초록

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오늘날 산업계에서 시스템 통합은 IT를 계획하는데 있어서 비용을 줄이고 효율성을 향상 시키기 위한 중요한 방법으로 부각되고 있다. 가상화의 장점은 단일서버에 다중의 운영체제를 통합할 수 있는 환경을 제공해 준다. 그러나 올바른 가상화 기술과 시스템 통합을 위한 가상화 구성방법 선택은 중요한 과제이다. 따라서 이 연구의 목적은 유닉스 시스템 가상화 기술을 설명하고 유닉스시스템 기반 상에서 벤치마킹 테스트 도구를 활용하여 HP 가상화 기술인 nPars, vPars, VM 의 성능을 비교테스트를 하고자 한다.

오늘날 산업계에서 시스템 통합은 IT를 계획하는데 있어서 비용을 줄이고 효율성을 향상 시키기 위한 중요한 방법으로 부각되고 있다. 가상화의 장점은 단일서버에 다중의 운영체제를 통합할 수 있는 환경을 제공해 준다. 그러나 올바른 가상화 기술과 시스템 통합을 위한 가상화 구성방법 선택은 중요한 과제이다. 따라서 이 연구의 목적은 유닉스 시스템 가상화 기술을 설명하고 유닉스시스템 기반 상에서 벤치마킹 테스트 도구를 활용하여 HP 가상화 기술인 nPars, vPars, VM 의 성능을 비교테스트를 하고자 한다.

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 그러므로 자원의 지역성(locality)을 고려하지 않은 자원 할당은 워크로드 성능에 부정적인 영향을 미친다. 따라서 이 연구의 목적은 유닉스 시스템의 가상화 기술을 설명하고 유닉스 시스템 기반상에서 벤치마킹 도구를 활용하여 HP 가상화 기술인 nPartitions[6], vPartition[7], virtual machine[8]의 성능 비교 테스트 하고자 한다. 다양한 실험을 통해 소프트웨어 파티션인 vPartitions 과 Virtual Machine 을 중점 비교한다.
• 이 연구의 주요 목적은 아래 성능평가범위에 대한 다양한 구성의 하드웨어파티션과 소프트파티션 에서 성능 영향을 비교 측정하는 것이다.

제안 방법

• SPECJBB2000 은 Java Server 어플리케이션을 수행할 수 있는 싱글 시스템의 성능을 측정하도록 디자인 되었다. 하나의 싱글 시스템에 3Tier 아키텍처를 구성하였으며, DBMS 를 메모리에 구성하여 모든 성능 수치의 결과는 Business Logic를 처리하는 능력을 기준으로 수행되고 측정 단위는 BOPS (business operations per second)이다[9].
• 벤치마크는 16 warehouse 로 구성하고 Warehouse 의 증가에 따라 반복적으로 성능을 측정 하고 모든 warehouse 처리량의 평균값을 이 연구의 성능 측정 값으로 하였다.
• 하드웨어 파티션을 베이스 라인으로 설정 후 물리적으로 같은 양의 자원(CPU, 메모리, 입출력장치)으로 구성한 여러 소프트파티션의 성능을 측정하였다. 성능 측정 I 에서는 하드웨어파티션과 소프트파티션의 베이스라인 구성을 통해 파티션 별 성능평가를 하고, 성능 측정 II 에서는 하나의 소프트파티션에 대하여 CPU 의 지역성(locality)변경 측정과 CLM 과 ILM 사용 시의 성능 변화를 측정하고, 성능측정 III 에서는 두 개의 소프트파티션 구성을 통한 실행 운영체제 증가에 따른 성능 변화를 측정하여 성능 측정 I II III 을 수치화 하였다.
• 하드웨어 파티션을 베이스 라인으로 설정 후 물리적으로 같은 양의 자원(CPU, 메모리, 입출력장치)으로 구성한 여러 소프트파티션의 성능을 측정하였다. 성능 측정 I 에서는 하드웨어파티션과 소프트파티션의 베이스라인 구성을 통해 파티션 별 성능평가를 하고, 성능 측정 II 에서는 하나의 소프트파티션에 대하여 CPU 의 지역성(locality)변경 측정과 CLM 과 ILM 사용 시의 성능 변화를 측정하고, 성능측정 III 에서는 두 개의 소프트파티션 구성을 통한 실행 운영체제 증가에 따른 성능 변화를 측정하여 성능 측정 I II III 을 수치화 하였다.
• 본 논문 에서는 실험을 통하여 소프트 파티션구성이 하드웨어 파티션구성보다 효율성 및 비용절감에 유리한 구성방법임을 확인하였다. 가상화 기술 구현 시 하드웨어파티션 대비 소프트웨어 파티션성능이 저하 되는데 본 연구를 통하여 가상화 기술의 구성 방법에 따라 가변적인 성능을 확인하였고 시스템 성능을 수치화 하였다. 실험을 통해 소프트파티션은 소프트웨어 스택 상의 오버헤드가 매우 적음을 알 수 있었고 셀 기반의 시스템에서 CLM 과 자원의 지역성(locality of resources)이 많은 성능 영향을 미치고 있음을 확인하였다.

대상 데이터

• 본 연구에서 다양한 방법의 가상화 구성을 위해 두 개의 셀을 가진 HP integrity rx8620 를 사용하였다. 16개의 1.

데이터처리

• 따라서 이 연구의 목적은 유닉스 시스템의 가상화 기술을 설명하고 유닉스 시스템 기반상에서 벤치마킹 도구를 활용하여 HP 가상화 기술인 nPartitions[6], vPartition[7], virtual machine[8]의 성능 비교 테스트 하고자 한다. 다양한 실험을 통해 소프트웨어 파티션인 vPartitions 과 Virtual Machine 을 중점 비교한다. 두 가상화 방법 모두 HP 의 대표적인 가상화 방법이고 유닉스 운영체제 기반이며 데이터 센터에서 많이 사용하고 있다.

이론/모형

• 두 가상화 방법 모두 HP 의 대표적인 가상화 방법이고 유닉스 운영체제 기반이며 데이터 센터에서 많이 사용하고 있다. 가상화 방법과 구성변경에 따른 성능 평가를 위하여 표준 벤치마크 도구인 SPECJBB2000[9]를 사용하여 서버의 성능을 평가하였다. 본 논문은 총 5 장으로 구성되어 있으며 먼저 제 2 장에서는 관련 연구로 가상화 기술인 하드웨어 파티션과 소프트 파티션에 대해 설명하고, 제 3 장에서는 테스트 도구와 테스트 장비 사양에 대해 설명하고, 이 연구의 핵심인 제 4 장에서는 다양한 방법의 실험과 그 결과에 대해 자세히 기술한다.

성능/효과

• 각 파티션의 소프트웨어 스택의 오버헤드 측정결과 vPars 는 1%, VM 은 3% 성능 저하를 확인하였다.
• 여러 가지 CPU 의 지역성변경 측정 결과 베이스라인과 비교 시 최대 5% 성능 차이가 있고 입출력이 발생하는 셀에 CLM 을 사용하고 그 셀에서 CPU 를 모두 할당하여 사용할 경우 성능 차이 없음을 확인하였다.
• 두 개의 가상 파티션을 수행 후 하나의 가상 파티션에서 수행한 결과 값과 비교 시 성능 차이가 없었고 CPU 의 구성변경 테스트 시 2%의 성능 저하가 생긴다.
• 그로 인하여 올바른 가상화 기술 선택 및 구성을 위한 가상화 환경 성능 비교 평가는 중요한 이슈가 되었다. 본 논문 에서는 실험을 통하여 소프트 파티션구성이 하드웨어 파티션구성보다 효율성 및 비용절감에 유리한 구성방법임을 확인하였다. 가상화 기술 구현 시 하드웨어파티션 대비 소프트웨어 파티션성능이 저하 되는데 본 연구를 통하여 가상화 기술의 구성 방법에 따라 가변적인 성능을 확인하였고 시스템 성능을 수치화 하였다.
• 가상화 기술 구현 시 하드웨어파티션 대비 소프트웨어 파티션성능이 저하 되는데 본 연구를 통하여 가상화 기술의 구성 방법에 따라 가변적인 성능을 확인하였고 시스템 성능을 수치화 하였다. 실험을 통해 소프트파티션은 소프트웨어 스택 상의 오버헤드가 매우 적음을 알 수 있었고 셀 기반의 시스템에서 CLM 과 자원의 지역성(locality of resources)이 많은 성능 영향을 미치고 있음을 확인하였다. 향후에 메모리 할당 단위 변경에 따른 테스트, 동일 가상화 환경에서 실행 운영체제 개수 증가에 따른 성능 테스트, 더 많은 메모리를 필요로 하는 실 환경 어플리케이션, 많은 데이터베이스를 사용하는 실 어플리케이션 환경에서 가상화 기술의 성능평가실험을 확장해 보고 싶다.

후속연구

• 실험을 통해 소프트파티션은 소프트웨어 스택 상의 오버헤드가 매우 적음을 알 수 있었고 셀 기반의 시스템에서 CLM 과 자원의 지역성(locality of resources)이 많은 성능 영향을 미치고 있음을 확인하였다. 향후에 메모리 할당 단위 변경에 따른 테스트, 동일 가상화 환경에서 실행 운영체제 개수 증가에 따른 성능 테스트, 더 많은 메모리를 필요로 하는 실 환경 어플리케이션, 많은 데이터베이스를 사용하는 실 어플리케이션 환경에서 가상화 기술의 성능평가실험을 확장해 보고 싶다. 또한 시스템 운영자들이 서버 통합을 위한 최적의 가상화 기술을 적용하는데 본 논문의 실험결과가 유용하기를 바란다.
• 향후에 메모리 할당 단위 변경에 따른 테스트, 동일 가상화 환경에서 실행 운영체제 개수 증가에 따른 성능 테스트, 더 많은 메모리를 필요로 하는 실 환경 어플리케이션, 많은 데이터베이스를 사용하는 실 어플리케이션 환경에서 가상화 기술의 성능평가실험을 확장해 보고 싶다. 또한 시스템 운영자들이 서버 통합을 위한 최적의 가상화 기술을 적용하는데 본 논문의 실험결과가 유용하기를 바란다.

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질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
시스템 통합	데이터 센터에서 일반적으로 많이 사용하고 있는 시스템 통합은?	서버 가상화는 CPU, 메모리, 입출력 장치 등의 다양한 서버 자원을 하나의 집합으로 묶어서 사용자의 필요에 따라 자유롭게 나누어 사용하는 개념으로 작은 여러 대의 서버들을 보다 쉽게 관리하고 재할당 하여 효율을 높이는데 사용된다. 시스템 통합은 TCO(Total Cost Of Ownership)를 줄이고 ROI (Return On Investment)를 높이기 위해 데이터 센터에서 일반적으로 많이 사용하고 있다. 그림 1(a)와 그림 1(b)는 일주일 동안의 데이터 센터내의 두 서버의 시스템 CPU 사용량을 보여주고 있다.
서버 가상화	서버 가상화란?	이로 인해 많은 기업과 기관들은 IT 투자 가치를 극대화하고 자원에 대한 효율적 활용을 위해 여러 방안을 요구하게 되었으며 이를 충족하기 위하여 가상화 기술이 등장하게 되었다[2]. 서버 가상화는 CPU, 메모리, 입출력 장치 등의 다양한 서버 자원을 하나의 집합으로 묶어서 사용자의 필요에 따라 자유롭게 나누어 사용하는 개념으로 작은 여러 대의 서버들을 보다 쉽게 관리하고 재할당 하여 효율을 높이는데 사용된다. 시스템 통합은 TCO(Total Cost Of Ownership)를 줄이고 ROI (Return On Investment)를 높이기 위해 데이터 센터에서 일반적으로 많이 사용하고 있다.
데이터 센터	데이터 센터에서 생기는 문제로 인해 어떤 상황인가?	또한 유휴 자원이 있어도 시스템간 동적 자원할당체계 및 기술의 부족으로 쉽게 필요한 곳에 사용되기는 어렵다. 이러한 문제로 인해 IT 시스템에 대한 과잉 투자 및 중복 투자가 심화되고 있으며 특히 고가의 서버 시스템에 대한 투자 대비 활용률이 30~40% 수준에 머물고 있는 상황이다. 반면에 데이터 센타 내의 다른 일부 시스템에 부하가 집중되고 있다.

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