초록 ▼

본 연구는 고성능 클러스터 시스템의 개발을 목적으로 한다. 이를 위해서 클러스터 기반기술 및 미들웨어 솔루션 전반에 걸친 연구 개발을 수행하였다. 또한, 본 연구는 클러스터 시스템의 폭넓은 활용을 위해 고장 허용성과 사용자 편의성 증진의 측면도 고려하였다. 본 연구의 수행결과를 요약하면 다음과 같다.
1) 가상 인터페이스 구조(Virtual Interface Architecture) 구현
2) 분산 공유 메모리(Distributed Shared Memory) 개발
3) 고장 허용기능을 제공하는 분산 공유 메모리 개발

본 연구는 고성능 클러스터 시스템의 개발을 목적으로 한다. 이를 위해서 클러스터 기반기술 및 미들웨어 솔루션 전반에 걸친 연구 개발을 수행하였다. 또한, 본 연구는 클러스터 시스템의 폭넓은 활용을 위해 고장 허용성과 사용자 편의성 증진의 측면도 고려하였다. 본 연구의 수행결과를 요약하면 다음과 같다.
1) 가상 인터페이스 구조(Virtual Interface Architecture) 구현
2) 분산 공유 메모리(Distributed Shared Memory) 개발
3) 고장 허용기능을 제공하는 분산 공유 메모리 개발
4) 협력 캐시를 제공하는 병렬 가상 파일 시스템 개발
5) 단일 디스크 입출력(Single Disk I/O) 구현
6) 단일 시스템 이미지(Single System Image) 개발
7) 부하 분산 기능 개발
8) 고장 허용 기능 개발
9) 노드 상태 및 자원 감시 기능 구현
10) 클러스터 유지관리 소프트웨어 개발
11) 단일 접속점(Single Entry Point) 개발

Abstract ▼

Commodity clusters provide today a convenient and cost-effective platforms for executing complex computation- and/or data-oriented applications. To achieve higher performance, scalability, and usability, research and development challenges remain in virtually all areas of cluster computing, includin

Commodity clusters provide today a convenient and cost-effective platforms for executing complex computation- and/or data-oriented applications. To achieve higher performance, scalability, and usability, research and development challenges remain in virtually all areas of cluster computing, including middleware, networking, algorithms, and applications, resource management, and so on.
We aim at designing and developing efficient cluster middleware software based on the knowledge and the outcome we have achieved thus far. For this purpose we provide a cluster computing middleware, consisting of various components as follows. For lower level communication layer we developed Virtual Interface Architecture(VIA). The cluster computing middleware includes Distributed Shared Memory(DSM), Message Passing Interface(MPI), Single Disk I/O(SDIO) for the parallel file system I/O. Finally, application layer for the user convenience contains a set of Single System Image(SSI) services: single process space, process migration and load balancing system. These constructs cooperate implicitly to create a synergy effect at the cluster system level. Individually, each takes also a novel approach to improve their own performance and functionality. and administration, and single system image

목차 Contents

• 제1장 연구개발과제의 개요...16
• 제2장 국내외 기술개발 현황...17
• 제1절 기술 및 연구 현황...17
• 1. 클러스터 컴퓨팅 플랫폼...17
• 2. 클러스터 미들웨어 연구 및 기술...18
• 제2절 산업화 현황...19
• 1. IBM, HP, DELL, SUN 등 대기업에서 판매되는 클러스터 시스템...19
• 2. 클러스터 관련 소프트웨어 패키지...19
• 제3절 그리드 컴퓨팅으로의 전환...20
• 제4절 국내 기술 및 산업화 동향...21
• 제5절 본 연구결과가 차지하는 위치...22
• 제3장 연구 개발 수행 내용 및 결과...23
• 제1절 하위 레벨 메시지 계층의 개발...23
• 1. VIA 개요...23
• 2. K-VIA의 설계 및 구현...24
• 3. S-VIA의 설계 및 구현...28
• 제2절 표준화된 메시지 전송 인터페이스(MPI)의 개발...30
• 1. MPI의 계층 구조...30
• 2. 구현 방법...31
• 3. SMP 지원...33
• 4. 성능 평가...34
• 제3절 분산 공유메모리 개발...35
• 1. 프로토타입 KDSM(KAIST DSM)의 개발...36
• 2. VIA 상에서 구현된 KDSM-V (KDSM over VIA)...38
• 3. 고장 허용 기능을 제공하는 분산 공유메모리 시스템 설계 및 구현...41
• 제4절 부하분산 기능 개발...46
• 1. 동적 부하분산 시스템...46
• 2. 네트워크 연결을 가지는 프로세스의 이동 기능...51
• 제5절 단일 사용자 인터페이스 개발...55
• 1. 단일 프로세스 공간...56
• 2. 단일 접속점...59
• 3. 단일 시스템 이미지를 지원하는 쉘 명령어 구현...60
• 제6절 단일 시스템 이미지를 제공하는 클러스터 유지관리 소프트웨어 구현...60
• 제7절 클러스터 시스템을 위한 파일 시스템 및 자료 저장 시스템 구축...62
• 1. PVFS를 위한 캐쉬 시스템 개발...62
• 2. 단일 디스크 입출력을 위한 커널 모듈 개발...73
• 3. 클러스터 파일 시스템 개발...81
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...89
• 제1절 연구개발목표 달성도...89
• 1. 1차년도(1999)...89
• 2. 2차년도(2000)...90
• 3. 3차년도(2001)...90
• 4. 4차년도(2002)...91
• 5. 5차년도(2003)...92
• 제2절 관련 분야에 기여도...93
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...95
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...96
• 제1절 벤치마크...96
• 1. HPL 벤치마크...96
• 2. SLbenchmark...96
• 3. ScaLAPACK...96
• 제2절 클러스터 시스템 소프트웨어...97
• 1. Solaris-MC...97
• 2. Global Layer Unix (GLUnix)...97
• 3. MOSIX...97
• 4. SCore Cluster System Software...98
• 제3절 프로그래밍 환경/모델...98
• 1. Parallel Virtual Machine (PVM)...98
• 2. Message Passing Interface (MPI)...99
• 제4절 파일/스토리지 시스템...99
• 1. Petal...99
• 2. Single I/O Space (SIOS)...100
• 3. Redundant Array of Distributed Disks (RADD)...100
• 4. RAID-x...100
• 5. Parallel Virtual File System (PVFS)...100
• 제5절 부하 분산 시스템...101
• 1. Netwok Queueing System (NQS)...101
• 2. Condor...101
• 3. Distributed Queueing System (DQS)...101
• 4. Computing in a Distributed Network Environment (CODINE)...101
• 5. Load Leveler...102
• 6. Portable Batch System (PBS)...102
• 제6절 네트워크 및 통신...102
• 1. Virtual Interface Architecture (VIA)...102
• 2. Myrinet...102
• 제7장 참고문헌...104