본 논문에서는 성능 분석과 검증을 위한 방법으로 가상화 기법을 이용하여 성능을 분석할 수 있는 도구를 제안한다. 가상 머신의 성능 분석을 통해 원하는 이벤트들의 발생 양상에 따른 시스템의 성능을 호스트 머신에서 파악할 수 있다. 즉 가상 머신에서 사용하는 자원과 발생하는 이벤트에 대한 정보를 호스트 머신에서 확인할 수 있고, 가상 머신에서 발생한 사용자 입력을 호스트 머신이 임의로 재생시킬 수 있다. 이러한 기능을 통해 사용자 입력 패턴에 따른 시스템 자원의 상태 및 성능을 분석하여, 해당 시스템의 안정성을 시험할 수 있는 검증 환경을 제공한다.
서버 가상화 기술은 초기 하이퍼바이저 방식에서 비즈니스 민첩성을 높일 수 있는 컨테이너 기술로 진화하고 있다. 하지만, 컨테이너 기술은 운영체제를 공유하고 잦은 빌드와 배포로 보안과 안정성에 대한 문제가 제기되고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 서버 가상화 기술인 하이퍼바이저와 컨테이너 기술을 비교분석하고 애플리케이션 특성을 분석한다. 하이퍼바이저 기술은 하드웨어 가상화를 통해 안정성이 높은 반면 복잡하고 무거우며 속도가 느린 단점이 있다. 컨테이너 기술은 하이퍼바이저에 비해 가볍고 성능이 향상되는 반면 보안 및 안정성에 문제가 발생할 수 있다는 단점이 있다. 이를 통해 미션 크리티컬 워크로드를 가진 애플리케이션은 안정성이 우수한 하이퍼바이저 기술이 적합하고, 자원 사용이 가변적인 애플리케이션은 서버 확장이 유연하고 성능이 우수한 컨테이너 기술이 적합하다고 제안한다.
클라우드 컴퓨팅 환경에서는 가상화된 자원 인스턴스를 할당받아 응용을 처리할 때 적절한 서비스질을 만족하면서도 자원 운용 비용을 최소화하는 것이 중요한 이슈로 연구되고 있다. 그리드 환경과는 달리 클라우드 환경에서는 모든 가상 자원 인스턴스는 작업의 처리시간이 아닌 고정된 자원 할당 시간을 기준으로 가격이 책정되므로 기존의 그리드 환경을 고려한 자원 스케쥴링 기법은 클라우드 환경에서는 부적절한 자원 낭비를 발생시킬 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 클라우드 가격 정책을 고려한 휴리스틱 기반의 자원 스케쥴링 기법을 제안하고 이를 워크플로우 응용에 적용시키고자 한다. 제안된 기법의 성능 평가를 위하여 Montage 프로젝트를 워크플로우 응용으로 채택하였고 이를 Openstack 기반 클라우드 플랫폼을 기반으로 실험을 수행하였다.
탄소중립 달성의 핵심인 분산형 재생에너지의 확산에 따라 발생하는 계통수용성 문제의 해결을 위해 가상발전소의 도입이 활발히 논의되고 있다. 하지만 가상발전소와 같은 신사업은 일반적으로 보상 메커니즘이 존재하지 않아 도입 초기의 경제성 확보가 어렵다. 이에 조기 활성화를 위해서는 보조금을 포함한 적절한 지원이 필요하다. 지원 수준의 결정을 위해서는 비용모델이 필요하나 신사업의 경우 충분한 데이터가 부족한 문제가 있다. 본 연구에서는 국내 전문가를 대상으로 가상발전소 도입에 필요한 요건, 적정 규모와 비용에 대한 설문을 통하여 비용 추정 모델을 도출하였다. 우선 가상발전소의 자원구성 형태가 비용에 미치는 영향을 고려하여 설문조사에 따라 자원구성 시나리오를 설계하였다. 각자의 자원구성 시나리오에 대한 비용추계를 기반으로 로지스틱회귀분석을 통하여 시나리오에 따른 비용 추정 모델을 도출하였다. 가상발전소 규모와 자원구성 시나리오에 따른 사례분석으로 적절한 초기 보상 규모를 비교 분석하였다. 20MW~500MW 규모의 가상발전소에서 중대형 위주와 소형 자원을 포함한 자원구성 시나리오를 적용하였을 때, 중대형 위주의 구성 시 비용이 29~51% 낮게 나타났다.
본 논문은 그리드 서비스 환경에서 효율적인 자원 관리를 위한 프레임워크를 개발한다. 자원 관리는 그리드 서비스의 핵심이며, 자원의 가변적 특성에 적응적으로 대처하기 위한 프레임워크인 GridRMF(Grid Resource Management Framework)를 모델링하고 개발한다. GridRMF는 그리드 자원의 참여 의도에 따라 계층적으로 관리한다. 계층적 자원 관리는 가상 조직 관리를 위한 VMS(Virtual organization Management System)와 메타데이타 관리를 위한 RMS(Resource Management System)로 관리 도메인을 구분한다. VMS는 최적 가상 조직 선택 전략에 의해 자원을 중개하며, LRM(Local Resource Manager) 자동 회복 전략에 의해 가상 조직의 결함에 대처한다. RMS는 자원 상태 모니터링 정보를 적응적 성능 기반 작업 할당 알고리즘에 적용하여 부하균등화와 결함에 대처한다.
최근 가상화 기술은 데스크탑 환경에서 모바일 플랫폼 환경으로 그 자리를 옮겨 개인과 기업, 그리고 학계 등 안전하지 않은 보안 환경과, 여러 사람들의 공유하는 팀 환경에서 많은 변화를 가져오고 있다. 이 환경에서 대표적인 것은 Vmware의 MVP솔루션들과 Enterproid의 Divide이다. 하지만 이러한 모바일 가상화 기술환경에서 또다른 이슈가 되고 있는 것은 한정된 자원과 성능상의 제약들인데 그것을 어플리케이션 가상화 기술로 모바일 플랫폼의 약점을 개선하려는 방안으로서 대두되고 있다. 본 논문에서는 기존에 제안되었던 로컬 기반 데스크탑용 어플리케이션 가상화 구조를 안드로이드 환경으로 가져와 데스크탑 환경 어플리케이션 가상화의 한계점인 사용자 영역구분, 프로그램 실행시 생기던 할당 자원증가를 안드로이드 어플리케이션 가상화 런처를 통해 개선하였다.
클라우드 컴퓨팅의 폭발적 성장으로 IT를 활용하는 다양한 분야에 걸쳐 클라우드 기반의 시스템을 이용한 연구가 활발하게 진행되어 왔다. 특히, 클라우드 시스템을 이용하여 가상 머신 기반의 데스크탑 환경(DaaS, Desktop as a Service) 및 가상 모바일 환경을 구축하여 씬 클라이언트 형태로 어플리케이션 서비스를 이용하는 연구가 활발하게 진행 중에 있다. 본 논문은 씬 클라이언트 모바일 단말에서 모바일 어플리케이션 수행에 필요한 클라우드 시스템과, 자원 분배 시스템인 DRAMMA(Dynamic Resource Allocation Manager for Mobile Application)를 제안하고 있다. 또한 성능평가를 통해 DRAMMA가 기존의 클라우드 환경의 자원 분배 알고리즘과 비교하여 클라우드 시스템의 활용성을 높였고, 더 적은 가상머신의 이동, 자원 할당에 나타나는 오류를 줄여 보다 효율적인 서비스가 가능함을 확인 할 수 있었다.
그리드 인프라를 활용하여 대규모 계산 자원이 필요한 가상 스크리닝(Virtual Screening)에 관한 연구가 국제 WISDOM 프로젝트를 중심으로 활발하게 진행 중에 있다. 기존의 연구들은 싱글 클러스터나 개인의 컴퓨터를 중심으로 계산 자원을 활용하는 방식으로 연구가 진행이 되었다. WISDOM을 중심으로 대규모 말라리아(Malaria), 조류 독감(Avian Flu) 에 대한 대규모 신약 후보 탐색에 관한 연구들이 진행이 되었으며 한국과학기술정보연구원(KISTI)의 그리드 개발팀은 2007년도부터 국제 공동 파트너로 연구에 참여하고 있다. 공동연구에 참여하면서 신약 연구 개발자들이 Docking 및 그리드 자원을 활용하기 위한 접근 방식에 있어서 기존 방식들을 활용하기 어려운 점과 검색된 신약 물질을 분석하는 도구의 활용이 어려움이 많아 그리드 기반의 가상스크리닝 도구인 DrugScreenr-G(이하, DSG-G 클라리언트)를 개발하게 되었다. 본 논문은 개발된 DSG-G 클라이언트에 관한 개발 및 구조에 관한 내용이다.
클라우드 컴퓨팅 기술이 컴퓨팅 자원의 사용 방식에 대한 새로운 패러다임을 이끌어가고 있는 가운데 이미 PC 가상화를 통한 클라우드 서비스가 선을 보이고 있다. 또한 스마트 디바이스 이용이 급증함에 따라 모바일 클라우드 서비스에도 관심이 집중되고 있으며 기존의 클라우드 서비스를 스마트 디바이스에서도 사용하는 형태의 서비스가 이미 출시되고 있다. 하지만 진정한 의미의 모바일 클라우드를 위해서는 스마트 디바이스 자원 가상화를 통한 클라우드 자원 활용의 극대화가 이루어져야 한다. 본 논문에서는 클라우드 내 가상 단말에 접속하여 서비스를 받을 수 있는 실질적인 모바일 클라우드 서비스 구현을 위한 모바일 클라우드 아키텍처를 소개하고 이의 구성요소 중 하나인 모바일 클라우드 서비스 커넥터의 설계 방안을 제시하였다. 설계 시 주요 고려사항은 제한된 모바일 네트워크 환경에서 실시간 서비스를 제공하면서 보안을 강화하는 것이며 이에 대한 연구는 모바일 클라우드가 실질적인 서비스로서 자리매김하는데 필수적인 요소라 확신한다.
멀티 클라우드 서비스 제공자가 연동된 환경에서 각 데이터 센터에 위치하고 있는 물리 노드들의 위치에 따라서 클라우드 서비스 사용자와 연결된 네트워크 속도에 차이가 발생하고 이에 의해서 각 물리 노드에서 생성되는 가상 자원 인스턴스의 작업 처리 성능에도 영향을 미치게 된다. 특히 웹 어플리케이션과 같은 네트워크 성능에 의존도가 높은 응용의 경우 이에 대한 성능 영향의 정도가 매우 크게 증가한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 클라우드 서비스 사용자와 가상 자원 인스턴스간의 물리적인 거리 및 동적인 네트워크 상황을 고려한 적응적 가상 자원 할당 기법을 소개한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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