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[국내논문] 윈도우 운영체제에서 레지스트리 가상화 구현
Implementation of Registry Virtualization on Windows 원문보기

韓國컴퓨터情報學會論文誌 = Journal of the Korea Society of Computer and Information, v.15 no.2, 2010년, pp.19 - 26  

신동하 (상명대학교 컴퓨터과학부)

초록
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윈도우 운영체제의 레지스트리는 시스템 및 응용 프로그램의 설정 데이터가 저장되는 계층적 구조를 가지는 데이터베이스이다. 본 논문에서는 윈도우 운영체제에서 레지스트리 가상화 알고리즘을 제안하고 구현하였으며 그 성능을 측정하였다. 본 논문에서 제안하는 레지스트리 가상화 알고리즘은 Copy-One-level On Write-Open(COOWO)이라고 불리는데 이는 일반적인 Copy On Write(COW) 방식을 레지스트리 가상화에 적합하도록 수정한 것이다. 본 논문에서는 제안한 알고리즘을 윈도우 운영체제에서 동적 라이브러리로 구현하였고 다양한 윈도우 응용 프로그램에 적용하였다. 본 논문은 레지스트리 가상화를 구체적으로 다루는 논문이 많지 않은 현실에서 레지스트리 가상화 알고리즘을 상세하게 기술하였고, 알고리즘의 성능이 실제 응용에 사용 가능하다는 것을 발견하였다는 점에서 의의가 있다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The Windows registry is a hierarchical database where the configuration data of a system or application programs is stored. In this paper, we presented and implemented a registry virtualization algorithm and measured its performance. The registry virtualization algorithm presented in the paper is ca...

주제어

#레지스트리   #가상화   #윈도우 운영체제   #프로세스 가상화  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • COW는 앞의 보기처럼 가상 자원을 효율적으로 생성하기 위하여 사용될 수도 있고, 자원의 접근 히스토리를 기억하여 자원의 모습을 이전 상태로 되돌리기 위한 스냅샷(snapshot) 기능을 제공하기 위하여 사용되기도 한대6]. 본 논문에서는 COW 방식을 레지스트리 동작에 적합하게 수정한 Copy-One-Level On Write-Qpen 방식을 제안한다.
  • 본 논문에서는 COWCX 레지스트리 가상화에 적합하게 변형한 COOWO 방식을 제안한다. COWO 방식을 그대로 레지스트리 가상화에 적용할 수도 있지만 아래와 같은 문제가 발생한다.
  • 걸리는 수행 시간이 길어진다. 본 논문에서는 가상 프로세스가 호스트 프로세스보다 어느 정도 수행 시간이 더 길어지는지에 대하여 측정하고 평가한다. 우리가 윈도우에서 수행하는 대부분의 응용 프로그램은 프로그램의 작업 시간 중 극히 일부 시간 동안 레지스트리를 사용한다.
  • 본 논문에서는 알고리즘을 절차적으로 표현하지 않고 주어진 함수의 인수에서 발생하는 모든 조건을 표로 표현하여 보다 정확하게 알고리즘을 표현하였다. 이 표에서 회색 부분은 조건을 나타내고 흰색 부분은 실제 동작을 나타낸다.
  • 본 논문에서는 윈도우 운영체제 상에서 레지스트리 자원을 가상화하는 알고리즘을 제안하고 이를 구현하여 그 성능을 측정하였다. 본 논문에서 제안하는 레지스트리 가상화 알고리즘은 Copy-One-level On Wiite-Open(COOWO) 라고 불리는데 이는 기존의 일반적인 COW) 알고리즘을 레지스트리 가상화에 적합하도록 수정한 알고리즘이다.
  • 이와 같은 방식으로 자원을 관리하는 방식을 일반적으로 Copy On Write(COW) 방식[5][6]이라고 한다. 본 논문에서는 이 방식을 수정한 Copy-One-levd On tePpai(COOWO)이라는 알고리즘을 제안하고 구현한다. 본 논문에서 제안하는 방식은 호스트 레지스트리와 가상 레지스트리의 유니온(uiion) 동작이 필요하지 않으며, ABI 단계에서 쉽게 구현이 가능하다는 장점이 있다.
  • 3%의 프로세스 수행 시간의 증가를 의미한다. 본 논문은 레지스트리 가상화 구현에 대한 구체적인 내용을 소개한 논문이 많지 않은 현실에서 레지스트리 가상화 알고리즘 및 구현 내용을 상세하게 기술하고 구현된 프로그램의 성능을 측정해 보았다는 관점에서 의의가 있다. 본 논문에서 구현한 '레지스트리 가상화 모듈' 은 좀 더 성능 향상을 위한 연구를 거친 뒤 본 연구 팀에서 기개발한 '파일 가상화 모듈'[11]과 통합되어 '윈도우 프로세스 가상 기계' 개발에 적용될 예정이다
  • 본 논문은 프로세스 가상화 기술 중 윈도우 운영체제 상에서 적용되는 레지스트리(stry) 가상화 기술에 대하여 다룬다. 레지스트리는 윈도우 운영체제 상에서 시스템 혹은 응용프로그램의 설정 데이터가 저장되는 계층적 구조를 가지는 데이터베이스이다.
  • 본 절에서는 앞의 2.2에서 소개한 레지스트리 처리 Native API를 가상화하는 상세 알고리즘을 기술한다. 특히 함수 ZwCreateKey, ZwOpenKey, ZwDeleteKey의 가상화 동작에 대하여 중점적으로 기술한다.

가설 설정

  • . H: 호스트 레지스트리 경로명으로 함수를 수행한다.
  • . key exist?: 인수로 주어진 경로명에 해당되는 레지스트리 키가 호스트 레지스트리에 존재하면 H=1 임 가상 레지스트리에 존재하는 경우 itag이 없으면 V=1 이고 있으면 V=itag 임.
  • 이 그림에서 회색으로 표시된 부분이 가상 레지스트리이다. 가상 레지스트리는 호스트 레지스트리에 마운트되어 있지만 호스트 프로세스가 접근할 수는 없게 설정되어 있다고 가정한다.
  • 어떤 레지스트리 키에 대하여 쓰기 동작이 일어날 경우 자식 레벨에 있는 서브키에 대하여도 자주 쓰기 동작이 일어나는 경우가 많다. 이는 키 쓰기 동작에 대한 로칼리티(locality) 특성이 있다는 점을 가정한 것이다.
  • 로그(delete log)에 기록한다. 제거 U에 기록된 레지스트리 키는 나중에 열기 동작이 있을 때 호스트 레지스트리에 존재하지만 존재하지 않는다고 가정한다. 제거 로그는 보통해쉬 테이블로 구현한다.
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참고문헌 (19)

  1. Philip Dawson and Thomas J. Bittman, "Virtualization Changes Virtually Everything," Gartner Research ID Number G00116488, Mar. 2008. 

  2. James E. Smith and Ravi Nair, "The Architecture of Virtual Machines," IEEE Computer, Vol. 38, No. 5, pp. 32-38, May 2005. 

  3. Steve Herrod, "The Future of Virtualization Technology", Proceedings of the 33rd International Symposium on Computer Architecture, 2006. 

  4. Philip Winslow, Robert Semple, Jason Maynard, Dennis Simson and Bryan McGrath, 'Desktop Virtualization Comes of Age," Equity Research of Credit Suisse, Nov. 2007. 

  5. A. Azagury, M. E. Factor, and J. Satran. ''Point-in-time copy: Yesterday, today and tomorrow," Proceedings of the Tenth Goddard Conference on Mass Storage Systems and Technologies, pp. 259-270. IEEE, April 2002. 

  6. Zachary Nathaniel Joseph Peterson, "Data Placement For Copy-On-Write Using Virtual Contiguity," MS Thesis, University of California Santa Cruz, September 2002. 

  7. VMware, "VMware ThinApp User's Manual," VMware ThinApp 4.0, VMware, Inc., 2008. 

  8. Yang Yu Fanglu Guo Susanta Nanda Lap-chung Lam Tzi-cker Chiueh, "A Feather-weight Virtual Machine forWmdows Applications," Proceedings of Vutual Execution Environment, June 2006. 

  9. Yang Yu, "OS-level Virtualization and Its Applications," Ph.D. Thesis, Stony Brook University, December 2007. 

  10. Galen Hunt and Doug Brubacher, 'Detours: Binary Interception of Win32 Functions," Proceedings of the 3rd USENIX Wmdows NT Symposium, July 1999. 

  11. Dongha Shin, "A File Virtualization Scheme on Windows," International Transaction on Computer , Feb. 2009. 

  12. James E. Smith and Ravi Nair, "Virtual Machines Versatile Platforms for Systems and Processes," Elsevier, 2005. 

  13. Jerry Honeycutt, "Microscft Windows Registry Guide," Second Edition, Microsoft Press, August 2005. 

  14. Johnson M. Hart, 'Windows System Programming," Third Edition, Addison Wesley Professional, Oct 2004. 

  15. Gary Nebbett, "Windows ND/2000 Native API Reference," MTP, 2000. 

  16. 신동하, 김지연, "uC/OS-II 실시간 커널의 가상화를 위한 하이퍼바이저 구현."한국컴퓨터정보학회논문지, 제12권, 제5호, 103-112쪽, 2007년11월. 

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  17. 손성훈, 이재현,"임베디드 시스템을 위한 가상 머신 모니터의 설계와 구현," 한국컴퓨터정보학회논문지, 제14권1, 제1호1, 57-64, 2009년1월. 

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  18. Process Explorer v11.33, http.//technmicrosoftcom/en-us/sysinternals/bb896653.aspx, Mark Russinovich, 2009. 

  19. Managing the Windows Registry with Reg.exe, http.//commandwindows.com/reg.htm 

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