초록

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본 연구에서는 관리의 복잡도를 줄이기 위한 대상으로써 운영체제 커널을 목표로 하였다. 특히, 운영체제의 핵심 기능들이 구현된 소프트웨어인 운영체제 커널이 본 논문에서 다루고자 하는 영역이다. 본 연구에서는 커널의 실제적인 서비스를 제공하는 커널서브시스템의 독립성을 살리고 시스템 내부의 변화에 따른 관리 복잡도를 줄이기 위해, 커널 내 구성요소들 간의 상호 관계 조율에 필요한 개념과 그 구조를 제안하고 있다. 본 논문에서 정의한 Self-prevention은 커널 내의 자율적인 상호 관계 조율을 위한 모든 방안들의 총칭이다. 이러한 self-prevention의 구현을 위해 커널 내의 핵심 관리부의 관여를 줄이고 예상치 못한 동작에 대한 처리를 서브시스템의 자율에 맡길 수 있도록 하기 위해서 3가지의 부가적인 커널 컴포넌트들 (sampler, analyzer, preventer)을 정의하였고, 그 상호관계들을 서술하고 있다. 본 연구의 기여도는 크게 두 가지로써 먼저, self-managing 혹은 자율형 컴퓨팅 분야의 새로운 시도라는 점과 두 번째로 서브시스템의 자율성과 독립성을 유지하여 운영체제의 기능 확장성에 도움이 될 수 있다는 것이다.

본 연구에서는 관리의 복잡도를 줄이기 위한 대상으로써 운영체제 커널을 목표로 하였다. 특히, 운영체제의 핵심 기능들이 구현된 소프트웨어인 운영체제 커널이 본 논문에서 다루고자 하는 영역이다. 본 연구에서는 커널의 실제적인 서비스를 제공하는 커널서브시스템의 독립성을 살리고 시스템 내부의 변화에 따른 관리 복잡도를 줄이기 위해, 커널 내 구성요소들 간의 상호 관계 조율에 필요한 개념과 그 구조를 제안하고 있다. 본 논문에서 정의한 Self-prevention은 커널 내의 자율적인 상호 관계 조율을 위한 모든 방안들의 총칭이다. 이러한 self-prevention의 구현을 위해 커널 내의 핵심 관리부의 관여를 줄이고 예상치 못한 동작에 대한 처리를 서브시스템의 자율에 맡길 수 있도록 하기 위해서 3가지의 부가적인 커널 컴포넌트들 (sampler, analyzer, preventer)을 정의하였고, 그 상호관계들을 서술하고 있다. 본 연구의 기여도는 크게 두 가지로써 먼저, self-managing 혹은 자율형 컴퓨팅 분야의 새로운 시도라는 점과 두 번째로 서브시스템의 자율성과 독립성을 유지하여 운영체제의 기능 확장성에 도움이 될 수 있다는 것이다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 따라서 본 섹션에서는 Self-prevention의 개념을 설명하고, 그 필요성과 적용 가능성에 대해서 논의한다. 그리고 구체적으로 기존의 커널 시스템에 Self-preventiong 도입하기 위해서 필요한 하위 구성요소들에 대해서 서술 할 것이다.
• 본 논문에서 다루고자 하는 것은 이러한 관리의 복잡도를 줄이기 위한 방안이며, 효과적인 관리를 위해 인간이 관여하는 정도를 최소화 하려 한다. 이러한 문제를 다루는 기존 연구 영역은 $시卜(71印13이。。[2], 자율형 컴퓨팅 (Autonomic 혹은 Autonomous computing) [1 ] 0ICI-.
• 본 논문에서는 운영체제 커널의 관리 복잡도를 줄이고 자율성을 부여하기 위해서 Self-prevention 개념을 도입하였다. 따라서 본 섹션에서는 Self-prevention의 개념을 설명하고, 그 필요성과 적용 가능성에 대해서 논의한다.
• 사용자로부터의 상호작용과 하드웨어 주변 장치로부터의 I/O 그리고 네트워크를 이용하여 비동기적으로 발생하는 원거리 이벤트들 등으로 인해 커널의 내부 상태는 변화한다. 본 논문에서는 커널이 이러한 변화하는 상태를 시스템 스스로 관리하기 위해서 필요한 정형화된 체계 확립을 목표로 하고 있다. 이후 절에서는 Self-prevention 개념을 적용할 수 있는 커널 서비스영역에 대해서 논의하고, 개념을 구체화하기 위해 필요한 하위 구성요소들에 대해서 서술하겠다.
• 본 섹션에서는 Self-preventione 적용 및 활용 가능성을 살펴본다. 앞서 정의한 대로 Self-preventione 커널 내에서 바람직하지 못한 상태로 진입하기 전에 예방책을 도입하자는 개념이다.
• 본 연구에서는 관리의 복잡도를 줄이기 위한 대상으로써 운영체제 커널을 목표로 하였다. 다양한 시스템 소프트웨어 가운데, 운영체제는 자율형 컴퓨팅 개념을 적용하기에 가장 적절한 영역에 해당한다.
• 본 연구에서는 커널의 실제적인 서비스를 제공하는 서브 시스템의 독립성을 살리고 시스템 내부의 변화에 따른 관리 복잡도를 줄이기 위해, 커널 내 구성요소들(핵심 관리부와 그 서브시스템)간의 상호 관계 조율에 필요한 개념과 그 구조를 제안하고 있다. 본 논문에서 정의한 Self-preventione 커널 내의 자율적인 상호 관계 조율을 위한 모든 방안들의 총칭이다.
• 본 연구는 그러한 연구들에 포함 될 수 있으나 다음과 같은 점에서 차이가 있다. 본 연구의 관심사는 순수 운영체제 커널로 전문화 및 한정화 한다는 것이다. 또한 본 연구에서는 커널 수준에서 지원 가능한 자율적인 실패처리(failure handling)를 다루고 있으며, 이는 커널 구조적인 접근을 하고 있다.
• 본 논문에서는 커널이 이러한 변화하는 상태를 시스템 스스로 관리하기 위해서 필요한 정형화된 체계 확립을 목표로 하고 있다. 이후 절에서는 Self-prevention 개념을 적용할 수 있는 커널 서비스영역에 대해서 논의하고, 개념을 구체화하기 위해 필요한 하위 구성요소들에 대해서 서술하겠다.
• 따라서 self-preventione 적용 영역은 광범우I하다. 이후 절에서는 s이f-prevention 개념을 구체화시키기 위해 필요한 구성요소들을 살펴보겠다.
• 운영체제는 프로세서와 물리 메모리, 주변장치들을 비롯한 각종 하드웨어 들고 卜, 다수의 사용자들의 행위(b아iavio「)에 따라 생성되거나 제거되는 다양한 작업들을 그 목적에 맞는 정책에 따라서 관리 및 제어해야 한다. 특히, 운영체제의 핵심기능들이 구현된 소프트웨어인 운영체제 커널(kernel)이 본 논문에서 다루고자 하는 영역이다.

가설 설정

• 리스트로써 유지하는 이유는 가용한 대응 솔루션(alternative s이니tion)들이 존재할 경우 이를 지원하기 위함이다. 여기에서 가용한 여러 대응 방법 가운데 가장 적합한 솔루션을 찾는 것은 별개의 문제이므로 본 논문에서는 다루지 않을 것이다.

제안 방법

• 일례로, 대부분의 시스템에서는 처리할 수 없는 문제가 발생했을 때, 기껏 스택(stack)등의 메모리 내용을 출력하고 커널 패닉(kernel panic) 메시지만을 보여주고 정지되어 버릴 뿐이다.[8] 이에 반해, 불안정 상태는 제어가 가능한 시점이므로 최소한 특정한 조치를 취할 수 있는 기회는 보장되는 것이므로, 본 연구에서 더욱 비중을 두게 되었다.
• 먼저, 본 연구는 self-managing 혹은 자율형 컴퓨팅 분야의 새로운 시도라는 점이다. 기존의 자율형 컴퓨팅의 적용 분야들에서는 주로 인간 전문가에 의해 관리 가능한 데이터베이스 시스템 (database system) [5] 01U 서버 구성 (configuration)의 관리[기 에 초점을 두었지 만, 본 연구에서는 일반 커널(generic kernel)LH£| computing 자원의 관리에 관련된 핵심 관리부와 그 관리 대상으로써의 커널 서브시스템에 초점을 두었다. 두 번째로, 기존 확장형 운영체제 (extensible operating system) 연구와 autonomous computing 연구와의 연결 고리가 될 수 있다는 점이다.
• 본 연구의 관심사는 순수 운영체제 커널로 전문화 및 한정화 한다는 것이다. 또한 본 연구에서는 커널 수준에서 지원 가능한 자율적인 실패처리(failure handling)를 다루고 있으며, 이는 커널 구조적인 접근을 하고 있다. 이와 유사한 연구로는 두 가지가 있는데, aspect-oriented 연구와 model-based 연구가 있다.
• 능동적인 요소는 자율적으로 예방조치를 취하는 커널의 컴포넌트이며 수동적인 요소는 커널의 기능을 수행하며 커널 state를 변화시키는 커널 서브 시스템이다. 본 연구에서는 전자를 코어 시스템으로 칭하였고, 후자를 타겟 서브시스템으로 칭하였다. 즉, Self-preventione 코어 시스템이 타겟 서브시스템을 주시하며 타겟 서브시스템이 변화시키는 커널 상태가 바람직하지 못한 상태에 진입하기 전에 능동적인 예방 조치를 취하는 것이다.
• 만약 커널 상태의 변화속도가 크고 샘플링 빈도도 빈번하다면, 많은 수의 스냅샷을 저장할 필요가 없다. 이렇게 변화 요소가 많기 때문에, 본 연구에서는 sam이e「의 샘플링 빈도와 컨테이너 크기를 특정 값으로 고정하지 않고 유연하게 변경 될 수 있도록 하였다.
• 것이다. 이를 위해서 커널을 크게 능동적(active)인 요소와 수동적 (「eactive)인 요소로 분화하여 크게 두 가지의 주요 커널 컴포넌트를 정의하였다. 능동적인 요소는 자율적으로 예방조치를 취하는 커널의 컴포넌트이며 수동적인 요소는 커널의 기능을 수행하며 커널 state를 변화시키는 커널 서브 시스템이다.

성능/효과

• 기존의 자율형 컴퓨팅의 적용 분야들에서는 주로 인간 전문가에 의해 관리 가능한 데이터베이스 시스템 (database system) [5] 01U 서버 구성 (configuration)의 관리[기 에 초점을 두었지 만, 본 연구에서는 일반 커널(generic kernel)LH£| computing 자원의 관리에 관련된 핵심 관리부와 그 관리 대상으로써의 커널 서브시스템에 초점을 두었다. 두 번째로, 기존 확장형 운영체제 (extensible operating system) 연구와 autonomous computing 연구와의 연결 고리가 될 수 있다는 점이다. 본 연구에서 다루는 대상 중 하나인 커널 서브시스템들은 확장형 운영체제 연구의 맥락에서는 기능 확장의 단위가 될 수 있다.

후속연구

• 확장 단위의 안정성에 초점을 두었다.[3] 본 연구는 명시적으로 확장형 운영체제 연구에 속하지는 않지만 self-prevention 개념이 확장형 시스템의 기능 확장 단위인 커널 내 서브시스템의 독립성을 향상 시키는데 도움을 줄 수 있을 것이다.
• 따라서 본 섹션에서는 Self-prevention의 개념을 설명하고, 그 필요성과 적용 가능성에 대해서 논의한다. 그리고 구체적으로 기존의 커널 시스템에 Self-preventiong 도입하기 위해서 필요한 하위 구성요소들에 대해서 서술 할 것이다.
• 본 연구에서 다루는 대상 중 하나인 커널 서브시스템들은 확장형 운영체제 연구의 맥락에서는 기능 확장의 단위가 될 수 있다. 본 연구에서는 커널 서브 시스템의 자율성을 부여하고 최대한 독립성을 유지하려 했기 때문에 이는 운영체제의 기능 확장성에 도움이 될 수 있을 것으로 본다.
• 이 빈도가 의미 있는 이유는, 커널 상태의 수집 행위로 인한 로드(load)의 조절 요소이고, 수집된 데이터를 통해 바람직하지 못한 상태를 예즉할 때의 정확도와 관련이 있기 때문이다. 수집 빈도수를 높여 조밀한 수준의 수집(fine-Q「ain c이lection)을 수행한다면, 현재 상태에 근사한 스냅샷을 얻을 수 있으므로 좀 더 정확한 분석에 이용될 수 있을 것이다. 그러나 이는 빈번한 수집으로 인한 오버헤드(overhead)를 증가 시킬 수 있다.

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이 논문을 인용한 문헌

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