컴퓨터 실습실에서 사용되고 있는 씬 클라이언트 PC는 개인별로 할당된 것이 아니라 다수의 사용자들이 공유하기 때문에 씬 클라이언트 PC를 관리하기 위한 별도의 관리시스템(Management System)이 필요하다. 본 논문에서는 컴퓨터 실습실 환경에서 가상머신에 원격으로 접속된 씬 클라이언트 PC의 전원관리를 효과적으로 할 수 있는 방법을 제안한다. 사용자가 이용하는 씬 클라이언트 PC에 대해 일정시간 동안 키보드/마우스의 입력이 없으면 해당 씬 클라이언트 PC로 메시지를 전송하여 사용 여부를 확인하고 해당 사용자로부터 아무런 응답이 없을 경우 씬 클라이언트 PC를 Shutdown 한다. 이러한 관리 방법은 사용되지 않는 씬 클라이언트 PC에 대해 불필요하게 낭비되는 전력을 줄일 수 있어 효율적으로 컴퓨터 실습실을 운영할 수 있을 것으로 예상된다.
본 논문에서는 인터넷 상에서 애플리케이션 공유과 데이터 접근을 수행할 수 있는 씬-클라이언트 프레임워크를 설계할 것이며, 관련 기술로 X 윈도우 시스템, 가상 서버, CODA 파일 시스템, MPI(Message Passing Interface)를 활용하고자 한다. 우리는 네트워크 연결이 중단되더라도 서버 상에서 실행되던 애플리케이션을 로컬 상에서 실행할 수 있음은 물론 서버 상의 작업 수행으로 생성된 데이터에 클라이언트가 최적으로 접근할 수 있는 씬-클라이언트 프레임워크를 제안하고자 한다. 또한 네트워크가 복원되었을 때 로컬 상의 작업 내역이 서버에 효과적으로 반영될 수 있어야 할 것이다. 이러한 씬-클라이언트 프레임워크를 설계하기 위하여 본 논문에서는 기존의 시스템에 분산 Pseudo 서버, CODA 파일 시스템 기술을 접목시킬 것이며, 보다 효율적인 작업 수행, 관리를 위해 MPI를 활용할 것이다. 이를 통하여 네트워크 독립적인 씬-클라이언트 작업 환경을 구축할 수 있고 서버의 병목현상을 지양함으로써 다수의 사용자에게 확장성 있는 애플리케이션 서비스를 제공할 수 있다. 본 논문에서는 이를 구현함에 있어 기반이 되는 씬-클라이언트 프레임워크의 설계 방안에 대해 논의하고자 한다.
수십 대의 PC들로 구성된 학교 PC 실 또는 교육 목적 PC 실에서는 컴퓨터들이 분산 구조로 되어 있어서 각 컴퓨터별로 셋업. 유지보수, 업그레이드가 각각 따로따로 수행된다. 이러한 분산 구조에 대한 대안으로 씬 클라이언트 컴퓨팅 환경을 고려해 볼 수 있다. 씬 클라이언트 컴퓨팅 환경에서, 클라이언트 쪽 장치는 사용자에게 친숙한 GUI 와 멀티미디어 지원과 함께 주로 IO 기능들을 제공하는 반면에 터미널 서버라 불리는 원격 서버들은 컴퓨팅 파워를 제공한다. 이 환경에서는 많은 클라이언트를 지원하기 위해서 터미널 서버들을 클러스터로 구성할 수 있다. 그러나 이러한 구조에서는 터미널 세션의 유지와 사용자의 다양한 컴퓨팅 사용 패턴 요인으로 부하 분산이 어렵고 결과적으로 터미널 서버 자원의 활용도가 낮아지는 단점을 가진다. 이러한 단점을 보완하기 일해 본 논문에서는 적응적 터미널 클러스터를 제안한다. 이 구조에서는 부하가 적은 그룹에 속한 터미널 서버가 부하가 큰 그룹으로 실시간에 동적으로 재 할당될 수 있다. 제안된 적응적 터미널 클러스터를 일반적인 터미널 클러스터와 그룹 기반 비적응적 터미널 클러스터와 비교하고 실험을 통해 제안된 방법의 유효성을 검증하였다.
네트워크 및 컴퓨터 기술의 발전에 힘입어 컴퓨팅 서비스 방식에도 상당한 변혁이 일어나고 있다. 1960년대 메인프레임으로 출발하였던 컴퓨터 시스템은 1980년대 출시된 PC를 거쳐 이제는 서버 기반의 컴퓨팅 패러다임이라 할 수 있는 씬-클라이언트(Thin-Client)로 진화하고 있다. 씬-클라이언트 컴퓨팅방식에서 네트워크는 애플리케이션 전달을 위한 플랫폼으로서 그 역할을 수행하며 클라이언트는 원격에서 서버 상의 애플리케이션을 실행할 수 있다. 또한 네트워크에 접속된 컴퓨팅 자원을 공유하는 것도 가능하다. 씬-클라이언트 아키텍쳐 구현을 위한 한 방법으로 본 논문에서는 컴포넌트와 분산 컴퓨팅 기술을 제시하였고 그를 위한 기술로서 COM(Component Object Model)과 PYRO(PYthon Remote Objects)를 활용하였다. 본 논문에서는 씬-클라이언트의 개념과 원리를 시작으로 그를 구현하기 위한 기술적 응용에 대해 논의할 것이다. 그리고 이를 기반으로 씬-클라이언트의 아키텍쳐를 설계 및 구현하고자 한다.
네트워크 기반의 씬 클라이언트 로봇은 내장된 리소스가 부족하지만 네트워크를 통해 이를 극복하려는 로봇이다. 씬 클라이언트 로봇에는 부족한 내장 리소스를 네트워크를 통해 효과적으로 운영하기 위한 디바이스 맵 프로토콜과 로봇 제어 및 개발 플랫폼으로써 로보이드 스튜디오가 제안되어 있다. 현재 로보이드 스튜디오는 공개 소프트웨어 방식으로 다양한 로봇을 지원하지만, 아직은 실제 지원되는 로봇의 종류가 부족하다. 따라서 새로운 로봇에 대한 이식 지원 방법과 다양한 이식 환경 속에서 문제점을 찾아 해결해야 한다. 우리는 첫 번째로 씬 클라이언트 로봇보다는 내장 리소스가 풍부하며, 광범위한 사용자층을 갖고 있는 LEGO NXT를 선택하여 로보이드 스튜디오 운영 및 개발 환경의 이식 절차를 제안하고, 로보이드 스튜디오 프레임워크가 제공하는 네트워크 기반 로봇 제어 기술의 성능을 검증한다.
본 논문에서 우리는 SBC(Server Based Computing)를 위한 씬 클라이언트 개발에 관한 우리의 최근 연구에 대하여 소개한다. SBC 란 현대 사회에서 빠르게 변화되는 소프트웨어(SW)/하드웨어(HW) 기술에 대하여 유지 보수 및 업그레이드 비용에 대한 절감과 인력자원 절감 효과, 보안 환경의 강화, 접근 권한에 따르는 차별성, 안정성 확보 그리고 장비의 간소화를 통한 작업 공간 효율성에 이르기까지, 다양한 장점을 가지고 있는 신개념의 컴퓨터 아키텍처이다. 이를 기반으로 하는 씬 클라이언트는 HDD 및 어떠한 어플리케이션도 설치 할 필요가 없다. 따라서 씬 클라이언트는 고사양일 필요가 없으며 보안, 업그레이드 그리고 데이터 백업에 대한 부담도 줄어든다.
클라우드 시스템을 이용하여 스트리밍 게임 서비스를 제공하는 것은 많은 유리한 점이 있지만, 씬 클라이언트에서 표시 지연(Presentation latency)이 발생한다는 문제점도 갖고 있다. 게임은 사용자의 입력에 즉각적으로 반응해야 하는 특성을 갖는 서비스이므로 씬 클라이언트에서의 표시 지연은 다른 이슈에 비해 중요한 문제이다. 본 연구에서는 서버와 씬 클라이언트 사이에서의 표시 지연을 감소시키는 방법을 제안한다. 이를 위해, 서버 단에서는 서버와 씬 클라이언트의 영상포맷 일치화, 미디어 타입에 따른 인코딩 포맷 변경, 동기화를 위해 주기적으로 클럭을 전송하도록 하는 것을 해결 방안으로 제안한다. 그리고 씬 클라이언트 단에서는 패킷화 과정에서 명령어 수 절감, 암호화 과정에서 가벼운 알고리즘 사용, 압축해제 과정에서 하드웨어 디코딩 개선을 해결 방안으로 제안한다. 이를 실제 상용화 수준까지 개발된 게임 서비스 시스템에 적용하여 검증 하였는데, 수백 ms 정도의 상당한 표시 지연 감소를 통해 허용 가능한 수준인 100ms까지 표시 지연 감소가 가능함을 확인하였다.
수십 대의 PC들로 구성된 학교 PC실 또는 교육 목적 PC실에서는 컴퓨터들이 분산 구조로 되어 있어서 각 컴퓨터별로 셋업, 유지보수, 업그레이드가 각각 따로따로 수행된다. 이러한 분산 구조에 대한 대안으로 씬 클라이언트 컴퓨팅 환경을 고려해 볼 수 있다. 씬 클라이언트 컴퓨팅 환경에서, 클라이언트 쪽 장치는 사용자에게 친숙한 GUI와 멀티미디어 지원과 함께 주로 IO 기능들을 제공하는 반면에 터미널 서버라 불리는 원격 서버들은 컴퓨팅 파워를 제공한다. 이 환경에서는 많은 클라이언트를 지원하기 위해서 터미널 서버들을 클러스터로 구성할 수 있다. 그러나 이러한 구조에서는 터미널 세션의 유지와 사용자의 다양한 컴퓨팅 사용 패턴 요인으로 부하 분산이 어렵고 결과적으로 터미널 서버 자원의 활용도가 낮아지는 단점을 가진다. 이러한 단점을 보완하기 위해 본 논문에서는 적응적 터미널 클러스터를 제안한다. 이 구조에서는 부하가 적은 그룹에 속한 터미널 서버가 부하가 큰 그룹으로 실시간에 동적으로 재 할당될 수 있다. 제안된 적응적 터미널 클러스터를 일반적인 터미널 클러스터와 그룹 기반 비적응적 터미널 클러스터와 비교하고 실험을 통해 제안된 방법의 유효성을 검증하였다.
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.
네트워크 및 애플리케이션 기술의 발전은 컴퓨터, 모바일 시스템을 비롯한 정보기기의 활용에 커다란 변화를 야기시켰다. 60-70년대의 메인 프레임을 시작으로 80년대의 서버-클라이언트 패러다임을 거쳐 90년대 이후의 네트워크 컴퓨터 형태로 발전하는 과정에서 현재 컴퓨터 시스템은 독립적인 물리적 시스템에서 상호보완적인 네트워크 기반의 가상 시스템으로 진화하고 있다[1][2]. 네트워크 기반의 시스템에서 작업 수행에 필요한 애플리케이션과 데이터는 로컬 시스템에 해당하는 클라이언트가 아닌 서버에 저장된다[1]. 사용자는 네트워크를 통해 서버 상의 애플리케이션, 데이터를 마치 로컬 환경에서와 같이 활용할 수 있으며, 이러한 메커니즘에 의하여 클라이언트는 보다 경량화, 네트워크 친화적시스템으로 발전해나가고 있다. 본 논문에서는 이러한 씬-클라이언트를 보다 효율적으로 구현할 수 있는 가능성 있는 방안에 대해 논의하기로 한다. 서버 상의 애플리케이션과 데이터를 마치 로컬 환경에서 활용할 수 있도록 본 논문에서는 X프로토콜을 활용하였다. 기존의 단일화 된 서버 시스템과는 달리 프락시를 미들-티어로 설계하여 QoS 및 세션의 영속성을 제고하였다. 씬-클라이언트와 서버에 각각 X서버, Xvfb(X virtual frame buffer)를 구현하였고 세션 관리를 위하여 XSMP(X Session Management Protocol)을 적용하였다. 이를 통하여 최종적으로 단순한 서버 디스플레이 전달을 넘어, 서버 상의 애플리케이션이 네트워크를 경유하여 씬-클라이언트에 원격 애플리케이션으로 전달되도록 하는 씬-클라이언트 프레임워크를 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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