한국정보과학회논문지:시스템및이론 (Journal of KIISE:Computer Systems and Theory)

한국정보과학회 (Korean Institute of Information Scientists and Engineers)
권호 표지

무선 인터넷을 위한 캐시 서버 클러스터 환경에서 캐시 이용률 기반의 스케줄링

Scheduling based on Cache Utilization in a Cache Server Cluster for Wireless Internet

  • 곽후근 (숭실대학교 정보통신전자공학부) ;
  • 정규식 (숭실대학교 정보통신전자공학부)
  • 발행 : 2007.09.15
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

웹 페이지를 캐싱하는 것은 웹 하부 구조 상에서 중요한 역할을 한다. 캐싱 서비스의 효과는 제안된 대역폭을 가지는 무선 하부 구조 상에서 더욱 중요하게 여겨진다. 큰 규모의 하부 구조에서는 캐싱에서 발생할 수 있는 확장성과 요청 집중 현상(Hot-Spot) 문제를 해결하기 위해 서버들을 클러스터로 구성한다. 이에 본 논문에서는 무선 인터넷 프록시 서버 클러스터 환경에서 캐시 이용률 기반의 스케줄링 기법을 제안한다. 제안된 방법은 클라이언트의 요청을 캐시 서버 클러스터로 균일하게 분포시키고 요청 몰림 현상을 해결하기 위해 캐시 이용률을 이용하였다. 제안된 방법은 리눅스 클러스터 상에서 구현하였고, 실제로 사용되는 다양한 웹 traces들을 이용하여 실험을 수행하였다. 16대의 캐시 서버에서 수행된 실험결과는 제안된 해싱 기법이 요청 집중 현상을 해결하면서, 기존에 많이 사용되는 방법들에 비해 45%에서 114%까지 성능이 향상됨을 확인하였다.

Caching web pages is an important part of web infrastructures. The effects of caching service are even more pronounced for wireless infrastructures due to their limited bandwidth. Medium to large-scale infrastructures deploy a cluster of servers to solve the scalability problem and hot spot problem inherent in caching. In this paper we present scheduling scheme based on cache utilization in a wireless internet proxy server cluster environment. The proposed method uses cache utilization for distributing evenly client requests to a cluster of cache servers and solving hot spot problem. We have implemented our approach and performed various experiments using publicly available traces. Experimental results on a cluster of 16 cache servers demonstrate that the proposed hashing method gives 45% to 114% Performance improvement over other widely used methods while addressing the hot spot problem.

키워드

참고문헌

  1. D. Zeng, F. Wang, and M. Liu, 'Efficient web content delivery using proxy caching techniques,' IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics, Vol.34, No.3, pp. 270-280, 2004
  2. J. Challenger, P. Dantzig, A. Iyengar, M. Squillante, and L. Zhang, 'Efficient serving dynamic data at highly accessed web sites,' IEEE/ACM Transactions on Networking, Vol.12, No.2, pp. 233-246, 2004 https://doi.org/10.1109/TNET.2004.826289
  3. P. Trianfillou and I. Aekaterinidis, 'ProxyTeller: a proxy placement tool for content delivery under performance constraints,' Proceedings of the 4th International Web Information Systems Engineering, pp. 62-71, 2003
  4. L. Yin and G. Cao, 'Supporting cooperative caching in ad hoc networks,' IEEE Transactions on Mobile Computing, Vol.5, No.1, pp. 77-89, 2006 https://doi.org/10.1109/TMC.2006.15
  5. X. Fu and L. Yang, 'Improvement to HOME based Internet caching protocol,' IEEE 18th Annual Workshop on Computer Communications, pp. 159-165, 2003
  6. D. Rivest, 'The MD5 Message Digest Algorithm,' RFC 1321, 1992
  7. David Karger and al. 'Web Caching with consistent hashing,' In WWW8 conference, 1999
  8. Micorsoft Corp., 'Cache Array routing protocol and microsoft proxy server 2.0,' White Paper, 1999
  9. F. Baboescu, 'Proxy Caching with Hash Functions,' Technical Report CS2001-0674, 2001
  10. Toyofumi Takenaka, Satosi Kato, and Hidetosi Okamoto, 'Adaptive load balancing content address hashing routing for reverse proxy servers,' IEEE International Conference on Communications, Vol.27, No.1, pp. 1522-1526, 2004
  11. S. Lei and A. Grama, 'Extended consistent hashing: an efficient framework for object location,' Proceeding of 24th International Conference on Distributed Computing Systems, pp. 254-262, 2004
  12. L. Ramaswamy, Ling Liu, and A. Iyengar, 'Cache Clouds: Cooperative Caching of Dynamic Documents in Edge Networks,' Proceedings of 25th IEEE International Conference on Distributed Computing Systems,' pp. 229-238, 2005
  13. Mindcraft, Inc., 'WebStone : The Benchmark for Web Server,' http://www.mindcraft.com/web-stone
  14. P. Barford and M. Crovella, 'Generating Representative Web Workloads for Network and Server Performance Evaluation,' In Proc. ACM SIGMETRICS Conf., Madison, WI, Jul. 1998
  15. Squid Web Proxy Cache, http://www.squidcache. org
  16. H. Felix, K. Jeffay, and F. Smith, 'Tracking the Evolution of Web Traffic,' Proceedings of the 11th IEEE/ACM International Symposium on Modeling, Analysis, and Simulation of Computer and Telecommunication Systems (MASCOTS), pp. 16-25, 2003
  17. B. A. Mah, 'An Empirical Model of HTTP Network Traffic,' Proceedings of INFOCOM, pp. 592-600, 1997