[논문]클라우드 환경에서 QoS 보장을 위한 SLA 관리시스템 구현

윤가람; 이봉환

doi:10.6109/jkiice.2013.17.2.302

클라우드 환경에서 QoS 보장을 위한 SLA 관리시스템 구현
Implementation of SLA Management System for QoS Guarantee in Cloud Computing Environment 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.17 no.2, 2013년, pp.302 - 308

윤가람 (대전대학교 정보통신공학과) , 이봉환 (대전대학교 정보통신공학과)

초록
AI-Helper

인터넷이 보편화되고 확산됨에 따라 클라우드 서비스가 급속히 확산되고 있다. SLA란 서비스 제공자와 고객 간의 협약으로 서비스 제공자가 서비스 품질을 보증하기 위한 방법이다. 클라우드 컴퓨팅 환경에서의 SLA는 IT 서비스 제공자 입장에서 서비스 품질에 대한 고객만족도를 높이고 경쟁 사업자와의 차별화가 필요하므로 SLA를 통한 QoS 보장은 매우 중요한 요소이다. 그러나 클라우드 환경에서 SLA에 대한 연구는 아직 초기 단계에 머물고 있다. 본 논문에서는 클라우드 서비스를 위한 SLA 관리 지표를 정의하고, 이를 이용하여 QoS 보장을 위한 SLA 관리시스템을 구현하였다. 제안하는 SLA 관리시스템은 오픈소스를 이용한 클라우드 컴퓨팅 환경에서 모니터링 기반의 Migration 정책을 사용하여 Cluster Node들의 부하 분산이 할당된 가상머신들의 가용성, 응답시간, 처리율에 어떠한 영향을 미치는지 분석하고, 기존 클라우드 환경과 비교 분석하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Internet is becoming more common with increasing cloud services have been spreading rapidly. A SLA is agreements between service providers and customers of service providers is how to ensure quality of service. SLA in cloud computing environments from the perspective of the IT service providers to customer satisfaction increase for service quality, it will need to differentiate between competing carriers QoS guarantees with SLA is a very important factor. However, the study of SLA in the cloud is staying in its infancy. In this paper, SLA indices for cloud services defining and use them SLA Management System for QoS guarantee has been implemented. The proposed system using monitoring-based migration policy an open source-based cloud computing platform which Cluster Nodes load distribution of virtual machines assigned to their availability, response time, throughput analysis of what affects and is compared with existing cloud.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 논문에서는 클라우드 컴퓨팅 활성화를 위해 오픈소스를 이용한 클라우드 컴퓨팅 환경에서 SLA 관리시스템을 제안하였다. 제안하는 SLA 관리시스템은 가용성, 응답시간, 처리율의 SLA 지표를 기준으로 서비스 제공자와 서비스 이용자가 동시에 측정 지표에 대한 모니터링이 가능하고, 실시간 모니터링 기능과 모니터링 기반의 Migration 정책을 사용하여 Cluster Node의 부하를 분산시킴으로써 가용성, 응답시간, 처리율에 대한 QoS를 사용자에게 보장해준다.
본 절에서는 실험을 통해 기존의 클라우드 환경과 제안하는 SLA 관리시스템을 적용한 클라우드 환경에서의 부하S 분산 정도를 비교함으로써 부하 정도가 SLA 지표인 가용성, 응답시간, 처리율에 어떠한 영향을 미치는지 분석하고 제안하는 시스템의 타당성을 검증한다.

제안 방법

서비스 사용자는 Web을 통해 SLA를 체결하고, 이 데이터는 Front-End 서버로 전송된다. Front-End에서는 이러한 사용자 요청에 맞게 각각의 Cluster Node에 가상머신을 할당하며, 본 논문에서 제안하는 SLA 관리시스템은 Front-End에 위치하고 다음과 같은 기능들을 제공한다.
앞에서 언급한 3가지 지표를 사용한 이유는 여러 가지 SLA 지표들 중에 클라우드 컴퓨팅 활용에 있어 중요한 요소로 작용하는 것이 바로 성능과 가용성이다. 따라서 본 논문에서 평가 항목으로 제시한 SLA 품질 지표로 가용성과 성능을 측정하기 위한 응답시간과 처리율을 사용한다.
본 논문에서는 기존의 클라우드 환경에서 제안하는 SLA 관리시스템을 적용한다. 제안하는 시스템에서 사용되는 SLA 관리 지표는 가용성, 응답시간, 처리율로 정의하고, 이들 지표들에 대한 실시간 모니터링 기능과, 서버 환경의 장애 시 정보전달 서비스, QoS를 보장해주기 위한 알고리즘으로 구성된다.
앞서 정의한 3가지 측정 항목들의 대한 서비스 품질을 보장해주기 위해 Cluster Node 들의 부하를 분산시켰고, 부하 분산을 위해 본 논문에서는 모니터링 기반의 Migration 방법을 제안하였다.
위의 실험 결과를 바탕으로 SLA 관리시스템 적용 환경과 미적용 환경의 가용성, 응답시간, 처리율을 측정하여 비교 분석 하였다.
이에 따라 본 논문의 실험에서는 기존의 클라우드 환경과 제안하는 SLA 관리시스템이 적용된 클라우드 환경과의 분석을 통해 성능을 검증하였다.
본 논문에서는 클라우드 컴퓨팅 활성화를 위해 오픈소스를 이용한 클라우드 컴퓨팅 환경에서 SLA 관리시스템을 제안하였다. 제안하는 SLA 관리시스템은 가용성, 응답시간, 처리율의 SLA 지표를 기준으로 서비스 제공자와 서비스 이용자가 동시에 측정 지표에 대한 모니터링이 가능하고, 실시간 모니터링 기능과 모니터링 기반의 Migration 정책을 사용하여 Cluster Node의 부하를 분산시킴으로써 가용성, 응답시간, 처리율에 대한 QoS를 사용자에게 보장해준다. 제안하는 시스템은 실험을 통해 동일한 조건에서 기존의 클라우드 환경보다 향상된 성능의 결과를 검증하였다.
제안하는 SLA 관리시스템은 서비스 이용자에게 가용성, 응답시간, 처리율의 QoS를 보장해주기 위해 Migration 정책을 이용한다. Migration은 하나의 물리적인 Cluster Node에서 가상머신이 다른 Cluster Node로 이동하는 것을 말한다.
제안하는 SLA 관리시스템의 성능을 평가하기 위해 사용하는 SLA 지표들의 측정방법은 다음과 같고, 두 환경 모두 가상머신을 20개 생성하고, 가상머신의 사양은 동일하게 적용한다.
본 논문에서는 기존의 클라우드 환경에서 제안하는 SLA 관리시스템을 적용한다. 제안하는 시스템에서 사용되는 SLA 관리 지표는 가용성, 응답시간, 처리율로 정의하고, 이들 지표들에 대한 실시간 모니터링 기능과, 서버 환경의 장애 시 정보전달 서비스, QoS를 보장해주기 위한 알고리즘으로 구성된다. 제안하는 시스템은 QoS 를 보장해주기 위해 모니터링 기반의 Migration 정책을 사용하여 각각의 Cluster Node들의 부하를 분산시킴으로써, 가용성, 응답속도, 처리율의 지표에 대한 QoS를 보장한다.
제안하는 시스템에서 사용되는 SLA 관리 지표는 가용성, 응답시간, 처리율로 정의하고, 이들 지표들에 대한 실시간 모니터링 기능과, 서버 환경의 장애 시 정보전달 서비스, QoS를 보장해주기 위한 알고리즘으로 구성된다. 제안하는 시스템은 QoS 를 보장해주기 위해 모니터링 기반의 Migration 정책을 사용하여 각각의 Cluster Node들의 부하를 분산시킴으로써, 가용성, 응답속도, 처리율의 지표에 대한 QoS를 보장한다.
제안하는SLA 관리시스템에서는 클라우드 서비스를 제공함에 있어 서비스 제공 성능과 자원 사용의 효율성을 예측할 수 있는 Monitoring 기능을 제공한다. SLA 관리시스템에서 Monitoring 할 수 있는 SLA 지표로는 가용성, 응답시간, 처리율이다.

이론/모형

처리율은 단위 시간당 시스템이 처리할 수 있는 작업의 수를 나타내는 지표로서 본 실험에서는 원주율 PI값을 계산하는 superPI Tool을 이용해 처리율을 측정한다 [4][5].

성능/효과

본 논문에서 제안하는 클라우드 컴퓨팅 환경에서 SLA 관리시스템 도입은 앞의 실험 결과처럼 기존의 클라우드 컴퓨팅 환경보다 가용성, 응답시간, 처리율에서 우수함을 확인했다. 실험을 통해 가상화 기반의 클라우드 컴퓨팅 환경에서 가용성, 응답시간, 처리율은 각각의 Cluster Node의 CPU 사용률, 즉, Node의 부하에 많은 영향을 받는다는 결과를 얻었다.
실험 결과를 통해 제안하는 시스템은 기존 시스템보다 가용성은 평균 11.56%, 응답시간은 평균 20.35%, 처리율은 평균 8.76%의 향상된 성능을 보였다. 제안하는 시스템은 가상머신의 생성을 통해 발생하는 Cluster Node의 부하를 SLA 관리시스템에서 모니터링을 통한 Migration 정책을 적용함으로써 Node의 부하를 분산시키고, 부하가 분산됨에 따라 기존의 클라우드 환경에서 보다 더 좋은 QoS를 보장해줄수 있게 되었다.
본 논문에서 제안하는 클라우드 컴퓨팅 환경에서 SLA 관리시스템 도입은 앞의 실험 결과처럼 기존의 클라우드 컴퓨팅 환경보다 가용성, 응답시간, 처리율에서 우수함을 확인했다. 실험을 통해 가상화 기반의 클라우드 컴퓨팅 환경에서 가용성, 응답시간, 처리율은 각각의 Cluster Node의 CPU 사용률, 즉, Node의 부하에 많은 영향을 받는다는 결과를 얻었다.
76%의 향상된 성능을 보였다. 제안하는 시스템은 가상머신의 생성을 통해 발생하는 Cluster Node의 부하를 SLA 관리시스템에서 모니터링을 통한 Migration 정책을 적용함으로써 Node의 부하를 분산시키고, 부하가 분산됨에 따라 기존의 클라우드 환경에서 보다 더 좋은 QoS를 보장해줄수 있게 되었다.
제안하는 SLA 관리시스템은 가용성, 응답시간, 처리율의 SLA 지표를 기준으로 서비스 제공자와 서비스 이용자가 동시에 측정 지표에 대한 모니터링이 가능하고, 실시간 모니터링 기능과 모니터링 기반의 Migration 정책을 사용하여 Cluster Node의 부하를 분산시킴으로써 가용성, 응답시간, 처리율에 대한 QoS를 사용자에게 보장해준다. 제안하는 시스템은 실험을 통해 동일한 조건에서 기존의 클라우드 환경보다 향상된 성능의 결과를 검증하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	클라우드 컴퓨팅 서비스가 최근 주목받는 이유는?	클라우드 컴퓨팅 서비스는 급속한 IT 환경의 변화에 대처하고 조직의 IT 비용을 절감하기 위한 대표적인 수단으로 급부상하게 되었다. 클라우드 컴퓨팅을 한 문장으로 말하자면 서로 다른 물리적인 위치에 존재하는 IT 자원을 가상화 기술로 통합하여 사용자에게 인터넷을 통해 제공하는 서비스라 할 수 있겠다.
	클라우드 컴퓨팅 서비스란 무엇인가?	클라우드 컴퓨팅 서비스는 급속한 IT 환경의 변화에 대처하고 조직의 IT 비용을 절감하기 위한 대표적인 수단으로 급부상하게 되었다. 클라우드 컴퓨팅을 한 문장으로 말하자면 서로 다른 물리적인 위치에 존재하는 IT 자원을 가상화 기술로 통합하여 사용자에게 인터넷을 통해 제공하는 서비스라 할 수 있겠다. 클라우드 서비스는 IT 기술의 집합체로 가상화, 빌려쓰기, 확장성,표준화 및 자동화, 에너지 효율성 등의 특징을 내포하고 있다.
	SLA란?	인터넷이 보편화되고 확산됨에 따라 클라우드 서비스가 급속히 확산되고 있다. SLA란 서비스 제공자와 고객 간의 협약으로 서비스 제공자가 서비스 품질을 보증하기 위한 방법이다. 클라우드 컴퓨팅 환경에서의 SLA는 IT 서비스 제공자 입장에서 서비스 품질에 대한 고객만족도를 높이고 경쟁 사업자와의 차별화가 필요하므로 SLA를 통한 QoS 보장은 매우 중요한 요소이다.

참고문헌 (5)

최재경, "SLA 관리시스템 도입시 고려요소", ETRI 전자정보센터, pp 2-6 7-14, 2004. 8.
방송통신위원회, "클라우드 SLA 가이드 도입 방안", 연구보고서, pp.1-6, 2011.10.
김대웅, 이길행, 김영선, "서비스수준협약(SLA) 기술 동향", 전자통신동향분석 제 9권 제 6호 통권 90호, pp.55-65, 2004. 12.
김종현, "클라우드 컴퓨팅 활성화를 위한 서비스 품질 관리에 관한 연구", 성균관대학교 학위논문(석사) 2011.
신선영, 권웅기, 김양우, "클라우드 컴퓨팅 SLA 수립을 위한 품질 요소", 정보통신단체표준 2010, pp.1-10, 2010. 12.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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