일반적으로 공간질의 처리는 복잡한 대용량 공간데이타를 대상으로 수행하기 때문에 많은 비용과 시간이 필요하다. 특히, 클라이언트/서버 공간 데이터베이스 환경에서는 클라이언트가 자주 이용하는 질의를 반복하여 처리하는 경우에 서버의 부하가 증가되며 질의 응답시간도 길어지게 된다. 따라서 클라이언트/서버 공간 데이타베이스에서 클라이언트측의 공간질의를 효율적으로 처리하기 위해서는 데이터 캐싱 등의 기법이 필요하다. 이를 위하여 본 논문에서는 클라이언트에서 자주 이용되는 공간질의를 뷰로 정의하고 클라이언트에서 실체화하는 방법을 이용하여 데이터 캐싱을 처리한다. 그리고 클라이언트에 실체화된 뷰를 최대한으로 이용하기 위하여 질의 수정 기법을 적용한 공간질의 처리 방법을 제시한다.
클라이언트/서버 환경에서 서버의 공간 데이터를 검색, 접근하기 위한 공간 질의는 대용량의 공간 객체에 대해 복잡한 공간 연산을 수행한다. 그러므로 클라이언트가 자주 이용하는 공간 질의를 매번 서버에서 처리하는 경우에 서버의 부하가 증가하며 질의 응답시간도 길어지게 된다. 따라서 이러한 공간 질의를 뷰로 정의하고 클라이언트에 실체화하면 질의를 효율적으로 처리할 수 있다. 이 경우에 공간뷰를 유도한 서버의 소스 객체의 변경에 따라 클라이언트의 실체화된 뷰 객체의 일관성을 유지해야 한다. 본 논문에서는 클라이언트/서버 환경에서 공간뷰 개념을 확장한 클라이언트 공간뷰를 정의하고 일관성 유지를 위한 알고리즘을 제시한다. 그리고 상용 지리정보시스템인 고딕에서 클라이언트 공간뷰 시스템을 설계 및 구현한다. 마지막으로 질의 재수행과 본 논문에서 제시한 클라이언트 공간뷰의 성능을 실제 데이터를 이용하여 비교 평가한다.
이 논문은 클라이언트에서 다수의 서버에 대한 공간 데이터의 변경 문제를 대상으로 한다. 분산 환경에서의 데이터 변경은 다음과 같은 요구조건을 가진다. 첫째, 분산 환경에서는 서로 다른 구조의 클라이언트 및 서버에 대해 확장성을 고려해야 한다. 둘째, 공간 데이터 간에는 공간 관련성이 존재하기 때문에, 서로 다른 서버에 분산 저장된 공간 데이터간의 공간 관련성을 유지해야 한다. 셋째, 한 클라이언트에서의 변경은 여러 서버 및 다른 클라이언트와의 협동 작업을 통해 수행되어야 한다. 이 논문에서는 클라이언트에서의 공간 데이터 변경을 처리하기 위해 서비스 제공자를 설계, 구현한다. 서비스 제공자는 미들웨어 컴포넌트로써 동일한 인터페이스를 제공하기 때문에, 클라이언트 및 서버의 확장이 용이한 장점을 갖는다. 이 논문에서 제공하는 서비스 제공자는 2PC 기반의 변경 프로토콜에 따라 분산된 서버간에 존재하는 공간 관련성을 유지하면서 공간 데이터의 변경을 수행한다. 즉, 서비스 제공자는 클라이언트에서 변경을 요청한 객체에 대해 공간 관련성 유무를 검사하고, 공간 관련성을 가진 객체를 포함한 서버에 변경 내용을 전파한 후, 협동 작업을 통해 변경을 확정하거나 취소하게 된다.
공간 데이터를 클라이언트에서 수정하는 클라이언트-서버 환경에서는 동시성 지원을 위해 클라이언트 트랜잭션들이 협동 작업을 수행하여야 한다. 이 때, 철회를 요구하는 트랜잭션의 회복을 제어하기 위해서는 협동 작업에 참여한 종속 트랜잭션들을 함께 고려하여야 하므로 기존의 회복 기법으로 지원되지 않는 문제가 있다. 이 논문에서는 클라이언트-서버 GIS에서 공간 관련성을 고려한 트랜잭션 회복 기법을 위해 부분 철회 기법과 회복 제어 알고리즘 및 프로토콜을 설계하고 구현한 결과를 보인다.
대용량의 공간 및 비공간 데이터의 관리와 다수 사용자에 의한 데이터 공유를 지원하기 위해서는 클라이너트-서버 구조의 공간 데이터베이스 시스템을 사용하는 것이 효과적이다. 본 논문에서는 클라이언트-서버 구조의 공간 데이터베이스 시스템인 GEO/Millennium 시스템을 소개한다. GEO/Millennium은 클라이언트 캐슁을 수용한 질의 전송 방식을 사용하며, 공간 및 비공간 데이터를 통합하여 저장, 관리하는 통합구조의 시스템이다. 제안하는 시스템은 데이터베이스의 변경사항을 멀티캐스팅으로 클라이언트들에게 통지하여 데이터의 일관성을 유지하며, 클라이언트의 각 모듈을 컴포넌트로 구성하여 어플리케이션 개발의 용이성과 재사용성을 높인다. GEO/Millennium은 객체의 저장과 연산을 저장관리자와 질의 처리기에서 지원해 줌으로써 공간연산을 효율적으로 수행할 수 있으며, 클라이언트-서버간의 통신부하를 줄여 클라이언트의 질의에 대해 보다 빠른 응답시간을 갖는다.
클라이언트/서버 환경에서 뷰 실체화 기법을 이용한 공간 질의 처리 방법은 동일한 질의에 대하여 실체화된 뷰를 이용하므로 처리 비용과 시간을 감소시킬 수 있다. 그러나 뷰 실체화는 서버 데이터 베이스의 변경에 따른 뷰 일관성 유지 비용이 추가로 발생하므로, 공간 데이터베이스 변경 등 경우에 따라서는 뷰 실체화를 이용한 공간 질의 처리 방법이 기존 방법에 비하여 더 많은 비용과 시간이 발생할 수도 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 고려하여 클라이언트/서버 환경에서 효율적인 공간 질의 처리를 위하여 기존의 질의 처리 방법과 실체화된 뷰를 이용한 질의 처리 방법을 혼용한 방법(hybrid approach)을 제시한다. 이 방법에서는 클라이언트에서 공간 질의 처리를 요청한 경우에 서버에서 공간 질의 재수행 비용과 실체화된 뷰의 일관성 유지 비용을 비교 평가하여 질의 처리 결과를 실체화된 뷰로 유지 여부를 결정한다.
클라이언트/서버 환경에서 서버의 공간 데이터를 검색, 접근하기 위한 공간 질의는 대용량의 공간 객체에 대해 복잡한 공간 연산을 수행한다. 따라서 클라이언트가 자주 이용하는 공간 질의를 매번 서버에서 처리하는 경우에 서버의 부하가 증가하며 질의 응답시간도 길어지게 된다. 그러므로 이러한 공간 질의를 뷰로 정의하고 클라이언트에 실체화하면 질의를 효율적으로 처리할 수 있다. 이 경우에 뷰를 유도한 서버의 소스 객체의 변경에 따라 클라이언트의 실체화된 뷰 객체의 일관성을 유지해야 한다. 본 논문에서는 클라이언트/서버환경에서 질의 수행 속도를 향상시키기 위해 실체화된 공간뷰 개념을 적용하여 클라이언트 뷰를 정의하고 유형을 분류한다. 그리고 실체화된 클라이언트 뷰의 리관성 제어를 위해 재수행 방법에 비해 변경 속도가 빠른 점진적 변경 방법을 이용한다. 이를 위해 일관성 제어시 필요한 추가정보를 기술하고, 추가정보를 이용한 일관성 제어 알고리즘을 제시한다. 그리고, 제시한 실체화 방법과 일관성 제어 알고리즘의 실현을 위하여 객체지향 GIS시스템임 고딕(GOTHIC)에서 설계 및 구현하고 성능을 평가한다.
서버의 공간데이터가 클라이언트 캐쉬에 중복 저장되어 있는 클라이언트-서버 GIS환경에서 동시에 수행될 수 있는 대화식 클라이언트 트랜잭션의 변경은 일관성 제어를 위해 서버와 다른 클라이언트에 전파되어야 한다. 이때 한 클라이언트의 캐쉬 변경이 다른 클라이언트의 변경과 충돌이 될 수 있는데, 클라이언트 트랜잭션은 기존의 기법으로는 동시성과 캐시 일관성이 제어 될 수 없다. 지도 수정 트랜잭션은 기 트랜잭션이며 공간 관련성에 의한 종속성을 가지기 때문이다. 또한 캐쉬 변경 내용의 전파는 캐쉬 사용의 이점을 잃기 않기 위해 통신 부하 최소화 대책이 고려되어야 한다. 이 논문은 클라이언트-서버 GIS 환경에서 클라이언트 수정 트랜잭션의 동시성과 캐쉬 일관성 제어를 위하여 기존의 잠금 기법을 확장하고, 통신 부하의 최소화를 고려한 새로운 변경 전파 프로토콜을 설계하고 구현한 결과를 보인다.
공간 데이터베이스 시스템에서는 데이터의 보안과 사용자의 편의성을 제공하기 위해 사용자가 원하는 공간데이터만으로 구성된 공간 뷰를 제공한다. 클라이언트/서버 환경의 공간 데이터베이스 시스템에서 다수의 클라이언트에 의해 공간 뷰에 대한 질의가 요청 될 시 대용량의 데이터를 처리하기 위한 서버의 I/O 연산의 수행비용과 질의처리 비용 및 결과 데이터의 전송을 위한 전송 비용이 서버의 부하를 일으키고 질의 처리속도의 저하를 야기시킨다. 본 논문에서는 클라이언트/서버 환경의 공간 데이터베이스 시스템에서 공간 뷰의 생성 과정을 서버와 클라이언트에 분산시킨 크라이언트 실체화 기법을 제안한다. 공간 뷰 생성의 질의처리를 서버와 클라이언트에 분산시켜 대용량의 데이터와 복잡한 공간 연산에 따른 공간 뷰 생성과정의 서버 부하를 감소시키고 클라이언트에 실체화 함으로 해서 공간뷰에 대한 질의처리 요구에 따른 서버의 병목현상과 서버 부하를 감소시켜 사용자 응답시간을 최소화한다.
본 논문에서는 클라이어언트/서버 환경에서 클라이언트의 공간질의를 효율적으로 처리하기 위한 데이터 캐싱과 캐시된 데이터의 일관성 유지를 다룬다. 이를 위하여 먼저 클라이언트에서 데이터 캐싱을 위하여 실체화된 공간뷰를 이용한다. 그리고 서버의 데이터 변경에 따른 실체화된 클라이언트 뷰의 변경을 위하여 유도관련성을 이용한 점진적 변경 기법을 적용한다. 실체화된 뷰는 클라이언트의 공간질의를 효율적으로 처리 할 수 있지만, 일관성 유지에 대한 오버헤드가 발생한다. 본 논문에서는 효율적인 공간질의 처리를 위하여 서버에서 공간연산자의 비용을 기반으로 질의 수행과 뷰 일관성 유지에 따른 비용식을 제시한다. 이를 기반으로 클라이언트에서 질의 요청시 비용을 평가하여 뷰의 실체화 여부를 서버에서 결정한다. 이 방법은 클라이언트/서버 환경에서 뷰의 실체화와 재수행 방법을 병행함으로써, 클라이언트의 공간질의를 효율적으로 처리할 수 있는 장점을 제공한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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