초록

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다양한 인터넷 응용분야에서 사용자와 서비스 제공자간에 서비스 수준 계약(SLA, Service Level Agreement)을 체결하여 차별화된 서비스를 제공하고자 하는데, 계약 조건의 대표적인 예는 일정시간 내에 서비스를 제공반기 위한 서비스 지연시간과 같은 시스템 성능 척도이다. 따라서 본 논문에서는 클러스터 시스템 환경에서 차별화된 서비스 제공을 위한 알고리즘을 제안하고 이에 대한 가용도 분석을 통해 성능 척도와 가용도 사이의 상관관계를 박히며, 성능 향상을 위한 고려사항을 제시한다.

다양한 인터넷 응용분야에서 사용자와 서비스 제공자간에 서비스 수준 계약(SLA, Service Level Agreement)을 체결하여 차별화된 서비스를 제공하고자 하는데, 계약 조건의 대표적인 예는 일정시간 내에 서비스를 제공반기 위한 서비스 지연시간과 같은 시스템 성능 척도이다. 따라서 본 논문에서는 클러스터 시스템 환경에서 차별화된 서비스 제공을 위한 알고리즘을 제안하고 이에 대한 가용도 분석을 통해 성능 척도와 가용도 사이의 상관관계를 박히며, 성능 향상을 위한 고려사항을 제시한다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 하지만 제공되는 서비스의 질을 예측하여 가용성과 성능 요구사항을 만족하기 위한 메커니즘에 관한 연구가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 차별화된 서비스를 제공하기 위한 메커니즘을 장착시킨 클러스터 시스템을 제안하고 이에 대한 민감도 분석을 수행하여 성능을 증명하였다. 또한 가용도와 성능 척도의 상관관계를 밝혀 목표로 했던 요구사항을 만족하기 위한 대안을 제시하였다.
• 주로, 예측하지 못한 결함은 하드웨어적인 결함보다는 소프트웨어의 장시간 작동에 의해 발생하는 소프트 웨어적인 결함에 의해서 발생한다[1]. 따라서 본 논문에서는 클러스터 시스템 환경에서 차별화된 서비스 제공을 위한 알고리즘을 제안하고 이에 대한 가용도 분석을 통해 성능 척도와 가용도 사이의 상관관계를 밝히며, 성능 향상을 위한 고려사항을 제시한다.
• 따라서 본 논문에서는 차별화된 서비스를 제공하기 위한 메커니즘을 장착시킨 클러스터 시스템을 제안하고 이에 대한 민감도 분석을 수행하여 성능을 증명하였다. 또한 가용도와 성능 척도의 상관관계를 밝혀 목표로 했던 요구사항을 만족하기 위한 대안을 제시하였다.

제안 방법

• 또한 대부분의 가용도 분석을 수행한 기존 연구 논문[2, 3]에서는 서버의 고장 및 수리 시간을 지수 분포로 가정하고 있다. 그리고 차별화된 서비스 제공을 위한 메커니즘에서 사용하기 위한 가용도 척도를 확보하는 것을 목표로 삼는데 서비스 클래스별 요구사항이 다르므로 양 클러스터를 동시에 분석을 하는 것은 제외하고 각 클러스터 시스템에 대한 가용도를 분석하기 위한 모델링을 수행한다. 물론 분석 모델은 정적 서비스나 동적 서비스를 제공하기 위한 시스템 모두에 적용 가능토록 설계한다.
• configuretionO 함수는 식 1에서 정의한 가용도 척도와 식 3에서 정의한 성능 척도를 고려한 것이다. 다음으로 서비스를 시작하면서 주기적으로 정적 서비스와 동적 서비스의 요청률을 분석하여 하나의 서비스만 집중되어 다른 서비스를 처리하기 위한 클러스터 시스템의 서버가 휴지 상태로 있거나, 일정 서비스를 동일 클러스터 시스템의 다른 서버가 작업올 인계해도 서비스 수준 계약 준수를 할 수 있다면 다른 서비스를 제공하기 위해 서버를 다른 클러스터 시스템으로 재구성한다(reconfigure。함수 참조). 또한 양 클러스터 시스템 모두 부하가 많이 걸렸 을 경우 서비스 클래스에 우선순위를 두어 한 서비스가 서비스 수준 계약을 일정 기간동안 만족하지 못하더라도 우선순위가 높은 클래스의 서비스의 계약을 먼저 준수하기 위해 시스템 재구성을 수행한다.
• 또한 목표로 하는 클러스터 시스템 구성은 7Tayer라 우팅 스위치(Routing Switch)를 통해 부하 분배를 수행하고 제공하고자 하는 서비스를 정적, 동적으로 나누어, 각 서비스마다 클러스터 시스템을 구성한다. 따라서 전체 시스템은 정적 서비스를 처리하기 위한 클러스터(S, S2.
• 클러스터 시스템에서 제공 가능한 총 서비스 연결수를 성능 척도로 고려하여 클러스터 시스템의 구성을 실시간으로 변경할 수 있는 자체 구성 메커니즘을 제안한다. 또한 서비스 수준 계약을 만족하기 위해서 서버 처리 용량, 메모리, 네트워크 대역폭, 저장장치 등 다양한 자원 관리가 필요하지만 본 논문에서는 서버 처리 용량 중 제공 가능한 최대 서비스 연결수를 성능 척도로 고려한다. 왜냐하면 기존 여러 연구에서 증명하였듯이 서버 부하를 측정하기 위한 매개 변수 중 최대 서비스 연결수가 대표적인 지시자(indicator)가 되기 때문이다[4丄 그리고 성능 분석올 위해 서비스 도착률(a)과 처리 시간(0)은 상호 독립적이며, 지수 분포를 따른다고 가정한다.
• 다음으로 서비스를 시작하면서 주기적으로 정적 서비스와 동적 서비스의 요청률을 분석하여 하나의 서비스만 집중되어 다른 서비스를 처리하기 위한 클러스터 시스템의 서버가 휴지 상태로 있거나, 일정 서비스를 동일 클러스터 시스템의 다른 서버가 작업올 인계해도 서비스 수준 계약 준수를 할 수 있다면 다른 서비스를 제공하기 위해 서버를 다른 클러스터 시스템으로 재구성한다(reconfigure。함수 참조). 또한 양 클러스터 시스템 모두 부하가 많이 걸렸 을 경우 서비스 클래스에 우선순위를 두어 한 서비스가 서비스 수준 계약을 일정 기간동안 만족하지 못하더라도 우선순위가 높은 클래스의 서비스의 계약을 먼저 준수하기 위해 시스템 재구성을 수행한다. 이를 수식화하기 위해 정적 서비스가 우선순위가 높다고 하면 t 시간에 정적 서비스를 제공하기 위한 클러스터 시스템의 서버수를 S(t), 가용도를 As(t), 한 서버의 최대 서비스 연결수를 MJt)라 하고, t-1 시간에 총 서버 부하를 L$(t-D라고 하며, 가용도 요구사항을 Q라고 하면 아래와 같은 조건을 만족할 때 서버수를 조정하며, 물론 동적 서비스의 경우에도 같은 원리로 관리되며 메커니즘을 장착하기 위한 의사코드는 그림 1과 같다.
• 차별화된 서비스 제공을 위한 2계층 클러스터 시스템의 초기 구성과 서비스를 시작하면서 적응적으로 초기 구성을 변경할 수 있는 메커니즘을 제안한다. 먼저 서비스 제공자는 서비스를 시작하기 이전에 사용자의 요구사항과 성향을 분석하여 클러스터 시스템의 초기 구성을 수행한다(initialize_configuration() 함수 참조).
• 클러스터 시스템에서 제공 가능한 총 서비스 연결수를 성능 척도로 고려하여 클러스터 시스템의 구성을 실시간으로 변경할 수 있는 자체 구성 메커니즘을 제안한다. 또한 서비스 수준 계약을 만족하기 위해서 서버 처리 용량, 메모리, 네트워크 대역폭, 저장장치 등 다양한 자원 관리가 필요하지만 본 논문에서는 서버 처리 용량 중 제공 가능한 최대 서비스 연결수를 성능 척도로 고려한다.

성능/효과

• 하지만 여분서버로 2대 서버를 확보할 수 있다면 고장률이 크더라도 시스템 요구사항을 만족할 수 있다. 따라서 제공하기 위한 서비스를 유형별로 나눠 각각의 처리를 위한 클러스터 시스템을 구성하여 다른 시스템의 시스템 요구사항과 서비스 수준 계약에 영향을 미치지 않는 한도에서 클러스터 시스템 간에 작업전이를 하여 전체 시스템의 가용도 및 성능을 향상할 수 있다.

후속연구

• 복잡한 소프트웨어가 필요한 응용분야에 기존에 보유하고 있는 컴퓨팅 자원을 사용하여 구축될 수 있는 클러스터 시스템을 적용할 수 있다. 하지만 제공되는 서비스의 질을 예측하여 가용성과 성능 요구사항을 만족하기 위한 메커니즘에 관한 연구가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 차별화된 서비스를 제공하기 위한 메커니즘을 장착시킨 클러스터 시스템을 제안하고 이에 대한 민감도 분석을 수행하여 성능을 증명하였다.

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이 논문을 인용한 문헌

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