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분산 환경에서의 클러스터화된 밀집 인덱스 기반 효율적인 불균등 분포 데이터의 조인 기법
Dense Clustering Index Based Efficient Join Method to Handle Skewed Data in Distributed Environment 원문보기

한국정보처리학회 2014년도 춘계학술발표대회, 2014 Apr. 22, 2014년, pp.656 - 659  

김재형 (연세대학교 컴퓨터과학과) ,  박상현 (연세대학교 컴퓨터과학과)

초록
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오픈소스로부터 촉발된 분산 시스템의 보편화로 기존 상용 시스템으로는 제공하지 못한 다양한 종류의 서비스가 각광받고 있다. 특히, 테라바이트 단위를 넘어 페타바이트 단위의 데이터를 다루는 서비스의 등장으로 드러난 오픈소스 분산 시스템의 문제를 개선하기 위한 시도가 학계 및 업계에서 다각적으로 이뤄지고 있다. 이러한 시도는 새로운 방법론을 제시하는 것에서부터 기존 분산 데이터베이스 관리 시스템(Distributed DBMS)에서 사용된 방법론들을 적용하는 것까지 다양하게 이뤄지고 있다. 본 논문에서는 특정 키 값(Key Value)에 불균등 분포된 데이터에 대한 조인 연산의 탐색 공간을 밀집 인덱스를 통해 줄여 비교적 높은 시간 복잡도를 완화하는 방법론을 제시하고자 한다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 기존 불균등 분포를 위한 조인 기법 중 가장 대표적인 인덱스 기반 조인 기법을 소개한다. 그 중에서도 Skew Join 기법[13]은 Hive에서 사용되는 것으로 다음과 같은 가정을 바탕으로 한다.
  • 향후 연구방향은 해당 방법론을 실제 오픈소스 분산 시스템에 적용하여 실험적 결과를 확보하고자 한다. 또한, 밀집 인덱스를 위해 생성한 정렬된 데이터를 일회성이 아닌 영구적으로 활용하여 해당 릴레이션에 대해 같은 해쉬 함수를 사용할 경우 유용하게 활용할 수 있는 방안을 찾고자 한다.
  • 본 논문에서는 불균등 분포 데이터의 조인 연산을 효율적으로 처리하기 위해 기존의 외부 합병 정렬 알고리즘과 밀집 인덱스를 활용하여 탐색 시간을 줄여 조인 연산의 수행시간을 줄이는 방법을 제시하였다.
  • 이는 수 테라바이트 혹은 그 이상의 데이터를 다루는 환경에서는 네트워크 간 통신비용으로 인해 병목현상을 초래하게 되며, 전송된 데이터에 대한 연산도 특정 노드에서만 집중적으로 수행되는 현상으로 이어진다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 하둡 분산 파일 시스템에 기초한 SQL 계층을 가진 분산 시스템에 보편적으로 적용될 수 있는 기법을 제시한다.
  • 눈에 띄는 또 다른 차이점은 조인 연산 등의 중간 결과(Intermediate Relation)를 하드디스크(HDD)에 저장(Materialization)하지 않고, 메인 메모리(RAM) 상에 저장하여 최대한 Pipelining 기법을 사용할 수 있도록 최적화되어있다. 이러한 방법으로 분산 처리의 이점을 살리고, 병렬로 수행되는 작업을 통해 성능을 극대화하는 것을 목적으로 한다.

가설 설정

  • 이 때, 릴레이션 Rb에 대한 밀집 인덱스를 모든 유일한(Unique) 키 값에 대해 생성한다. Rb의 데이터는 불균등 분포를 따르므로 밀집 인덱스의 크기는 분산 캐쉬에 저장하기에 충분한 것으로 가정한다. 이 과정은 아래 표 1에서 확인할 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
맵리듀스는 무엇으로 구성되는가? 맵리듀스는 분산 환경에서 데이터를 다루기 위한 프로그래밍 모델을 의미하며, 간단하게 매퍼(Mapper)와 리듀서(Reducer)로 구성된다. 사용자가 매퍼와 리듀서 함수를 직접 구현하면 하둡 시스템이 해당 작업들을 분산 노드에서 각각 수행함으로써 막대한 양의 데이터를 병렬적으로 처리할 수 있다.
빅데이터 플랫폼으로 대표되는 분산 시스템에 대한 관심을 촉발시킨 것은 무엇인가? 최근 수년간 분산 환경 기반의 오픈소스 분산 시스템이 쏟아져 나오면서 빅데이터 플랫폼으로 대표되는 분산 시스템에 대한 관심을 촉발시켰다. 가장 대표적인 분산 시스템인 하둡(Hadoop)[1]은 구글 파일 시스템[2]과 맵리듀스[3] 논문을 통해 소개된 개념을 구현한 오픈소스 분산 시스템이다.
분산 환경 기반의 오픈소스 분산 시스템 중 가장 대표적인 것은 무엇이며 그것에 대해서 설명하시오. 최근 수년간 분산 환경 기반의 오픈소스 분산 시스템이 쏟아져 나오면서 빅데이터 플랫폼으로 대표되는 분산 시스템에 대한 관심을 촉발시켰다. 가장 대표적인 분산 시스템인 하둡(Hadoop)[1]은 구글 파일 시스템[2]과 맵리듀스[3] 논문을 통해 소개된 개념을 구현한 오픈소스 분산 시스템이다. 하둡 분산 파일 시스템(Hadoop Distributed File System)과 맵리듀스 프레임워크(MapReduce Framework)의 조합으로 구성된 하둡은 단일 노드에서 처리하지 못하는 막대한 양의 데이터와 수행할 연산을 여러 개의 노드에 분산하여 처리함으로써 높은 확장성을 제공하고, 각 노드에 대한 고장감내(Fault Tolerance) 기능을 지원하여 고가용성을 보장한다.
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