• International Journal of Contents
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• 제16권4호
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• pp.16-25
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• 2020

The size of observation data in astronomy has been increasing exponentially with the advents of wide-field optical telescopes. This means the needs of changes to the way used for large-scale astronomy data analysis. The complexity of analysis tools and the lack of extensibility of computing environments, however, lead to the difficulty and inefficiency of dealing with the huge observation data. To address this problem, this paper proposes a workflow execution system for analyzing large-scale astronomy data efficiently. The proposed system is composed of two parts: 1) a workflow execution manager and its RESTful endpoints that can automate and control data analysis tasks based on workflow templates and 2) an elastic resource manager as an underlying mechanism that can dynamically add/remove virtualized computing resources (i.e., virtual machines) according to the analysis requests. To realize our workflow execution system, we implement it on a testbed using OpenStack IaaS (Infrastructure as a Service) toolkit and HTCondor workload manager. We also exhaustively perform a broad range of experiments with different resource allocation patterns, system loads, etc. to show the effectiveness of the proposed system. The results show that the resource allocation mechanism works properly according to the number of queued and running tasks, resulting in improving resource utilization, and the workflow execution manager can handle more than 1,000 concurrent requests within a second with reasonable average response times. We finally describe a case study of data reduction system as an example application of our workflow execution system.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권7호
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• pp.2257-2285
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• 2022

Cyber-physical systems (CPS) have been growing exponentially due to improved cloud-datacenter infrastructure-as-a-service (CDIaaS). Incremental expandability (scalability), Quality of Service (QoS) performance, and reliability are currently the automation focus on healthy Tier 4 CDIaaS. However, stable QoS is yet to be fully addressed in Cyber-physical data centers (CP-DCS). Also, balanced agility and flexibility for the application workloads need urgent attention. There is a need for a resilient and fault-tolerance scheme in terms of CPS routing service including Pod cluster reliability analytics that meets QoS requirements. Motivated by these concerns, our contributions are fourfold. First, a Distributed Non-Recursive Cloud Model (DNRCM) is proposed to support cyber-physical workloads for remote lab activities. Second, an efficient QoS stability model with Routh-Hurwitz criteria is established. Third, an evaluation of the CDIaaS DCN topology is validated for handling large-scale, traffic workloads. Network Function Virtualization (NFV) with Floodlight SDN controllers was adopted for the implementation of DNRCM with embedded rule-base in Open vSwitch engines. Fourth, QoS evaluation is carried out experimentally. Considering the non-recursive queuing delays with SDN isolation (logical), a lower queuing delay (19.65%) is observed. Without logical isolation, the average queuing delay is 80.34%. Without logical resource isolation, the fault tolerance yields 33.55%, while with logical isolation, it yields 66.44%. In terms of throughput, DNRCM, recursive BCube, and DCell offered 38.30%, 36.37%, and 25.53% respectively. Similarly, the DNRCM had an improved incremental scalability profile of 40.00%, while BCube and Recursive DCell had 33.33%, and 26.67% respectively. In terms of service availability, the DNRCM offered 52.10% compared with recursive BCube and DCell which yielded 34.72% and 13.18% respectively. The average delays obtained for DNRCM, recursive BCube, and DCell are 32.81%, 33.44%, and 33.75% respectively. Finally, workload utilization for DNRCM, recursive BCube, and DCell yielded 50.28%, 27.93%, and 21.79% respectively.

• KNOM Review
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• 제22권1호
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• pp.1-10
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• 2019

필요한 자원 수를 결정하는 과정은 여러 가지 요인에 따라 달라진다. 자동스케일링은 광범위한 요인에 기초하여 결정하는 메커니즘 중 하나이며 NFV에서 중요한 과정이다. SDN의 출현 이후 네트워크가 클라우드로 전환되고 있기 때문에, 앞으로 더 나은 자원 관리 필요하다. 이 문제를 해결하기 위해; 네트워크 기능의, 하이퍼스레딩 오버헤드, 요청 수, 실행 시간 등의 요인에 따라 VNFM이 가상 시스템 리소스를 자동 스케일링할 수 있는 솔루션을 제안한다. 하이퍼스레드 가상 코어가 물리적 코어처럼 완전히 작동하지 않는다는 것은 알려진 사실이다. 또한, 다양한 코어의 유형이 다르기 때문에 코어 수를 계산하는 프로세스는 정확하고 정밀하게 측정할 필요가 있다. 플랫폼 독립성은 API를 통해 모니터링 마이크로서비스 솔루션을 제안함으로써 달성된다. 따라서 본 논문에서는 오토스케일링 애플리케이션과 모니터링 마이크로 서비스를 사용하여 네트워크의 기준을 충족하기 위해 리소스 프로비저닝 프로세스를 강화하는 메커니즘을 제안한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.3462-3468
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• 2015

2014~2015년 현 시점에서 발생되고 있는 수많은 네트워크 장애와 침해는 ISP(Internet Service Provider)가 제공하는 통신라인 등을 통해 접근하는 공격성향의 불법접근이 문제의 근원으로 나타나고 있다. 이와 같은 네트워크 기반의 공격에 대비한 방어방법으로 네트워크 통신을 위한 안정화 구조와 이에 준하는 다양한 정책 및 물리적 보안 장치와 솔루션들이 구현되고 구축되고 있다. 따라서 통신 대역폭 상의 논리영역을 구성하는 등의 네트워크 보안구간을 확보하기 위한 기초 연구자료와 네트워크 보안시장의 또 다른 연구 주제인 통신라인의 확충을 위해 제시되는 과제를 제안하고 네트워크 통신 대역폭을 이용한 능동적인 통신 대역폭 연동 패러다임이 물리적 보안을 이끄는 한 영역으로 필요성이 대두되어 졌음을 인지하는 과정이 필요해 졌다. 추가적으로 현재 통신사들이 제공하는 통신용량을 기준으로 이를 세분화된 조직 영역으로 재분할하고 분할된 각 영역별 통신 용량의 논리적 가상화를 적용함으로써 가시적 보안구조 구성 형태의 자료들을 특정한 물리적 정보 범주에 모두 제한하는 것이 필요하다. 이는 기존의 물리적 구조를 논리영역 적용 기반의 네트워크 보안구간을 제안함으로써 물리적 네트워크 통신 구조를 설계하는 기초자료로 제공 되어질 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.469-477
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• 2017

클라우드 컴퓨팅은 서로 다른 위치에 존재하는 IT 자원을 가상화 기술을 활용에 다양한 사용자에게 제공하는 기술이다. 국가 공간정보는 관리 주체가 분산됨에 따라 최신의 갱신된 정보를 사용할 수 없는 문제가 존재한다. 또한 GIS 분석기능을 기관 별로 독자적으로 구축하여 사용하고 있기 때문에 국가예산이 낭비되고 있다. 이러한 문제점 들은 클라우드 서비스를 도입함으로써 해결될 수 있다. 그러나 한국 공간정보 시스템에 클라우드를 도입하기 위한 연구는 기술개발의 방향 제안에 머물러 있고 구체적 개발 방안을 제시하지는 못하고 있다. 본 연구에서는 국가 공간정보 인프라의 클라우드 서비스 기술 개발 방안을 수립한다. 첫 번째로 정책 및 기술적 환경과 현황분석을 통해 시사점을 도출하여 기술개발 목표를 설정한다. 두 번째로 목표를 달성하기 위한 기술요소 및 핵심 기술요소를 평가 요소에 대한 전문가 분석으로 도출한다. 그 결과 총 열 세 개의 핵심 기술요소가 도출되었다. 마지막으로 각 핵심 기술요소를 구성하는 총 서른 한 개의 연구활동이 정의되었다. 본 연구를 통해 도출된 핵심 기술요소 및 연구활동은 추후 국가 공간정보 인프라에 클라우드 서비스를 도입하기 위한 기술 개발 로드맵으로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권4B호
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• pp.677-686
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• 2010

본 논문에서는 유무선 통합 환경의 차세대 방통융합 서비스를 위한 기반 기술로서 다양한 액세스 망에 대한 다중 접속 인터페이스를 갖는 멀티모드 단말의 인터페이스 가상화 기법을 소개한다. 제안된 가상 인터페이스 기술은 멀티모드 단말의 각 물리 인터페이스에 대해 상이한 IP 주소를 할당하고 패킷 전달 시 이들 주소간의 변환을 수행하는 기존의 방식과 달리, 고정된 하나의 단일 IP 주소 만을 이용하여 다수의 물리 인터페이스들을 가상화하는 기능을 제공한다. 따라서 패킷 전달 시 IP 주소 변환 등 단말 기능 변경을 요구하지 않으므로 Proxy MIP와 같은 네트워크 기반 IP 이동성 제어 기술과 연계하여 적용하기에 용이한 장점을 제공한다. 또한 기존의 OS가 단일 단말 내의 상이한 물리 인터페이스에 대해 동일 IP 주소를 할당할 수 없도록 하는 제약사항을 극복함으로써 MBB(Make-Before-Break) 방식의 핸드오버 제어뿐만 아니라 BBM(Break-Before-Make), 다중 접속(Multi-connection) 등과 같은 다양한 방식을 모두 지원할 수 있는 장점을 갖는다. 제안된 가상 인터페이스는 네트워크장치 인터페이스 표준 규격으로 개발된 NDIS 라이브러리를 이용하여 구현되었으며, 테스트베드 구축과 시험 프로그램 개발을 통해 주요 기능의 시험 및 동작 결과를 확인할 수 있었다. 이러한 가상 인터페이스를 통해 멀티모드 단말이 이종 액세스 망간 핸드오버를 수행하는 도중에도 동일한 IP 주소를 이용하여 실시간 멀티미디어 서비스 세션을 끊김없이 유지하도록 지원하는 것이 가능하다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제21권1호
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• pp.13-18
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• 2015

최근 시뮬레이션이 다양한 계산과학 및 산업 분야에서 널리 활용되면서, 컴퓨팅 자원에 대한 그 요구사항 또한 점점 다양해지고 있다. 특히 이러한 요구는 기존 슈퍼컴퓨터와 같은 CPU 중심의 자원에서 벗어나, 사용자 별 설정 및 활용이 쉬운 유연하고 효율적인 고성능 클라우드 컴퓨팅의 필요성이 커지고 있다. 클라우드 컴퓨팅을 이용해 시뮬레이션을 수행하기 위해서는 다수의 가상머신으로 이루어진 대규모의 가상 클러스터의 실시간 구축이 필연적이다. 이러한 대규모의 가상 클러스터 생성은 동시 다발적인 가상머신 요청을 야기시키고, 이 요청들에 의해 대기 시간이 매우 길어지는 문제가 발생할 수 있다. 이런 문제의 주요 원인은 각각의 가상머신에서 사용되는 가상 이미지를 생성, 복사하는 작업들간에 병목 현상 때문이다. 본 논문에서는 가상머신 이미지들의 생성 시간을 최소화하고, 가상 클러스터의 I/O 성능을 향상시킬 수 있는 방법을 제안한다. 또한 다양한 실험을 통해 제안한 방법의 우수성을 검증한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.694-699
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• 2017

정보통신 기술의 발달은 네트워크 사용자들이 손쉽게 멀티미디어 서비스를 이용할 수 있도록 했다. 이로 인해 정보통신 사업자들은 QoS(Quality of Service) 기반의 멀티미디어 서비스를 제공하는 기술을 주목하기 시작했다. IMS(IP Multimedia Subsystem)는 멀티미디어 서비스 및 응용 서비스를 제공하는 기술 중 하나로 IP 네트워크를 기반으로 하는 플랫폼이다. 최근에 주목을 받고 있는 5G 네트워크는 대규모의 용량 및 연결, 적응성, 끊김 없는 이종성, 그리고 고도의 유연성으로 표현된다. 5G로 향하는 근래의 네트워크 기술에서 급증하는 네트워크 디바이스와 서비스 이용자는 트래픽의 부하를 일으킬 수밖에 없다. 본 논문은 이러한 네트워크 트래픽의 부하를 네트워크 가상화 기술인 SDN(Software Defined Network)을 이용하여 최소화하고, 여기에 SNMP(Simple Network Management Protocol)를 이용하여 보다 더 효율적인 네트워크 관리를 하려한다. 이를 위해 SDN을 이용한 IMS 네트워크에서 이용될 동적 라우팅 알고리즘과 SNMP의 private MIB(Management Information Base)의 설계를 제안한다. 본 논문의 제안을 통해 정보통신 사업자는 보다 효율적으로 네트워크 자원을 제공 할 수 있다고 기대한다.

• 지능정보연구
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• 제20권3호
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• pp.19-43
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• 2014

전체 결과의 80%가 전체 원인의 20%에 의해 일어난다는 파레토 법칙(Pareto principle)은 상위 20%의 핵심 고객에 대한 우선적인 마케팅을 비롯하여 기업 경영의 많은 부분에서 적용되어 왔다. 파레토 법칙과는 대조적으로, 80%의 사소한 다수가 20%의 핵심적인 소수보다 우월한 가치를 창출한다는 롱테일 법칙(Long Tail theory)은 ICT(Information and Communication Technology)의 발전과 함께 새로운 경영 패러다임으로 주목 받아오고 있다. 본 연구의 목적은 경영 현장에서 양대 흐름을 형성해온 이러한 법칙들이 변화무쌍한 글로벌 가상화 환경에서 기업의 핵심적인 성공 요인이라고 할 수 있는 가상 지식 협업에는 어떻게 관련되는지를 규명하는 것이다. 이를 위해, 대표적인 가상 지식 협업 커뮤니티인 위키피디아에서 품질 최상위 등급인 피쳐드 아티클(Featured Article) 레벨로 승급된 2,978개의 아티클에 대한 협업 행위를 분석하였다. 즉, 각 아티클 그룹에서 편집 횟수 기준 상위 20%에 속하는 참여자들의 총 편집 횟수가 전체 편집 횟수에서 차지하는 비율인 파레토 비율(Pareto ratio)이 지식 협업 효율성과 어떤 관계를 가지고 있는지를 도출하였다. 그리고, 이러한 연구를 편집 참여를 통한 지식 공유에 대한 전체적인 불평등 정도를 나타내는 지니 계수(Gini coefficient)의 영향 및 그룹의 작업 특성을 반영하도록 확장하였다. 결과적으로, 지식 공유의 파레토 비율과 지니 계수가 증가하면 지식 협업 효율성도 높아지지만, 이러한 변수들이 일정 수준 이상으로 증가하면 오히려 지식 협업 효율성이 낮아지는 역 U자(inverted U-shaped) 관계가 있음을 확인하였다. 그리고, 이러한 관계는 인지적 노력을 상대적으로 더 많이 요구하는 학문적인 특성의 작업에서 더 민감하게 작용하는 것으로 보인다.