초록

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WWW의 급격한 발전은 고성능 웹 서버의 구축을 필요로 하게 하였다. 특히 프로세스와 오버헤드를 줄이기 위해 도입된 멀티 쓰레드 기법을 이용한 병행 웹 서버들이 많이 연구되었는데 본 논문에서는 이런 웹 서버들을 리눅스가 탑재되어 있는 다중 처리가상에서 구현하였으며, 다양한 환경 하에서 성능을 비교, 분석하였다. 실험을 통하여 Thread Pool 구조 웹 서버가 가장 좋은 성능을 보임을 알 수 있었고, 작업 기반 웹 서버와 요구 기반 웹 서버의 성능은 환경에 따라 차이가 있음을 알 수 있었다. 이와 같은 실험 결과는 다중 처리기를 이용한 고성능 웹 서버를 구축하는 데 있어서 이용될 수 있을 것이다.

WWW의 급격한 발전은 고성능 웹 서버의 구축을 필요로 하게 하였다. 특히 프로세스와 오버헤드를 줄이기 위해 도입된 멀티 쓰레드 기법을 이용한 병행 웹 서버들이 많이 연구되었는데 본 논문에서는 이런 웹 서버들을 리눅스가 탑재되어 있는 다중 처리가상에서 구현하였으며, 다양한 환경 하에서 성능을 비교, 분석하였다. 실험을 통하여 Thread Pool 구조 웹 서버가 가장 좋은 성능을 보임을 알 수 있었고, 작업 기반 웹 서버와 요구 기반 웹 서버의 성능은 환경에 따라 차이가 있음을 알 수 있었다. 이와 같은 실험 결과는 다중 처리기를 이용한 고성능 웹 서버를 구축하는 데 있어서 이용될 수 있을 것이다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 기존의 웹 서버에 대한 연구는 보통 하나의 웹 서버 구 조, 정적 파일 요구 그리고 하나의 CPU를 가지고 실험을 한 경우가 대부분이다. 본 논문에서는 멀티 쓰레드 기법을 이용한 세 가지 웹 서버 구조 즉 RBW 구조, TBW 구조, TPW 구조를 리눅스를 탑재한 다중 처리기 상에서 구현을 하였고 다양한 요구 - 정적 파일 요구, 동적 프로그램 요구 - 와 환경 - CGI 비율, CPU 개수, 웹 서버의 구조, 정적 파일 크기 등 - 하에서 실험과 결과에 대한 분석을 하였다.

제안 방법

• 본 논문에서는 멀티쓰레드 기법의 세 가지 웹 서버 구조- RBW, TBW, TPW -를 이용하여 실험을 하였다. 이 장에서는 이 세 가지 웹 서버 구조 각각의 모델 특성과 구현 방법에 대하여 설명하도록 하겠다.
• 본 논문에서는 최근 널리 보급되고 있는 다중 처리기 상에서 세 가지 병행 웹 서버 구조 - 요구 기반 웹 서 버 (Request Based Web Server, 이하 RBW)[2, 3], 작업 기반 웹 서버(Task Based Web Server, 이하 TBW)[6], Thread Pool 구조 웹 서버(Thread Pool Web Server, 이하 TPW)[4, 5]구현하여 다양한 요구들과 환경에서 성능을 측정한 후 분석하였다. 본 논문의 실험 결과는 고성능 웹 서버를 구축하는데 있어 참고 모델로 이용될 수 있을 것이다.
• 실험을 위하여 세 가지 웹 서버 모델을 리눅스를 탑재한 다중 처리기 상에서 구현을 하였다. 이용된 서버는 SMP(Symmetric Multiprocessing) 구조를 이용하고 4개의 CPU- Pentium II Xeon 450Mhz -와 256MB의 메모리를 가지고 있다.
• 우선 각 웹 서버 구조의 특징을 알기 위하여 모든 요구에 대하여 서비스 시작 시간과 종료 시간에 대한 분석을 하였다. 그 결과 RBW는 시작 시간이 서로 비슷한 여러 요구들 중에 종료 시간이 다른 요구들에 비해 현저히 늦은 요구들이 있었다.

성능/효과

• <그림 7>은 여러가지 조건에서 웹 서버의 성능을 비교한 그림이다. CPU 개수가 작고 요구하는 정적 파일의 크기가 작은 경우, 그리고 CPU 개수가 작고 요구하는 정적 파일 크기가 크고 CGI의 비율이 높은 경우에는 TPW, TBW, RBW의 순으로 전체 성능이 측정이 되고 나머지 경우에는 TPW, RBW, TBW 순으로 전체 성능이 나타났다. TPW의 경우에는 쓰레드의 개수가 조절이 되고 큐도 하나만 존재하기 때문에 큐에 대한 병목 현상이 조절이 되어 다른 웹 서버에 비해 좋은 성능을 보임을 알 수 있었다.
• CPU 개수가 작고 요구하는 정적 파일의 크기가 작은 경우, 그리고 CPU 개수가 작고 요구하는 정적 파일 크기가 크고 CGI의 비율이 높은 경우에는 TPW, TBW, RBW의 순으로 전체 성능이 측정이 되고 나머지 경우에는 TPW, RBW, TBW 순으로 전체 성능이 나타났다. TPW의 경우에는 쓰레드의 개수가 조절이 되고 큐도 하나만 존재하기 때문에 큐에 대한 병목 현상이 조절이 되어 다른 웹 서버에 비해 좋은 성능을 보임을 알 수 있었다. 이에 반해 RBW와 TBW는 병목 현상을 조절하는 기능이 떨어지는 것을 볼 수 있었는데, RBW는 하나의 CPU에서 수행이 되는 쓰레드의 개수가 많은 경우 좋지 않은 성능을 보임을 알 수 있었고, TBW는 단계 사이에서 걸리는 수행 시간에 많은 차이가 보이는 경우 큐의 병목 현상으로 인하여 좋지 않은 성능을 보임을 알 수 있었다.
• 우선 각 웹 서버 구조의 특징을 알기 위하여 모든 요구에 대하여 서비스 시작 시간과 종료 시간에 대한 분석을 하였다. 그 결과 RBW는 시작 시간이 서로 비슷한 여러 요구들 중에 종료 시간이 다른 요구들에 비해 현저히 늦은 요구들이 있었다. TBW는 각 요구들의 처리 시간이 다른 요구들의 처리 시간에 영향을 주는 문제점이 있었고 TPW는 위의 두 구조의 문제점은 많이 보완이 되었지만 시작 시간 자체가 늦어지는 문제점이 있었다.
• 예를 들면<그림 6>는 1개의 CPU를 사용하고, 115K의 정적 파일을 이용하였을 때의 그래프이다. 그래프를 보면 알 수 있듯이 TPW는 CGI 비율에 상관없이 가장 좋은 성능을 보이지만, RBW와 TBW는 조건에 따라 성능의 차이가 나고 있다. RBW는 하나의 CPU에서 수행이 되는 쓰레드의 개수가 많은 경우, TBW는 단계 사이의 수행 시간이 서로 차이가 많이 나는 경우 성능이 떨어지는데 이러한 상황을 나타낼 수 있는 환경이 서로 다르기 때문에 위와 같은 결과를 나타내는 것이다.
• 그리고 다중 처리기 상에서 CPU 개수에 따른 성능을 비교 분석한 결과를 보면와 같이 정적 파일의 요구어 대해서는 CPU 개수에 따른 성능 차가 거의 없음을 全 수 있었다.
• TPW의 경우에는 쓰레드의 개수가 조절이 되고 큐도 하나만 존재하기 때문에 큐에 대한 병목 현상이 조절이 되어 다른 웹 서버에 비해 좋은 성능을 보임을 알 수 있었다. 이에 반해 RBW와 TBW는 병목 현상을 조절하는 기능이 떨어지는 것을 볼 수 있었는데, RBW는 하나의 CPU에서 수행이 되는 쓰레드의 개수가 많은 경우 좋지 않은 성능을 보임을 알 수 있었고, TBW는 단계 사이에서 걸리는 수행 시간에 많은 차이가 보이는 경우 큐의 병목 현상으로 인하여 좋지 않은 성능을 보임을 알 수 있었다.

후속연구

• 본 논문에서는 최근 널리 보급되고 있는 다중 처리기 상에서 세 가지 병행 웹 서버 구조 - 요구 기반 웹 서 버 (Request Based Web Server, 이하 RBW)[2, 3], 작업 기반 웹 서버(Task Based Web Server, 이하 TBW)[6], Thread Pool 구조 웹 서버(Thread Pool Web Server, 이하 TPW)[4, 5]구현하여 다양한 요구들과 환경에서 성능을 측정한 후 분석하였다. 본 논문의 실험 결과는 고성능 웹 서버를 구축하는데 있어 참고 모델로 이용될 수 있을 것이다.
• 이러한 다양한 조건에서의 실험 결과는 다중 처리기 상에서 고성능 웹 서버를 구축하는데 있어 참고 모델로 이용할 수 있을 것이다.

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이 논문을 인용한 문헌

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