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클라우드 환경에서 도커의 동적 자원 할당 구현 및 효과 분석

Implementation and Analysis of Dynamic Resource Allocation for Docker in Cloud Environment

한국정보처리학회 2015년도 추계학술발표대회, 2015 Oct. 28, 2015년, pp.140 - 143  

최성민 (고려대학교 컴퓨터학과) ,  송성진 (고려대학교 컴퓨터학과) ,  유헌창 (고려대학교 컴퓨터학과) ,  정광식 (한국방송통신대학교 컴퓨터과학과) ,  박지수 (고려대학교 컴퓨터학과)

초록
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클라우드 컴퓨팅에서 가상화 기술은 단일 물리 자원을 논리적인 자원으로 분할해 다수의 시스템이 병행적으로 운용될 수 있는 환경을 구축하여 준다. 이에 컨테이너 기술 또한 프로세스의 격리를 이용해서 가상화와 같은 병행 수행 환경을 제공한다. 게다가 컨테이너 기술은 하드웨어를 추상화하는 절차가 없기 때문에 기존의 가상화 기술에 비해 오버헤드가 현저히 작다. 따라서 기존의 하이퍼바이저 자리를 대체하기 위한 수단으로 컨테이너 기술의 가능성이 점쳐지고 있다. 본 논문에서는 상용화 된 컨테이너 기술인 도커를 기존의 클라우드-가상화 환경에 도입하였을 때 발생되는 문제를 분석하여 해결 방안을 제안하고 실험을 통해 그 효과를 비교하였다. 기존의 도커는 정적 자원 할당만을 지원하며 이는 클라우드 환경에서 급격한 변화에 유연하게 대처하지 못한다는 단점을 가지고 있다. 따라서 도커에 동적 자원 할당 기술을 적용하여 기존의 단점을 보완하고 클라우드 환경에서 컨테이너 기술의 운영 효율성을 제고한다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 사용자에게 제공되는 자원 제어 메트릭은 Cgroups에서 사용하는 것과 유사하다. 본 논문에서는 도커에서 컨테이너를 생성 시에 제공하는 자원 제어와 관련된 메트릭 중 대표적인 5가지를 소개한다.
  • 본 논문에서는 하이퍼바이저 기능으로써 컨테이너 기술이 가지고 있는 한계를 파악하여 해결 방안을 제안하고, 실험을 통해 그 효과를 분석한다. 연구에서 사용한 기술은 컨테이너 기술의 대표 주자인 도커이며, 이를 클라우드 가상화 환경에 도입하였을 때, 도커의 정적 자원 할당 문제점을 제기하고, 그 해결 방안으로 동적 자원 할당을 제안한다.

가설 설정

  • 다음은 각 자원 할당 방법이 실제로 실행 중인 컨테이너에 미치는 효과에 대한 실험이다. 실험에서는 클라우드-가상화 환경을 적용하기 위해 다음과 같은 상황을 가정하였다.
  • 두 번째 실험은 기존의 방법과 제안하는 방법을 적용했을 때, 컨테이너들의 CPU 사용률을 시간에 따라 측정한다. 이는 각각의 기법들이 실제로 실행 중인 컨테이너에 미치는 영향을 알아보기 위한 것이며, 클라우드 환경에서 발생 가능한 임의의 상황을 가정한다. 모든 실험은 Docker 1.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
가상화란? 가상화는 물리적인 하드웨어 자원을 다수의 논리적인 자원으로 추상화하여 단일 물리 자원을 다수의 사용자가 병행적으로 사용할 수 있도록 지원하는 기술이다. 이 기술을 통해 단일 머신에 다수의 시스템을 병행적으로 운용하며 자원의 이용률을 높일 수 있다.
가상화된 하드웨어(가상머신)에서 어떠한 응용프로그램을 실행하기 위해서는 그 전에 운영체제가 설치되어야 하는데 이런 방식의 단점은? 따라서 가상화된 하드웨어(가상머신)에서 어떠한 응용프로그램을 실행하기 위해서는 그 전에 운영체제가 설치되어야 한다. 이러한 방식은 운영되어야 할 응용프로그램의 크기가 매우 작더라도 상대적으로 크기가 큰 운영체제를 반드시 설치해야만 하는 단점이 있다. 운영체제를 설치하는 과정에서 응용프로그램과는 관계없는 기능 혹은 라이브러리가 함께 설치될 뿐만 아니라 가상머신의 개수가 늘어날수록 각 가상머신마다 운영체제가 개별적으로 설치되므로 이러한 비효율성은 배가된다.
클라우드 컴퓨팅 서비스 공급자는 어떤 기술을 사용하는가? 클라우드 컴퓨팅 환경은 물리적으로 떨어진 원격지의 컴퓨팅 자원을 네트워크를 통해 임대하여 사용하는 새로운 컴퓨팅 패러다임이다. 클라우드 컴퓨팅 서비스 공급자는 한정된 서버의 자원으로 다수의 클라이언트에게 서비스를 제공하기 위해 가상화 기술을 사용한다.
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