워크플로우는 자동화 및 전산화된 업무 프로세스로 정의되며, 서로 관련성을 가지는 여러 개의 워크플로우 작업들로 구성된다. 오늘날 대부분의 업무 프로세스들은 지리적으로 떨어져 있는 서로 다른 부서 및 회사에서 수행되는 작업들을 포함하기 때문에 워크플로우는 본질적으로 분산성을 가진다. 분산 워크플로우 시스템에서 각 워크플로우 작업은 원격 호스트에 있는 공유 자원들을 활용하여 주어진 역할을 수행하고, 워크플로우 정의에 따라 다음 작업들을 수행하기 위해 제어를 전달한다. 따라서 고성능을 요구하는 워크플로우 환경을 지원하기 위해서는 워크플로우 작업들을 적절한 호스트에 배치해야 한다. 본 논문에서는 효율적인 워크플로우 작업 배치를 위한 다단계 워크플로우 그래프 분할 기법을 제안한다. 이 방법은 워크플로우의 수행 과정에서 발생하는 원격 통신 비용을 최소화하여 워크플로우의 처리 성능을 향상시킬 수 있다.
워크플로우 시스템은 복잡한 복수의 작업을 사용자가 작성한 작업 플로우에 따라 자동으로 수행시킴으로써 작업의 효율성을 높이고자 하는 시스템이다. 특정 작업의 능률을 향상시키기 위한 목적으로 많은 연구기관에서 자체적인 워크플로우 시스템을 연구하고 있다. 이렇게 개발된 워크플로우 시스템은 각 연구기관에서 목적으로 하는 특정 작업 환경의 특성을 반영하는 시스템이지만 특정 작업이나 환경에 종속적인 특성을 가진다. 따라서 작업 환경이 확장 혹은 변경된다면 워크플로우 시스템도 수정하거나 처음부터 다시 개발해야 한다. 따라서 본 논문에서는 특정 작업이나 환경에 종속적인 워크플로우 시스템의 문제점을 해결하기 위한 방법으로 응용 프로그램 및 실행 환경에 독립적인 워크플로우 시스템 모델을 제안한다.
에이전트 위임모델 기반 워크플로우 시스템은 기존 클라이언트 서버기반 워크플로우 시스템과 이동에이전트 기반 워크플로우 시스템보다 워크플로우 수가 증가하고 워크플로우 구조가 복잡해짐에 따라 보다 좋은 성능 및 확장성을 제공한다. 이는 에이전트 위임모델이 워크플로우 엔진에서 발생하는 병목현상을 제거하여 작업수행자(Task Performer)라 명명된 호스트들로 워크플로우 엔진의 부하를 자연스럽게 분산시키기 때문이다. 에이전트 위임모텔은 워크플로우 엔진의 부하를 제거하지만, 작업수행자의 부하를 고려하지 않고 작업을 할당하기 때문에, 작업수행자에 병목현상을 발생시킬 수 있다. 이는 에이전트 위임모델의 목적인 워크플로우 시스템의 성능 및 확장성 향상을 저해하는 요인이다. 따라서, 워크플로우 시스템의 성능 및 확장성을 향상시키기 위해서는 작업수행자에 발생하는 병목현상을 제거해야 한다. 본 논문에서는 작업수행자의 병목현상을 제거하기 위해 응답리스트(Response List)를 제안하며 응답리스트 관리방법을 제시한다. 이러한 응답리스트가 에이전트 위임모델 기반 워크플로우 시스템의 성능 및 확장성 향상에 어떠한 영향을 미치는지 성능평가를 수행한다.
본 논문에서는 워크플로우 모델링 도구인 ICN(Information Control Net) 모델을 이용하여 워크플로우 역할 의존성 분석 메커니즘을 제안하였다. 즉, ICN 모델로 정의된 워크플로우의 각 액티비티(activity)들 간에 존재하는 역할 의존 관계를 표현하기 위하여 역할 의존 넷(Role Dependency Net)을 정의하였고, ICN 모델로부터 역할 의존 넷을 생성하는 알고리즘을 제안하였다. 본 논문에서 제시된 알고리즘을 이용하여 생성된 역할 기반의 워크플로우 모델은 any-cast 워크플로우와, multi-cast 워크플로우 작업환경을 제공함으로써 현재 대부분 조직에서의 작업 환경인 객체지향 작업 환경 및 분산 작업 환경에서 워크플로우 관리 시스템을 구축할 수 있다.
클라우드 컴퓨팅 환경에서 사용자들이 사용하는 다양한 어플리케이션은 워크플로우들로 표현된다. 이러한 구조에서의 클라우드 어플리케이션은 워크플로우의 각 작업에 따라 클라우드 서비스가 수행된다. 클라우드 서비스는 동시에 많은 사용자들의 어플리케이션인 다중 워크플로우가 발생되어 워크플로우 내의 작업들이 적절하게 서비스 되어야한다. 따라서, 본 논문에서는 클라우드 컴퓨팅을 고려한 다중 사용자의 워크플로우의 작업 스케줄링 기법을 제안한다.
본 논문에서는 기존의 워크플로우 모델을 바탕으로 역할을 기반으로 하는 새로운 개념의 모델을 제안하였으며, 이에 따른 워크플로우 업무 관리 시스템의 설계 및 구축 분야에서 역할 중심 업무 분산 체계(role oriented distribution)에 필요한 이론적 바탕을 마련하기 위한 역할 기반 모델(role based model)의 개념을 정의하고, 정의된 모델을 전형적 업무 관리 시스템인 워크플로우에 적용하였다. 본 논문에서 제시되어진 역할 기반 워크플로우 모델은 선택 할당(any-cast)방식 및 다중 할당(multi-cast)방식의 워크플로우 작업환경을 제공함으로써 현재 대부분 조직에서의 작업 환경인 객체지향 작업 환경 및 분산 작업 환경에서 워크플로우 관리 시스템을 구축할 수 있다.
본 워크플로우 모델링 시스템은 기존의 워크플로우 모델링 시스템과 달리, 인터넷 기반의 실시간 그룹웨어 기술을 통해 일련의 사용자 그룹이 동시에 워크플로우 모델링을 할 수 있는 기능을 제공하며. 스윔레인 워크플로우 모델링 방식의 역할 기반의 모델링은 복잡한 모델링 작업을 단순화 시킬 수 있다. 즉, 기존의 워크플로우 모델링 기능에 실시간 그룹웨어 특성들을 통합함으로써, 한 차원 높은 수준의 모델링 환경을 제공하고, 이를 통하여 기존의 워크플로우 시스템들이 지원하지 못 했던 워크플로우 모델링 협동 작업을 실시간으로 지원 할 수 있을 뿐만 아니라. 요즘과 같이 대형화와 복잡화 그리고 다양화의 특징을 갖는 조직들의 워크플로우들에 대한 효율적인 분석 및 모델링 환경을 제공하기 위하여 스윔레인 워크플로우 모델링 시스템을 설계 및 구현하였다. 또한 본 워크플로우 모델링 시스템을 통한 모델링 결과는 국제 표준화 워크플로우 정의 언어 (Process Definition Language)를 제공함으로써, 기존의 다른 워크플로우 시스템들과의 상호 호환성을 제공하고자 하였다.
그리드 환경에서 수행되는 작업 중 많은 작업들은 연관된 작업들이 서로 결합된 워크플로우의 형태로 수행된다. 이러한 워크플로우를 서비스로 추상화한다면 사용자는 보다 손쉽게 워크플로우로 구성된 작업을 수행할 수 있다. 본 논문에서는 워크플로우를 서비스로 매핑하기 위한 메타 서비스를 정의하였다. 이 메타 서비스를 사용하면 워크플로우를 포탈 서비스, 그리드 서비스, 웹 서비스 등으로 쉽게 변환할 수 있다. 또한 워크플로우 사용자들 간에 워크플로우를 서비스의 형태로 공유하는 것도 역시 가능해진다. 마지막으로 과거의 성능 데이터 등의 서비스를 효율적으로 수행할 수 있는 정보들을 제공하여 QoS를 향상시킬 수 있다.
본 연구에서는 공동 작업에 참여하는 작업자들의 업무흐름(workflow)을 관리하기 위한 워크플로우 엔진의 프로토타입을 개발하였다. 분산 객체관리의 표준으로 정착되어 가고 있는 CORBA(Common Object Request Broker Architecture)를 이용하여 네트워크 프로그래밍을 하였으며, JAVA를 사용하여 프로그램의 호환성과 이식성을 높였다. 또한, HAD(heterogeneous and autonomous and distributed) 환경에서 작동 가능하도록 엔진을 설계하였다. 따라서, 공동작업에 참여하는 작업자들이 플랫폼에 상관없이 네트워크를 통해 엔진에 접속할수 있으며, 워크플로우 엔진은 공동 작업을 진행 및 감독할 수 있다. 본 연구에서 개발한 시스템을 설계 작업에서의 변경요청(ECO:Engineering Change Order)이라는 업무흐름에 적용하여 보았다.
워크플로우 매니지먼트시스템은 오늘날의 어플리케이션들의 처리를 위한 효율적인 워크플로우 설계와 수행을 가능하게 한다. 그러나 전체물리학, 생물학, 지질학과 같이 과학탐구에 목적을 둔 어플리케이션들의 경우 대용량의 데이터를 연산해야 하기 때문에 단일 컴퓨팅 자원으로는 단 시간내에 작업을 완료하기 어렵다. 클라우드 환경에서 워크플로우를 효율적으로 수행하기 위해서는 여러 자원을 효율적으로 활용하기 위한 분산 병렬처리가 필수적이다. 일반적으로 시스템의 마스터노드에서는 클러스터의 원격노드들에게 어플리케이션 수행을 위해 설계된 워크플로우에 맞게 작업들을 분배하게 되는데 이때 마스터노드와 원격노드의 큐에서의 대기시간과 원격노드에서 할당된 작업들을 위한 스케줄링 시간은 성능을 좋지 않게 만드는 원인이 된다. 따라서 본 논문은 클라우드 환경에서 원격노드에서 작업수행이전까지의 지연시간을 줄이기 위한 최적화 방법으로 컴퓨팅 자원 활용도를 고려한 작업들의 병합 기법을 적용해서 워크플로우의 처리 속도를 향상시킨다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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