초록 ▼

□ 연구개요
클라우드 컴퓨팅은 차세대 응용(예: 사물인터넷 및 인공지능) 및 컴퓨팅 시스템의 핵심 기반 기술로서 그 중요성이 날로 증가하고 있으며, 대부분의 차세대 응용들이 막대한 데이터 처리에 기반함에 따라 효율적인 저장장치 시스템의 구축이 성공적인 클라우드 서비스 제공을 위한 핵심적인 기술로 주목받고 있다. 클라우드 컴퓨팅 시스템의 저장장치에 대한 고성능·대용량 요구조건을 만족시키기 위해, 차세대 클라우드 저장장치는 낸드 플래시 메모리를 필수적으로 활용할 것으로 전망되며, 전통적인 성능/용량 측면의 요구조건 외에도, 안정적

□ 연구개요
클라우드 컴퓨팅은 차세대 응용(예: 사물인터넷 및 인공지능) 및 컴퓨팅 시스템의 핵심 기반 기술로서 그 중요성이 날로 증가하고 있으며, 대부분의 차세대 응용들이 막대한 데이터 처리에 기반함에 따라 효율적인 저장장치 시스템의 구축이 성공적인 클라우드 서비스 제공을 위한 핵심적인 기술로 주목받고 있다. 클라우드 컴퓨팅 시스템의 저장장치에 대한 고성능·대용량 요구조건을 만족시키기 위해, 차세대 클라우드 저장장치는 낸드 플래시 메모리를 필수적으로 활용할 것으로 전망되며, 전통적인 성능/용량 측면의 요구조건 외에도, 안정적 서비스품질(Quality of Service, QoS)의 보장 및 저장데이터에 대한 높은 보안성 제공 등의 새로운 요구조건들을 동시에 만족시켜야 한다. 이를 위해, 본 연구에서는 복잡한 하위 저장장치 구조를 대상으로 한성능 격리 및 균일한 수명 관리를 통해 다수의 논리 저장장치를 효율적으로 제공할 수 있는 최적화된 가상화 계층의 개발 및 낸드 플래시 메모리 특성을 활용한 새로운 저장장치 수준의 데이터 보안 기법의 개발을 진행하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구에서는 클라우드 시스템에서 사용되는 저장장치가 가지는 새로운 요구조건을 만족시킬 수 있는 클라우드 시스템에서의 낸드 플래시 기반 저장장치를 위한 저장장치 가상화 및 데이터 보안 최적화 기법 개발을 목표로 하였다. 이를 위해 1차년도에는 클라우드 컴퓨팅 환경을 위한 낸드 플래시 기반 가상 저장장치 환경 구축, 2차년도에는 분석 결과에 기반한 개별 계층별 최적화 기법 개발 마지막 3차년도에는 클라우드 컴퓨팅 환경을 위한 통합된 저장장치 최적화 솔루션 개발을 목표로 하였다. 최종적으로 본 연구개발과제에서는 낸드 플래시 기반 가상화 저장장치 환경에서의 효율적인 성능 격리와 함께 저장장치의 잠재성능을 최대한 활용할 수 있는 계층 교차적 기법들을 개발하였다. 또한, 제안한 계층 교차적 기법들을 모두 통합한 클라우드 컴퓨팅 환경을 위한 가상 계층을 개발하고 그 효과를 검증하였다. 이를 통하여 클라우드 컴퓨팅 응용의 I/O 성능을 30% 향상 시켰고, 클라우드 환경의 클라이언트별 우선순위 역전을 제거하여 우선순위 역전이 발생하지 않도록 하였다. 또한, 클라우드 환경의 저장장치 보안 솔루션을 개발하여 저장장치 수준에서의 암호와 및 랜섬웨어 탐지 기법을 개발하였다.

□ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구팀은 낸드 플래시 기반 저장장치를 이루는 다양한 설계 수준에서의 통합적 접근과 같은 창의적인 접근 방법을 통해 높은 수준의 연구 성과를 얻을 수 있었다. 차세대 클라우드 서비스 응용에서 요구하는 저장장치에 대한 높은 요구사항을 만족시켜 이를 통해 클라우드 컴퓨팅 시스템 구축 및 저장장치 솔루션 시장에서 우리나라가 국제적인 연구 역량을 보유할 것으로 기대한다. 아울러 본 연구팀의 성과는 메모리 시장에서의 기술 우위를 가진 우리나라의 기업들이 타 기업들 과의 기술 격차를 더욱 크게 벌리는 데 핵심적인 기여한 것으로 판단된다. 이를 통해 국내 저장장치 산업계와 플래시 메모리 기업, 그리고 데이터 센터 구축이 필수적인 클라우드 서비스 기업들의 국제 경쟁력 강화에 크게 기여하여 더 나아가 우리나라가 낸드 플래시 메모리 기반의 차세대 저장장치 관련 시장에서 세계적인 우위를 선점할 수 있으리라 예상한다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구의 배경 및 최종목표 ... 4
• 나. 연구의 필요성 ... 5
• 다. 연구 범위 ... 9
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 10
• 1) 클라우드 컴퓨팅 환경을 위한 낸드 플래시 기반 가상 저장장치 환경 구축 ... 10
• 2) 클라우드 환경의 낸드 플래시 기반 저장장치의 I/O 간섭 개선을 위한 가상화 시스템 개발 ... 12
• 3) 클라우드 환경의 낸드 플래시 기반 저장장치의 높은 보안성을 위한 시스템 최적화 기법 개발 ... 14
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 16
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 16
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 3) 목표 달성 수준 ... 16
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 16
• 1) 클라우드 컴퓨팅 환경 I/O 특성 분석 도구 ... 17
• 2) 차세대 낸드 디바이스 모델링 및 특성 평가 도구 ... 17
• 3) 프로그램 컨텍스트 기반 멀티스트림 관리 기법 ... 17
• 4) 통합적 우선순위 기반 I/O 처리 기법 ... 17
• 5) 프로그램 컨텍스트 기반 중복제거(deduplication) 기법 ... 17
• 6) 서비스품질 보장을 위한 저장장치 자원 관리기법 ... 18
• 7) 디바이스 수준의 데이터 보호기법 ... 18
• 8) 랜섬웨어 공격에 대한 저장장치 수준의 데이터 보호 기법 ... 18
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 가. 예상 연구개발성과의 활용 분야 ... 18
• 나. 추가 연구의 필요성 ... 18
• 다. 타 연구에의 응용 ... 18
• 6. 참고문헌 ... 19
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 21
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 25
• 끝페이지 ... 40