컴퓨터 시스템의 내/외부에 침입(attacks), 고장(failures)이 발생되더라도 적절한 방법으로 중요한 임무에(mission-critical) 해당한 역할을 수행하는 능력의 척도로 정의되는 생존성(survivability)에 대한 관심이 커지고 있다. 특히, 침입에 의해 시스템 일부가 손상(partially compromised) 되더라도, 최소한의 필수 서비스를 지속적으로 제공할 수 있게 해주는 침입감내시스템(intrusion tolerance system)의 설계시에 생존성 분석은 신뢰성(reliability), 가용도(availability)등과 같은 컴퓨터 시스템의 정량적 신인도(dependability) 분석과 함께 중요한 요소기술 중의 하나이다. 본 논문에서는 침입감내시스템의 방어능력을 평가하기 위해 자율컴퓨팅(autonomic computing)의 핵심 기술인 자가치유(self-healing) 메커니즘의 두 가지 요소(결함모델 및 시스템반응)를 활용하여, 주서버와 보조서버로 구성된 침입감내시스템의 상태천이(state transition)를 표현하였다. 또한, 침입감내시스템의 생존성, 가용도 및 다운타임 비용(downtime cost)을 정량적으로 정의한 후 시뮬레이션 실험 및 취약성(vulnerability) 공격에 대한 사례 연구를 수행하였다. 이를 통해 시스템의 신인도 향상 측면에서 초기상태에서의 침입감내능력 향상이 가장 중요한 요소임을 검증할 수 있었다.
블록체인의 tamper-free 특성으로 많은 응용들이 개발되고 있다. MIT Media Lab 등은 기존 학력 증명의 진본 여부를 확인하는 절차의 복잡한 문제를 해결하기 위해서 블록체인 기반 디지털 졸업장 시스템을 개발하였다. 기존의 연구는 public blockchain 기반으로 원칙적으로 누구나 디지털 졸업장을 발급자가 될 수 있으나 이를 해결하기 위한 방법을 명확히 제시하고 있지 않다. 기존의 학력 증명 블록체인 시스템은 블록체인의 무결성을 활용하지만 개인정보가 다수 들어 있는 졸업장의 기밀성 문제를 해결하지 못하고 있다. 본 논문에서는 최초로 private blockchain 기반으로 HyperCerts라 명명된 디지털 졸업장 시스템을 제안한다. Private blockchain 기반이므로 신원이 확인된 신뢰할 수 있는 자만이 디지털 졸업장을 발급할 수 있으며 practical byzantine fault tolerance를 합의 알고리즘으로 이용하여 작은 컴퓨팅 파워를 필요로 하며 합의에 따른 지연이 매우 적은 장점이 있다. 디지털 졸업장은 민감한 개인정보를 포함한다. 따라서 디지털 졸업장의 privacy는 보장되어야 한다. HyperCerts는 디지털 졸업장의 hash값만 분산 원장에 저장하므로 악의적 노드의 참여로 인한 개인정보 유출 문제를 원천적으로 차단한다. 또한 디지털 졸업장은 암호화되고 OTP와 함께 제공되어 복호화 횟수 제한 등으로 디지털졸업장이 유출되었을 때 무분별한 복호화를 방지하도록 하였다.
일반 고객이 대기업 혹은 중소기업, 증권, 금융, 은행권 등의 서비스를 제공받기 위해서는 보편적으로 인터넷, SMS(Short Message Service), ATM(Automated Teller Machine), DM(Direct Mail), 텔레포니 서비스 등을 사용한다. 특히, 화재 보험사 및 증권, 금융, 은행권의 경우는 QoS(Quality of Service) 보장을 통한 실시간성 제약 조건을 만족해야 한다. 본 논문에서는 고객의 최초 접점으로 이용될 수 있는 CRM(Customer Relationship Management) 환경 하에서 다중 채널 서비스를 위한 결함허용 IVR(Interactive Voice Response)을 설계 구현하였다. 제안한 모델은 대 고객 응대 CRM 모델로 효율적으로 이용될 것으로 사료된다.
많은 수의 프로세서와 메모리 소자사이의 연결을 위한 구조들은 다단 상호연결 네트워크를 이용해서 구현할 수 있다. 또한 경제성, 처리능력 및 고장 허용면에서의 발전은 자연스럽게 컴퓨터 시스템 성장에 있어서 가장 중요한 요건이 되었다. 그러나 지금까지의 다단 상호연결 네트워크에서의 고장의 허용방법, 특히 전단에 관한 연구가 미흡하다. 따라서 본 논문에서는 기존의 다단 상호연결 네트워크중에서 generalized cube네트워크를 바탕으로 링크 고착 고장 및 direct와 cross상태에서 스위칭 소자의 고장, 그리고 새로운 broadcast상태에서 고장진단을 포함하는 generalized cube네트워크에 스위칭 소자가 가지는 4가지 상태의 전체적인 진단을 한다. 가정된 고장모델을 검출할 수 있는 테스트 집합을 산출하고 이를 통해서 고장의 검출 및 위치를 결정할 수 있는 효율적인 알고리즘을 제안하고 적용의 예를 보인다.
With the advent of the Internet-of-Things paradigm, the amount of data production has grown exponentially and the user demand for responsive consumption of data has increased significantly. Herein, we present DART, a fast and lightweight stream processing framework for the IoT environment. Because the DART framework targets a geospatially distributed environment of heterogeneous devices, the framework provides (1) an end-user tool for device registration and application authoring, (2) automatic worker node monitoring and task allocations, and (3) runtime management of user applications with fault tolerance. To maximize performance, the DART framework adopts an actor model in which applications are segmented into microtasks and assigned to an actor following a single responsibility. To prove the feasibility of the proposed framework, we implemented the DART system. We also conducted experiments to show that the system can significantly reduce computing burdens and alleviate network load by utilizing the idle resources of intermediate edge devices.
상호배제 패러다임은 그룹통신, 원자적 커밋먼트 프로토콜이나 복제 데이터 관리 등의 하나의 객체에 대한 독점적인 이용이 필요한 실질적인 문제들의 해결방안을 위한 기본적인 수단으로 이용 될 수 있다. 이러한 문제는 그 동안 광범위하게 연구자들에게 연구되어 왔던 바, 그 이유는 많은 분산 프로토콜들이 상호배제 프로토콜을 필요로 하기 때문이다. 그러나 이러한 유용성에도 불구하고 아직까지 이동 컴퓨팅 환경에서 이러한 문제를 다룬 적은 별로 없었다. 본 논문에서는 이동 컴퓨팅 시스템 하에서 상호배제의 문제를 기술코자 한다. 본 논문에서 제시하는 해결방안은 토큰 기반의 알고리즘에 기반을 두게 된다.
국내에서는 새마을 열차, 지하철 일부 구간에 TIT 기술 기반의 IP-TV 방송 서비스를 제공되고 있으나, 교차 실행 시간 구간에서 메모리 누수 및 오버플로우가 빈번히 발생되어 서비스의 신뢰성 약화에 주요한 원인이 되고 있다. 본 논문에서는 물리적 실행 환경이 열악한 TIT 기반의 IP-TV 플랫폼의 연속 동작의 신뢰성을 향상시키기 위해 Monitoring module과 Reset module을 개발하고 재생 시간이 실험을 통해 7.2% 향상시킬 수 있었다. 특히, Monitoring module은 기존 시스템(8)의 문제점인 S/W Fault에 기인된 Dead Lock 상태를 극복하기 위해 H/W기반의 Reset Module을 추가하여 서비스 차원의 결함 허용(Fault Tolerance)을 제공하였다.
분산 시스템을 지원하기 위한 패러다임으로서 분산객체 기술이 각광받고 있다. DSOM, DCOM, CORBA, Java RMI 등으로 대표되는 분산 미들웨어 플렛폼들은 분산 어플리케이션의 개발을 용이하게 하지만, 어플리케이션들의 신뢰성 및 가용성을 증진시키기 위한 직접적인 지원은 미흡한 상태이다. 분산 객체 패러다임을 지원하기 위한 결함 허용 기술의 개발 작업은 상당히 복잡하며, 오류가 발생할 소지가 높기 때문에, 분산 객체의 신뢰성과 가용성을 지원하는 개발툴에 대한 요구가 급증하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 RMI에 기반한 결함허용 분산 미들웨어 시스템인 IMMORTAL을 제안하고자 한다. 제안된 시스템은 신뢰성 있는 분산 컴퓨팅을 지원하기 위해 로그 기반 롤백 복구 메커니즘을 채택하였다. 일련의 실험을 통해 IMMORTAL 하에서 동작중인 실험용 어플리케이션들이 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 결함에도 불구하고 지속적으로 동작함을 확인하였고, 제안된 시스템의 성능 및 비례확장성을 평가하였다.
본 논문에서는 분산 환경 상에서 CFD(Computational Fluid Dynamics) 분석 프로그램을 편리하게 수행할 수 있도록 하는 그리드 시스템 META(Metacomputing Environment using Test-un of Application)의 설계 및 구현에 관하여 기술한다. 그리드 시스템 META는 CFD 프로그램 개발자들이 네트워크에 분산된 계산 자원들을 단일 시스템처럼 사용할 수 있도록 한다. 그리드 컴퓨팅과 관련하여 연구주제로는 고장허용, 자원 선택, 사용자 인터페이스 설계 등이 있다. 본 논문에서는 MPI(Message Passing Interface)로 작성된 SPMD(Single Program, Multiple Data) 구조의 병렬프로그램을 실행시키기 위한 자동 자원 선택방법을 활용하였다. 본 논문에서 제안한 자원 관리기법은 네트워크상의 전송지연 시간과 시험수행을 통해 얻어진 핵심루프의 경과시간을 이용한다. 전송지연시간은 병렬 프로그램이 복수의 시스템에 분산되어 수행될 때 수행 성능에 큰 영향을 주는 요인이다. CFD 프로그램들의 공통적인 특성 때문에 핵심루프 경과시간은 전체 수행시간을 예측할 수 있는 지표가 된다. 핵심루프는 CFD 프로그램의 전체 수행시간 중 90% 이상을 차지한다.
최근의 빅데이터, 머신러닝, 클라우드 컴퓨팅 분야의 성장에 따라 대용량의 비정형 데이터를 저장할 수 있는 스토리지의 중요성은 날로 커지고 있다. 이에 따라 MAHA-FS, GlusterFS, Ceph 등의 개방형 하드웨어 기반의 분산 파일시스템 기술이 많은 주목을 받고 있다. 이러한 저비용 분산 파일시스템들은 데이터의 내결함성을 보장하기 위하여 초기에 복제 방식을 사용하였으나, 스토리지의 용량이 커질수록 복제 방식이 가지는 스토리지 공간의 저효율성이 점차 부각되면서 이를 보완하려는 방향으로 연구가 진행되고 있다. 본 논문은 복제방식을 대체하여 스토리지 공간 효율성을 향상시킬 수 있는 소거코딩 기법을 MAHA-FS 분산 파일시스템에 적용하여 스토리지의 효율성을 높이고, 소거코딩 지원에 따라 발생하는 데이터 일관성 문제를 해결하는 효율적인 방식으로 VDelta 기법을 제안하고 적용하였다. 본 논문은 MAHA-FS와 GlusterFS의 소거코딩의 구조적 차이점을 기술하고 두 파일시스템의 성능을 비교하여 MAHA-FS의 소거코딩 성능이 GlusterFS에 비해 우수함을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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