이동 에이전트 시스템은 분산응용을 위한 가장 일반적인 소프트웨어 패러다임이라 할 수 있으며 이동성을 기반으로 작업을 수행하므로 플랫폼 독립적인 언어와, 이동성을 제어, 관리하는 환경을 기본으로 요구하고 있다. Java 언어의 폭넓은 사용과 더불어 Java 이동 에이전트 또한 그 응용의 폭을 넓혀가고 있다. 본 논문에서는 다양한 분산응용에 효율적으로 대처할 수 있는 Java 이동 에이전트 플랫폼, Boomerang이 설계 구현된다. 그리고, 구현된 Boomerang을 기반으로 한 불법파일 검색, 파일 공유 등의 분산 응용이 설계, 구현된다.
본 고에서는 분산된 인터넷 이동성 관리 (Distributed Mobility Management, DMM)에 관한 연구동향을 소개한다. 10여년 전부터 표준화가 시작 된 인터넷 이동성 관리 기법들이 왜 분산된 구조를 가져야 하는지 알아 보며, 기존에 개발 된 기법들을 분산된 구조로 확장 할 때 고려해야 할 사항에 대해서도 진단 한다. 또한, 분산된 인터넷 이동성 관리를 위해 제안 된 기법들을 소개 하고 기존 기법들과의 비교분석 결과를 제시한다.
이동 분산 실시간 시스템(MDRTS:Mobile Distributed Real-time Systems)은 분산 네트워크 상에서 협력 동작하며 특정 시간 내에 요구하는 정보를 제공하는 이동 시스템이다. MDRTS는 시간, 이동성, 분산성 등을 표현하기 때문에 명세 복잡도가 높고, MDRTS의 성공적인 동작을 보장하기 위해 보다 정확하고 효율적인 시스템의 설계가 중요하다. 특히 시스템의 분산성과 이동성에 의해 발생하는 다양한 종류의 제약 사항을 표현한 수 있는 정형기법이 필요하다. 본 논문에서는 MDRTS을 명세하기 위해 PATM(Probabilistic Abstract Timed Machine)[1]을 확장하여 정의한 DATM(Distributed Abstract Timed Machine)에 대해 기술한다. DATM은 PATM에서 표현하기 힘들었던 이동하는 기계의 분산 정보를 명세할 수 있도록 하였고, 시간, 거리, 확률, 보안에 대한 제약 사항을 명세할 수 있도륵 정의하였다. MDRTS가 가진 제약사항들은 영역을 정의하여 표현하였다. 영역의 종류에는 시간영역, 거리영역, 확률영역, 보안영역이 있다. 각 영역의 속성에 시간적인 제약을 표현할 수 있으며, 시간과 공간 논리를 사용하여 모델링하였다.
이동 분산 실시간 시스템(MDRTS:Mobile Distributed Real-Time System)은 특정 시간 내에 분산 네트워크를 통한 정보 교환 및 요구된 동작을 실행한다. 그리고 경로, 시간 및 속력에 관한 제약사항에 따라 머신이 이동하는 시스템이다. 본 논문은 MDRTS에서 발생되는 머신의 이동을 분석하기 위해, PATM[1]에 위치 공간 개념을 추가하여 확장한 DATM(Distributed Abstract Timed Machine)을 정의한다. 머신의 이동과 이동을 제약하는 사항들, 경로, 시간 및 속력 등을 나타내는 표현법을 정의하며, 각 제약 사항에 따른 이동에 관한 규칙을 기술한다.
분산 이동성 관리 방식은 이동성 기능을 사용자와 가까이에 위치한 네트워크 경계로 분산시킨다. 이에 따라서 트래픽 전달 비용을 낮추고 패킷 전달 경로를 최적화할 수 있으며 확장성이 높은 장점을 갖는다. 하지만, 시그널링 메시지를 교환하기 위한 모바일 앵커의 개수가 증가하여 시그널링 비용이 증가하는 문제점을 갖는다. 그래서 지속시간이긴 세션에 대해서 높은 시그널링 비용을 감소시키는 하이브리드 분산 이동성 방식이 연구되었고 본 논문에서는 네트워크 이동성을 지원하는 환경으로 하이브리드 방식을 확장한다. 모바일 라우터는 차량에 장착되어 모바일 장치들과 함께 이동한다. 따라서 모바일 라우터에 대해서 고속 이동성 특성을 정의하여 이용하는 하이브리드 방식을 제안한다. 모바일 라우터의 이동성 특성에 따라서 모바일 앵커를 분산하여 할당하거나 혹은 특정한 모바일 앵커를 지정하여 할당한다. 본 논문은 네트워크 이동성을 지원하는 하이브리드 분산 이동성 관리 방식에 대해서 제안하고 성능을 수학적으로 분석하여 우수한 성능임을 보여준다.
분산 시스템 개발을 위해 사용되는 패러다임(paradigm)의 수행능력은 여러 요소들을 종합하여 고려하여 평가해야 한다. 분산시스템 개발 시 사용되는 대표적인 패러다임으로 클라이언트/서버(client-server) 구조의 RPC(Remote Procedure Call)가 있다. 또한 최근 들어서는 이동성(mobility)과 지능성(intelligence) 이라는 특성을 갖고 네트워크 부하(network load)를 감소시킬 수 있는 이동 에이전트에 대한 요구도 증가하고 있다. 그러나 이동 에이전트를 이용하여 개발한 분산 시스템이 기존의 접근 방식에 비해 성능이 좋은 지의 여부는 아직도 의견이 분분하다. 또한 분산 시스템의 성능은 어떤 패러다임을 쓰는가 뿐 아니라, 선택된 패러다임의 수행 패턴에 의해서도 많은 영향을 받는다. 본 논문에서는 RPC 와 이동 에이전트 그리고 locker 패턴이 적용된 이동에이전트의 수행을 평가하기 위한 수행 평가 모델과, 이 모델을 기초로 하는 분산 시스템 개발을 위한 수행 패턴 결정 알고리즘을 제시하고자 한다.
현재 다양한 연구들이 진행되고 있는 이동 에이전트는 통신망 점유와 과부하를 효율적으로 감소시켜 여러 문제점들을 해결하고 있으나, 이동 에이전트의 이동성 강조에 따른 지능성 결여와 다수의 이동 에이전트 시스템들로 이주시 발생하는 지연시간 및 호스트의 결점이나 장애 등으로 인하여 이동 에이전트가 무한 대기상태나 쓰레기로 처리될 수 있는 문제점들을 해결하기 위한 새로운 대안이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 분산 환경에서 정보 검색의 성능을 향상시키기 위하여 네이밍 에이전트 기술을 이용하여 사용자의 검색 키워드에 대한 객체 참조자를 획득하고, 획득되어진 객체 참조자의 수 만큼 이동 에이전트 객체를 다중 복제하여 복제된 다수의 에이전트 객체를 여러 이동 에이전트 시스템으로 분산시킴으로써, 이주시 발생하는 지연시간을 제거하고 쓰레기로 처리될 수 있는 이동 에이전트들의 수를 줄임으로써 분산 정보 검색 서비스의 성능을 향상 시킬 수 있는 모델을 설계 및 구현한다.
분산 시스템 아기텍처에 기반한 이동 에이전트는 현재 클라이언트/서버 패러다임을 이어갈 새로운 패러다임으로 인식되고 있다. 이에 따라, 분산 컴퓨팅 환경에 적합한 시스템 구성을 위해 에이전트와 이동 에이전트 등에 대한 많은 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 그러나 지금까지 에이전트, 이동 에이전트, 다중 에이전트에 대한 연구들이 기능적인 특성에만 집중되어 왔다. 기능적인 특성은 에이전트와 이동 에이전트가 가지는 기본적인 특성으로서 에이전트들 간의 협동, 협력, 지능을 위한 합리성, 지식 모델링, 추론 방법이다. 그러나 분산 컴퓨팅 환경에서 분산 시스템 구성을 위해 전체 시스템의 성능(Performance), 확장성(Scalability), 안정성(Stability)등이 간과되어서는 안된다. 이런 연구 영역은 기능적인 특성을 다루는 연구영역에 비해 실용적인 면에서 더욱 중요하며, 그 중요성이 점점 더 증가하고 있다. 본 논문은 시스템 성능 향상을 위해 에이전트 간 협력과 협의 레벨의 계층 구조에 중점을 둔다.
현재의 중앙 집중형 이동성 관리 방식의 제약점들을 극복하기 위해서, IETF는 홈 에이전트의 이동성 기능을 사용자 가까이에 위치한 네트워크 경계 쪽으로 분산시키는 분산 이동성 관리 방식에 대해서 논의해왔다. 분산 이동성 관리 프로토콜은 트래픽 전달 비용이 낮고 확장성이 높다는 장점을 갖고 있다. 하지만, 시그널링 비용이 높고 주소관리가 복잡하다는 문제점을 보이고 있다. 특히 세션의 지속시간이 길고 빠르게 이동하는 사용자의 경우에는 이러한 문제점을 더욱 어렵게 만든다. 지속시간이 긴 세션에 대해서 높은 시그널링 비용을 감소시키기 위해서 우리는 하이브리드 분산 이동성 관리 방식을 제안하며, 이는 세션 지속 시간에 따라서 다른 이동성 앵커를 할당한다. 본 논문에서 우리는 제안한 하이브리드 분산 이동성 관리 방식에 대해서 성능을 분석하며 시그널링 비용 측면에서 우수한 성능임을 보여준다.
이동 에이전트는 분산 응용에 있어서 네트워크의 부하와 대기시간을 줄일 수 있는 기술 중 하나이며, 네트워크 환경에 대한 적응성이 좋아 향후 기대되는 분산 응용 기반 기술이라 할 수 있다. 본 논문에서는, 다양한 분산 응용 개발에 효율적으로 이용될 수 있는 이동 에이전트 프로그래밍 시스템인 HUMAN이 설계, 구현된다. HUMAN은 분산 능동 객체인 이동 에이전트 기반의 응용 시스템 개발을 위한 Java 기반의 응용 프레임워크이다. HUMAN은 파일 탐색, 그룹 어드레싱, 그리고 여정 및 탐색 대상 정보의 입력 등의 고급 유틸리티 등을 지원하고 있어, 이동 에이전트 기반의 프로그래밍에 있어서 높은 수월성을 제공하고 있으며, 주어진 네트워크 환경에 용이하게 적용하기 위해 다양한 이동 및 응답 방식들을 제공하고 있다. 또한 에이전트 등록, 해지 등을 위한 관리 서버도 제공하고 있어, 분산 정보 검색, 원격 제어 및 관리, 파일 공유 관련이 분산 응용 시스템의 개발에 효율적으로 적요할 수 있다는 장점을 가지고 있다. HUMAN 기반의 분산 응용 시스템의 예로, 간단한 물품거래 시스템이 설계, 구현되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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