리케이션을 호출할 수 있도록 하는 그래픽 기반의 프로토콜로서 원격 애플리케이션을 마치 로컬 시스템 상의 애플리케이션과 같이 활용하는 것을 가능하게 한다[5][6]. 이러한 특성의 X 프로토콜을 기반으로 우리는 네트워크 상의 각 시스템에 X server, Xvfb(X virtual frame buffer)를 구현하였으며 이를 기반으로 원격 애플리케이션을 실행할 수 있는 시스템 아키텍쳐를 설계하였다. 원격 애플리케이션 호출에 있어 가장 큰 문제점은 네트워크 상태에 종속적이고 민감하다는 것이다[7].
통신 뿐만 아니라 애플리케이션 관련된 부하까지 처리하는 이러한 구조적 특성 하에서 서버 부담은 가중될 수 밖에 없었고 결과적으로 이는 네트워크와 애플리케이션 운용 모두에 있어 비효율을 야기시켰다. 이를 개선하기 위해서는 네트워크, 애플리케이션 두 종류의 부하를 서로 다른 시스템으로 분할하는 것이 필요하며 그에 따라 본 논문에서는 미들-티어를 지정하여 가상 서버를 구축하였다.
낮은 대역폭, 높은 지연 특성을 갖는 인터넷과 같은 외부망에서 X 프로토콜 데이터를 전달함에 있어 충족되어야 할 요건으로는 데이터 압축, 캐시 활용, 라운드 트립 트래픽 감소 등을 들 수 있다. 이를 구현하기 위하여 본 논문에서는 기존의 클라이언트와 서버라는 2 계층 모델을 지양하고, 그 사이의 멀티-티어에 가상의 X 서버(프락시, Psuedo 서버)를 두는 3 계층 모델을 설계의 시작점으로 지정하였다. 이를 그림으로 나타내면 아래와 같다.
데이터베이스 상에서는 세션 관리에 필요한 각 속성을 칼럼으로 하는 테이블을 구성하였다. 이를 통해 서버 원격 애플리케이션 호출에 필요한 Program, Client-ID, ProcessID는 물론 UserID, Current Directory, Previous-ID 등의 정보에 씬-클라이언트가 접근하도록 함으로써 세션이 중단되더라도 재연결시 복원될 수있도록 하였다. 뿐만 아니라 Register Client, SaveYourselfRequest, Set Properties, RestartCo -mmand 등의 프로토콜 커맨드를 통해 애플리케이션의 상태 정보가 세션 관리자를 통해 효율적으로 반영되고 데이터베이스에 저장될 수 있도록 하였다.
이는 X 애플리케이션이 보다 많은 X 서버와 통신 및 작업을 수행하여야 함을 의미하며 네트워크 상에서 연결되는 클라이언트(X서버)의 개수가 증가함에 따라 서버(X 애플리케이션)의 오버로드는 급격히 증가되게 된다. 이에 따라 X 애플리케이션의 기존 업무에서 통신 관련 업무를 분리하여 가상 서버가 실행되는 별도의 시스템에서 Xvfb가 실행되도록 설계하였다.
때문에 시스템 설계에 있어 성능, 효율성을 극대화시킬 수 있는 기술에 대한 논의가 이루어져야 할 것이다. 이전 장에서 그를 위한 중추 시스템으로 미들 티어 상에서 별도의 시스템을 지정하였는데 본 장에서 소개할 Xvfb, XSMP, NX를 기반으로 우리가 원하는 씬-클라이언트 메커니즘을 설계하고자 한다.
또한 X 서버로부터 해당 요청에 대한 결과는 물론 이벤트 발생, 에러 등의 정보를 X 애플리케이션에 전달하는 역할을 한다[10]. 이처럼 Xvfb는 X 애플리케이션과 X 서버 양측에 있어 각각 가상의 X 서버, X 애플리케이션으로서 프락시의 기능을 수행하며 본 논문에서는 이러한 특성에 준하여 미들 티어 상의 가상 서버로서 Xvfb를 활용하고자 한다.
터미널 서버는 씬-클라이언트와 애플리케이션 서버 사이에 위치하는 일종의 미들-티어 서버로서 두 시스템 간의 통신을 관장하는 역할을 하며 애플리케이션 서버는 작업 수행에 필요한 실제 애플리케이션이 실행되는 시스템에 해당한다. 터미널 서버의 주요한 특징으로 세션의 영속성을 들 수 있으며, 애플리케이션 서버의 X 애플리케이션에 대한 복사본을 활용하여 네트워크 장애가 발생하더라도 일관된 세션을 유지될 수 있도록 하였다. 네트워크 장애로 씬-클라이언트 상의 X 디스플레이가 중단된다 하더라도 터미널 서버에 복사본과 세션 정보가 보관되어 있기에 재연결 시 세션을 원래대로 유지/복구시키는 것이 가능하다.
씬-클라이언트 시스템 구현을 위한 기본 아키텍쳐는 위 그림에서와 같이 프로토콜 계층(X11), 확장 계층(X11 Mobility), 관리 계층(Services & Database Module), 애플리케이션 계층(Application)으로 분류된다. 프로토콜 계층은 X 윈도우 레벨을 의미하며 본 논문에서는 TCP/IP 네트워크 상에서 X 프로토콜을 활용하여 X 윈도우 방식으로 애플리케이션을 구동할 것이다. 확장 계층은 이러한 서버 상의 X 애플리케이션이 네트워크 상의 씬-클라이언트로 전달될 수 있도록 하며 일관된 세션상태를 유지할 수 있도록 지원 하는 역할을 한다.
이론/모형
실제 X 서버에 동기화된 서버가 내부 LAN 상에서 실행된다면 X 프로토콜 통신에 있어서 지연의 가장 큰 원인으로 작용하였던 라운드 트립 트래픽을 획기적으로 경감할 수 있다. 그를 위한 기술로 본 논문에서는 NX기술을 활용하였다.
본 논문에서는 씬-클라이언트 시스템을 구현하는 가능성 있는 한 방법으로 X 프로토콜을 활용하였다. X 프로토콜은 로컬에서 원격 시스템의 애플리케이션을 호출할 수 있도록 하는 그래픽 기반의 프로토콜로서 원격 애플리케이션을 마치 로컬 시스템 상의 애플리케이션과 같이 활용하는 것을 가능하게 한다[5][6].
씬-클라이언트 상의 실제 X 서버에 대한 가상의 X서버로서 프락시가 그 기능을 수행하기에 WAN을 통해 전달되는 데이터를 효과적으로 경감시키는 것이 가능하다. 이와 더불어 인터넷을 통해 가로지르는 X 프로토콜 데이터 관련 데이터에 대한 압축, 캐싱 메커니즘 수행을 위하여 본 논문에서는 NX 컴포넌트를 활용하였다. NX 프락시, NX 에이전트를 씬-클라이언트와 서버측 시스템에 구성하였고 NX 에이전트를 통하여 실제 X 서버의 복사본을 서버와 동일한 네트워크에 구성하여 X 프로토콜 데이터로 인한 라운드 트립 트래픽을 WAN에서 효율적으로 감소시킬 수 있었다.
성능/효과
이와 더불어 인터넷을 통해 가로지르는 X 프로토콜 데이터 관련 데이터에 대한 압축, 캐싱 메커니즘 수행을 위하여 본 논문에서는 NX 컴포넌트를 활용하였다. NX 프락시, NX 에이전트를 씬-클라이언트와 서버측 시스템에 구성하였고 NX 에이전트를 통하여 실제 X 서버의 복사본을 서버와 동일한 네트워크에 구성하여 X 프로토콜 데이터로 인한 라운드 트립 트래픽을 WAN에서 효율적으로 감소시킬 수 있었다.
이더넷 기반의 LAN 상에서는 보다 많은 데이터를 빠르고 안정적으로 전송할 수 있다. 따라서 애플리케이션 서버의 X 애플리케이션과 터미널 서버 상의 X 디스플레이의 복사본 간의 신뢰성 있는 통신을 구현할 수 있으며 세션의 영속성을 보장할 수 있다. 뿐만 아니라 X 서버의 상태, 용량을 질의하는 데이터 패킷의 송수신이 상당한 대역폭을 제공하는 내부망에서 이루어짐으로 인터넷 상에서 전달되는 데이터 패킷을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
서버 기반의 컴퓨팅에서 클라이언트의 입력신호는 서버로 전달된다. 모든 작업 및 연산처리는 애플리케이션, 데이터가 저장된 서버에서 이루어지며 서버의 디스플레이 이미지는 클라이언트로 전달되었다. 입력 신호와 디스플레이 이미지가 전달되는 서버 기반 컴퓨팅과는 달리 플러그-인 기반의 컴퓨팅에서는 실행 가능한 애플리케이션이 클라이언트로 전달된다[9].
상기 그림에서 확인할 수 있듯이 본 논문에서 제안한 씬-클라이언트 아키텍쳐는 씬-클라이언트, 서버로 구성되던 기존 방식을 개선하였다. 보다 효율적인 데이터 전송, 안정적인 세션 관리가 이루어질 수 있도록 원격 네트워크 상에 프락시 서버, 세션관리 서버로 구성되는 미들-티어를 구축하였다.
이러한 문제점을 극복하기 위한 방안으로 본 논문에서는 두 가지 방안을 사용하였다. 첫째, 서버 시스템을 단일 시스템을 넘어 그 역할 및 기능에 따라 크게 터미널 서버와 애플리케이션 서버, 세션관리 서버로 세분화하였다. 터미널 서버는 씬-클라이언트와 애플리케이션 서버 사이에 위치하는 일종의 미들-티어 서버로서 두 시스템 간의 통신을 관장하는 역할을 하며 애플리케이션 서버는 작업 수행에 필요한 실제 애플리케이션이 실행되는 시스템에 해당한다.
X 애플리케이션의 요청 처리를 다수의 X 서버로 전송하는 것은 물론, X 서버로부터 그에 대한 응답 및 이벤트, 에러 등의 정보를 수신하여 X 애플리케이션에 포워딩하는 것이 기존 서버의 역할이었다. 통신 뿐만 아니라 애플리케이션 관련된 부하까지 처리하는 이러한 구조적 특성 하에서 서버 부담은 가중될 수 밖에 없었고 결과적으로 이는 네트워크와 애플리케이션 운용 모두에 있어 비효율을 야기시켰다. 이를 개선하기 위해서는 네트워크, 애플리케이션 두 종류의 부하를 서로 다른 시스템으로 분할하는 것이 필요하며 그에 따라 본 논문에서는 미들-티어를 지정하여 가상 서버를 구축하였다.
후속연구
네트워크 연결에 문제가 있다면 실제 작업을 수행하는 애플리케이션이 실행되는 서버 시스템에 접속할 수 없거나 진행 중인 작업의 내용이 유실되는 상황이 발생할 수 있다. 네트워크 환경이 불안정하고 장애가 발생하더라도 사용자가 기존 세션 정보를 유지하고 작업을 지속할 수 있기 위한 방안이 마련되어야 할 것이며 그를 지원할 수 있는 방향으로 씬-클라이언트 지원의 프레임워크가 구축되어져야 할 것이다.
본 논문에서 구현하고자 하는 시스템은 TCP/IP 네트워크 상에서 X 프로토콜 사용을 기반으로 하며 서버 상의 애플리케이션을 데이터 유실 없이 안정적으로 클라이언트에게 전송할 수 있어야 한다. 또한 하나의 클라이언트가 아닌 다수의 클라이언트에 멀티플렉싱하는 기능도 갖추어야 할 것이다. 이와 같이 X 프로토콜을 기반으로 임의의 클라이언트에게 서버 상의 애플리케이션을 송신하고 세션을 유지 및 전달하기 위해서 본 논문에서는 그를 위한 가상 서버(Pseudo Server)를 지정하였으며, 이를 통하여 애플리케이션 서버의 애플리케이션을 클라이언트 상에서 보다 원활히 실행할 수 있다.
X 윈도우 시스템에서 애플리케이션에 해당하는 X 클라이언트와 씬-클라이언트 상의 X 서버 간의 통신은 X 프로토콜에 의하여 이루어진다. 하지만 X 프로토콜은 본래 동일한 시스템 또한 LAN 상에서의 통신을 목적으로 개발되어진 프로토콜이기에 본 논문에서 지향하는 인터넷 상의 씬-클라이언트 시스템에 바로 적용하기에는 한계가 있다. 다수의 네트워크와 사용자로 인해 낮은 대역폭, 높은 지연이 상존하는 WAN 상에서의 X 프로토콜 통신은 네트워크 성능 저하로 이어지며 그 원인은 X 트래픽, 빈번한 라운드 트립, 캐시 활용 부재의 세 가지로 요약할 수 있다.
서버 상의 X 애플리케이션은 실행되는 동안 데이터베이스의 세션 관리자와 통신을 수행하여 자신의 상태 정보를 데이터베이스에 저장하게 된다. 향후 네트워크 및 씬-클라이언트의 문제로 인하여 세션이 중단되어도 씬-클라이언트는 세션 관리자를 통해 저장된 정보를 기반으로 이전의 세션을 복원할 수 있으며, 이를 통하여 보다 높은 QoS 환경에서 효율적으로 원격의 애플리케이션을 활용하는 것이 가능하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
X 프로토콜이란 무엇인가?
본 논문에서는 씬-클라이언트 시스템을 구현하는 가능성 있는 한 방법으로 X 프로토콜을 활용하였다. X 프로토콜은 로컬에서 원격 시스템의 애플리케이션을 호출할 수 있도록 하는 그래픽 기반의 프로토콜로서 원격 애플리케이션을 마치 로컬 시스템 상의 애플리케이션과 같이 활용하는 것을 가능하게 한다[5][6]. 이러한 특성의 X 프로토콜을 기반으로 우리는 네트워크 상의 각 시스템에 X server, Xvfb(X virtual frame buffer)를 구현하였으며 이를 기반으로 원격 애플리케이션을 실행할 수 있는 시스템 아키텍쳐를 설계하였다.
시스템 설계에 있어 성능, 효율성을 극대화시킬 수 있는 기술에 대한 논의가 이루어져야 하는 이유는?
본 장에서는 X 프로토콜 기반의 씬-클라이언트 구현에 있어 반영하고자 하는 요소기술에 대해 살펴보고자 한다. 우리가 구현하고자 하는 시스템은 단일 네트워크 또는 LAN 환경이 아닌 수많은 장비와 네트워크로 구성된 인터넷과 같은 WAN에서 실행된다. 때문에 시스템 설계에 있어 성능, 효율성을 극대화시킬 수 있는 기술에 대한 논의가 이루어져야 할 것이다.
네트워크로부터 격리된 컴퓨터는 어떻게 한계를 극복할 수 있는가?
네트워크 기술의 발전은 단순한 네트워크 형태의 진화만이 아닌, 컴퓨터 시스템의 형태 및 활용에 있어서도 막대한 변화를 야기시키고 있다. 네트워크로부터 격리된 컴퓨터는 제한된 성능, 용량의 독립적 시스템에 불과하지만 네트워크에 연결됨으로써 이러한 한계를 극복할 수 있다. 수많은 컴퓨터 시스템이 서로 연결되어 하나의 거대한 네트워크가 이루어지는 특성에 의하여 임의의 컴퓨터 시스템은 네트워크를 통하여타 시스템의 기능 및 자원을 효율적으로 활용할 수 있다[1].
참고문헌 (11)
http://en.wikipedia.org/wiki/Thin_client
White Paper, "Thin-Client/Server Computing", Citrix Systems, Inc, 1998
Niraj Tolia, David G. Andersen, and M. Satyanaraya nan "Quantifying Interactive User Experience on Thin Clients", IEEE Internet Computing, pp. 46-52, IEEE Computer Society, 2006.
Andrej Volchkov, "Server-Based Computing Opport unities", IT Pro, pp. 18-23, IEEE Computer Society, 2002.
Martin Mauve, "Protocol Enhancement and Compression for X-Based Application Sharing", University of Mannheim, pp. 11-12, , 1997
Tristan Richardson, Quentin Stafford-Fraser, Kenneth R. Wood, and Andy Hopper, "Virtual Network Computing", Mobile Computing, IEEE Coimputer Society, pp. 33-38, 1998
Mike Wexler, "X Session Management Protocol", The Open Group, pp. 1-3, 2002
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