In this paper, we propose a hypervisor for embedded systems based on ARM microprocessor. The proposed hypervisor makes it possible to run several real-time kernels concurrently on a single embedded system by virtualizing its microprocessor. With assistance of MMU, it supports virtual memory which enables each guest operating system has its own address space. Exploiting the fact that most embedded systems use memory-mapped I/O device, it provides a mechanism to distribute an external interrupt to virtual machines properly. It also achieves load balancing through live migration which moves a running virtual machine to other embedded system. Unlike other para-virtualization techniques, minor modifications are needed to run it on the hypervisor. Extensive performance measurement studies are conducted to show that the proposed hypervisor has enough potentiality of its real-world application.
최근 다양한 분야에서 널리 사용되고 있는 가상화 기술은 가상머신에 높은 성능의 프로세서 및 메모리 자원을 제공하고 있다. 반면에 가상화 환경에서의 I/O는 여전히 낮은 성능을 보이며 I/O 중점적인 워크로드의 가상화에 걸림돌이 되고 있다. 이러한 성능 저하는 일반적인 장치 접근 과정에 비해 매우 복잡한 과정을 거치는 기존의 가상화 프레임워크에 의해 발생한다. I/O 요청의 각 처리과정에서 발생하는 모드전환을 제거함으로써 가상머신의 I/O 성능을 향상 시킬 수 있다. 본 논문에서는 모드전환을 완전히 제거한 장치가상화 프레임워크를 제안하고 실험을 통해 본 기법의 타당성을 입증한다.
최근 개인소유의 모바일 디바이스를 이용해 기업의 정보에 접근할 수 있도록 하는 Bring Your Own Device(BYOD)가 기업의 생산성과 효율성을 높이는 IT혁신 전략으로 각광받고 있다. 하지만, 개인의 모바일 단말을 기업 업무에 이용하게 되면서 엄격한 통제가 불가능해졌다. 이로 인해 기업의 정보가 더욱 쉽게 유출될 수 있는 보안상의 문제점이 있다. 본 논문에서는 BYOD 상에서 보안문제를 해결하기 위해 단말 가상화와 클라우드 서비스를 혼합한 방식을 기반으로 한 접근제어, 인증, DRM 등에 대한 설명을 하고 활용방안을 제안한다.
최근 가상화 기술에 대한 많은 관심과 연구들로 인해 가상 머신은 물리(Native) 머신에 가까운 성능을 보이며 프로세서 및 메모리 자원을 제공하고 있다. 하지만 GPU 와 같은 그래픽 하드웨어에 대한 장치 가상화는 다른 가상화 기법에 비해 연구가 미흡한 상태로 가상화 환경에서의 영상처리에 걸림돌이 되고 있다. 가상화 환경에서의 영상처리는 기존의 X 윈도우 시스템을 이용하여 영상을 처리하는데, 이는 2D 영상처리에 최적화 되어 있어서 3D 영상을 처리하는데 성능의 한계 보일 뿐만 아니라 가상 머신에서 메모리가 중복으로 복사되면서 낮은 성능 보여주고 있다. 제안하는 장치 가상화 프레임워크는 기존의 메모리의 중복 복사를 제거하면서 성능을 향상 시킬 수 있다. 본 논문에서는 가상화 환경에서 GPU 성능 향상을 위한 장치 가상화 프레임워크를 제안하고 평가를 통해 본 기법의 타당성을 입증한다.
가상화는 서버통합을 통하여 가상머신 간의 하드웨어 자원을 공유함으로써, 총 소유 비용을 줄일 수 있어서 널리 사용되고 있다. 하지만 메모리는 다른 장치와 달리 쉽게 공유되기 어려워서 서버 통합에 있어서 병목이 되고 있다. 이를 해결하기 위한 여러가지 방법들중 많은 방법이 공통적으로 가상머신모니터에서 페이징을 사용하고 있다. 하지만 게스트 운영체제와 가상머신모니터가 모두 페이징을 할 경우, 페이징이 급격히 증가가는 이중 페이징 문제가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 이중 페이징 문제를 해결하기 위한 방법으로 가상머신모니터와 게스트 운영체제가 스왑 장치를 공유하는 가상화 지원 스왑 장치를 제안한다. 또한 실험을 통하여 가상머신모니터가 페이지 교환 알고리즘으로 LRU 를 사용할 경우 이중 페이징 문제가 크게 발생할 수 있음을 보인다.
개인 컴퓨팅 환경은 사용자에 특화된 응용프로그램 및 설정, 사용자 데이타 등을 총칭하는 개념으로써, 노트북, UMPC 등의 휴대용 컴퓨팅 H/W는, 어떤 곳에서도 항상 개인에게 특화된 컴퓨팅 환경에서 작업 가능하도록 소형화, 경량화가 진행되고 있다. 그러나, 최근 가상화 기술 및 휴대용 스토리지 기술을 이용한 다양한 개인 컴퓨팅 환경 이동성 지원 기술이(c.f. VMWare Pocket ACE[1], Mojopac[2], u-PC[3] 등) 등장함으로써, 공용 PC 상에 자신의 컴퓨팅 환경을 로딩하여 사용할 수 있도록 지원하는 기술이 주목받고 있다. 특히, 본 논문의 이전 연구로써, u-PC[3]에서는 UPnP 및 iSCSI 프로토콜을 이용하여 사용자 영역 네트워크(PAN)상에서 자동 검색 및 구성이 가능한 무선 스토리지 기술과, Windows 운영체제 상에서 구동 가능한 개인 컴퓨팅 환경 이동성지원 기술을 제안하였다. 그러나, 기존의 u-PC 기술에서는, Windows 운영체제 상 Filter Driver 계층에서 IRP(I/O Request Packet) forwarding을 이용하여 개인 컴퓨팅 환경의 이동성 지원 기술을 구현함으로써, 제한적인 응용 프로그램만 구동 가능한 한계점이 있었다. 본 논문에서는 Windows 운영체제 상 System Call Hooking 기법을 이용하여 운영체제 가상화 기술을 구현하고, 개인 컴퓨팅 환경의 이동성을 지원함으로써, 기존 논문에서의 한계성을 극복하였으며, VMWare Pocket ACE, Mojopac 등의 단점인 개인 컴퓨팅 환경의 구동 초기화 오버 헤드를 극복하였다. 또한, Ultra Wide Band (UWB) 기반 고속 무선 네트워크 상 적용 가능한 무선스토리지 기술을 개발하고, 개선된 u-PC 플랫폼을 연동하여 다양한 형태의 개인 컴퓨팅 환경 사용 모델을 제시함으로써 기술의 적용성을 검증하였다.
A user desktop service can be made available on internet or local area network with the help of virtualization and cloud technologies. The service is usually called a virtual desktop or a desktop cloud. However, a user interface is limited to I/O capabilities of a user's mobile terminal. In order to enhance a user interface on a remote virtual desktop, it is important to connect full-featured I/O devices which are founded locally. Our previous work called SoD (System-on- Demand) has proposed a technique to associate local full-featured I/O devices with a remote virtual desktop in Xen. On the technique, it is required to install a SoD client agent in a user's mobile terminal for connecting a remote virtual desktop. In this paper, we propose a new framework called Web-SoD that does not require any explicit installation to make SoD service available. The SoD client agent is provided by the web technology so that the agent can be installed transparently, and the platform independency is also achieved. Due to insufficient network socket performance of current web technologies, we extend Native Client (NaCl) proposed by Google to support a network functionality by modifying a NaCl library and a service runtime. With conducted experiment, we show that the network extension supports a full socket functionality over the compromised overhead on the web environment.
최근 유헬스케어 시스템은 IT 기술과 의료서비스가 접목되면서 사용 범위가 점점 넓어지고 있다. 그러나 유헬스케어 시스템 중 체내삽입형 장치를 사용하는 환자의 경우, 환자의 프라이버시 예방과 안전한 접근 제어에 대한 대비책이 마련되어 있지 않아 그에 따른 프라이버시 보호 문제가 대두되고 있다. 본 논문에서는 체내삽입형 장치를 사용한 환자의 프라이버시를 보장하기 위해서 환자 정보를 가상화한 후 환자의 상태값과 수행값을 동기화함으로써 제3자의 불법적 접근을 예방할 수 있는 환자 프라이버시 보호 프로토콜을 제안한다. 제안된 프라이버시 보호 프로토콜은 사전에 관리 서버에 등록된 병원(의사, 간호사, 약국 등)의 권한정보에 따라 체내삽입형 장치를 부착한 환자의 개인정보의 열람범위를 제한하여 병원관계자의 불법적 업무 수행을 예방한다. 특히, 체내삽입형 장치와 게이트웨이 역할을 하는 가상장치는 접근 허가가 승인된 환자 정보 이외에 허가받지 않은 정보에 대해서 제 3자가 쉽게 접근하지 못하도록 환자의 상태값과 수행값을 동기화함으로써 환자의 프라이버시 관리의 효율성을 향상시키고 있다.
오늘날, 모바일 장치는 현재 응용 프로그램의 넓은 범위를 지원 할 수 있습니다. 불행히도, 일부 응용 프로그램은 늘어나는 계산 능력을 필요로 하고 모바일 장치는 이러한 낮은 처리 능력, 제한된 메모리, 예측할 수없는 연결 및 제한된 배터리 수명으로 제약에 자원이 한정되어 있습니다. 모바일 장치의 한계를 극복하기 위해 연구자들은 강력한 컴퓨팅 인프라 모바일 장치에서의 작업 부하를 이동하기 위해 가상화 기술을 사용하여 모바일 장치에 클라우드 컴퓨팅 서비스를 확장하는 상상합니다. 이러한 기술은 인프라 자원이 풍부한 클라우드 또는 서버에 모바일 장치에서 자원을 많이 소비하는 계산의 이행으로 구성되어 있습니다. 본 논문에서 클라우드 아키텍처 기능에 클라우드과 모바일 장치 사이의 거리의 영향을 분석합니다.
본 연구는 실제 카메라의 움직임과 동일한 가상 카메라의 움직임을 구현하기 위해 전통적인 모션그래픽 제작 방법이 가지고 있는 소요시간과 비용에 대한 단점을 줄이기 위해 AR Core 기반의 모바일 디바이스 실시간 트래킹 데이터를 이용하여 모션그래픽 가상카메라를 생성하는 방법을 제안했다. 제안하는 방법은 촬영 이후 저장된 비디오 파일에서의 트래킹 작업을 간소화하고, 촬영 단계에서 트래킹 성공 유무를 판단하기 위해 AR Core 기반 모바일 디바이스에서 촬영과 동시에 진행하는 방법이다. 실험결과 전통적인 방법과 비교하였을 때 모션그래픽 결과 이미지의 차이는 없었으나 300프레임(frame) 영상 기준 6분 10초의 시간이 소모된 반면에 제안한 방법은 이 단계를 생략할 수 있어 매우 높은 시간적 효율성을 갖는다. 현재 가상 증강 현실을 이용한 영상제작에 대한 관심과 다양한 연구가 진행되고 있는 시점에서 본 연구는 가상 카메라 생성과 매치 무빙 등에서 활용될 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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