[논문]NEC 시스템에서 NQS 및 Load balancing 최적화

이영주; 이상동; 김중권

[국내논문] NEC 시스템에서 NQS 및 Load balancing 최적화
The Implement and Optimization of NQS & Load balancing in NEC System 원문보기

이영주 (한국과학기술정보연구원) , 이상동 (한국과학기술정보연구원) , 김중권 (한국과학기술정보연구원)

작업관리 시스템인 배치처리 시스템은 한정된 공유자원을 동시에 요구하는 사용자들에게 시스템의 자원을 효율적으로 배분하여 주며, 제시된 다수의 작업들을 순차적으로 수행시켜 준다. 이러한 작업관리 시스템을 시스템 규모 사용자의 요구 조건에 맞게 최적화함으로써 시스템의 자원을 최대한 이용할 수 있게 하며, 다양한 사용자 요구에 적절한 자원 배분할 수 있도록 정의되어야 한다. NQS방식을 개선시켜 이종 모델로 구성된 NEC SX-5 및 SX-6을 단일시스템처럼 관리할 수 있도록 하였으며 다수의 연동 계산을 원활히 수행키 위한 큐 차등화 서비스방식을 적용시켜 사용자 대기 시간을 최소화시켰다. 본 논문에서는 NQS를 사용하여 이종 다중 노드의 연동 구성 방법과 이것의 최적화 방법 그리고, 노드간 load balancing을 최적 수행 방법 등을 소개한다.

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문제 정의

본 연구는 NEC SX계열의 시스템에 주로 사용하고 있는 작업관리 시스템인 NQS(Network Queueing System)를 개선시켜, 시스템 사양이 다른 NEC SX-5와 SX-6를 하나의 관리 체제하에서 배치처리 시스템이 운영될 수 있도록 새로이 구성하는 것으로서, 사양이 다른 시스템들을 엮어 하나의 운영 체제하에 배치시스템을 사용하는 경우의 노드 사이의 load balancing을 최적화하는 방법을 제안한다.

제안 방법

SX-5와 SX-6는 GiGa 네트웍으로 연결되어 있다. NEC의 login node SX-6a이고 사용자는 login node로만 접속이 가능하고 배치작업의 입력도 load balancing의 구현을 위하여 login node 에서만 가능하도록 하였다. 사용자의 홈디렉토리는 서로 공유되어 있고.
NQS의 단일 노드 내에서의 서비스 레벨에 따른 차등화 큐 설계를 구현하여 사용자에게 다양한 서비스를 제공하게 만들고 이를 각 노드에서도 그대로 적용되도록 확장하였다. 그리고, 다중 노드에 대한 NQS 설계는 노드 간의 load balancing이 가장 문제가 되는 부분이며 NQS 자체 기능에서는 이러한 기능이 미비하기 때문에 load balancing을 위하여 NQS의 변수와 각 큐의 실행 작업 수, 큐를 찾는 노드의 순서 등으로 구현하였다.
적용되도록 확장하였다. 그리고, 다중 노드에 대한 NQS 설계는 노드 간의 load balancing이 가장 문제가 되는 부분이며 NQS 자체 기능에서는 이러한 기능이 미비하기 때문에 load balancing을 위하여 NQS의 변수와 각 큐의 실행 작업 수, 큐를 찾는 노드의 순서 등으로 구현하였다. 그러나 이러한 방법으로 load balancing을 구현하는 것은 한계가 있으며 이는 load balancing이 가능한 소프트웨어인 ERS 등을 이용하여 노드간의 load balancing 을 구현할 경우 최적화가 가능홍!■게 된다.
사용자가 입력한 작업이 일정한 순서로 각 노드의 배치 큐를 찾을 때 먼저 찾는 노드에 작업이 많이 할당될 수 있으므로 이를 감안하여 먼저 찾는 노드의 배치 큐의 허용 실행 작업 수를 조정하였다.
사용자에게 다양한 서비스를 제공하기 위한 방법으로서 서비스 레벨에 따른 차등큐를 두어서 사용자가 작업의 처리에 대한 긴급성을 고려하여 큐를 선택하게 하였으며 차등큐의 등급은 0.5 ~ 2까지 4단계로 구분하였다. 이렇게 함으로써 긴급한 작업의 빠른 처리가 가능하도록 하였다.
만일 큐의 이름이나 조건을 주지 않으면 default 큐를 할당하게 된다. 우리가 관심을 가지는 작업 노드의 선택은 사용자가 특정 노드를 지정하는 경우를 제외하고는 NQS에서 노드별 가용자원을 분석하여 사용자의 작업이 수행 가능한 배치 큐들을 찾아 자동적으로 각각의 노드에 배분되도록 설계되었다.
차등큐의 설계에 있어서는 먼저 시스템의 특성과 그동안 사용자의 작업에 대한 패턴을 분석하여 그 결과를 참조하여 설계하였으며 메모리는 충분히 크므로 큐의 정의에는 반영하지 않았다.
큐를 각각의 노드에 설정하는 방법은 여러 가지 방안이 있을 수 있으며 여기에서 설정한 방법은 시스템의 성능이 비슷하다는 전제하에 각각의 차등 큐의 특성을 그대로 유지하기 위한 하나의 방법을 제시하였다.
하나의 예를 보여주고 있다. 테스트 방법은 시스템에 다양한 많은 작업을 넣고 CPU의 usage가 포화상태가 되도록 하였으며 테스트 결과 중에서 큐의 factor에 근접하는 테스트 결과를 얻기 위하여 큐의 변수를 변화 하면서 많은 테스트를 하였다.<표 2> 는 테스트 한 결과 중에서 차등큐의 factor에 가장 근접한 결과를 보여주고 있다.

이론/모형

여기서는 Demand Delivery Method을 이용하여 구현하였다, 이 방법은 다른 두 가지 방법을 절충하여 구성된 것으로서 작업의 배치큐 할당에 있어서 비교적 load balancing0] 비교적 잘 이루어지는 장점이 있다.

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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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