본 논문은 분산 저장환경에 사용되는 RAID와 네트워크 가상화 기술을 융합하며 Software Defined Storaging 방법을 제안한다. 제안방법은 저장장치를 소프트웨어 기반으로 설계함으로써 유연한 제어 및 관리를 제공하여 물리적인 스토리지의 용량과 재해 복구비용을 절감할 수 있다. 제안된 Software-Defined RAID 기반의 장애복구 기법을 실질적인 퍼블릭 클라우드인 AWS와 구글 스토리지를 이용하여 실증 테스트 및 성능을 비교한다.
본 논문은 분산 저장환경에 사용되는 RAID와 네트워크 가상화 기술을 융합하며 Software Defined Storaging 방법을 제안한다. 제안방법은 저장장치를 소프트웨어 기반으로 설계으로써 유연한 제어 및 관리를 제공하여 물리적인 스토리지의 용량과 재해복구 비용을 절감할 수 있다.
최근에는 디지털 변환이 확대됨에 따라 많은 기업들이 퍼블릭 클라우드 서비스를 이용하거나 자체 데이터센터를 구축하고 있다. 소프트웨어 정의 스토리지는 클라우드 플랫폼에서 데이터를 저장하기 위한 핵심적인 솔루션으로 전세계적으로 이용이 확대되고 있다. 소프트웨어 정의 스토리지는 전체 스토리지 자원을 하나의 저장장치와 같이 가상화하여 사용할 수 있고 유연한 Scale-out을 지원하는 장점이 있는 반면에, 가변 크기의 오브젝트 방식으로 인한 디스크의 이용에 불균형이 발생하고, 장애를 유발할 수 있다. 본 연구에서는 디스크 이용의 불균형 문제를 해결하기 위하여 스토리지의 상태정보를 바탕으로 디스크의 가중치를 최적화하여 오브젝트를 재분배하는 방법에 대하여 제안하고, 그 실험 결과를 제시하였다. 실험을 수행한 결과, 디스크의 최대 이용률이 89%에서 79%로 10%만큼 감소한 것을 확인하였다. 디스크의 이용률을 최적화함으로써 장애를 예방하고, 더 많은 데이터를 균등하게 저장할 수 있어 효율적인 스토리지 이용이 가능할 것으로 기대된다.
클라우드 환경에서 다수의 사용자가 물리적 서버를 가상화하여 사용할 수 있도록 편의성을 제공하는 Software Defined Storage(SDS)를 적용하고 있지만 한정된 물리적 자원을 고려하여 공간 효율성을 최적화하는 솔루션이 필요하다. 기존의 데이터 중복제거 시스템에서는 서로 다른 스토리지에 업로드 된 중복 데이터가 중복제거되기 어렵다는 단점이 있다. 본 논문에서는 유사도기반 클러스터링과 다중 계층 블룸 필터를 적용한 분산 중복제거 기법을 제안한다. 라빈 해시를 이용하여 가상 머신 서버들 간의 유사도를 판단하고 유사도가 높은 가상머신들을 클러스터 함으로써 개별 스토리지 노드별 중복제거 효율에 비하여 성능을 향상시킨다. 또한 중복제거 프로세스에 다중 계층 블룸 필터를 접목하여 처리 시간을 단축하고 긍정오류를 감소시킬 수 있다. 실험결과 제안한 방법은 IP주소 기반 클러스터를 이용한 중복제거 기법에 비해 처리 시간의 차이가 없으면서, 중복제거율이 9% 높아짐을 확인하였다.
클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing)의 경제성과 유연성을 향상시키기 위해 복잡해지는 자원의 운영 및 관리를 자동화하는 추세에 있다. 그러나 클라우드 스토리지에 대한 자동화는 제조업체의 스토리지 하드웨어에 종속되나, 사용자가 필요로 하는 용도에 맞추어 스토리지 유형을 유연하게 지원할 수 없다. 본 논문에서는 클라우드 스토리지의 자동화 추세에 맞추어 사용자의 환경에 연계한 블록/파일/객체 스토리지를 통합으로 지원하는 자동 설정 모듈을 제안한다. 제안방법은 클라우드 스토리지인 ceph을 자동으로 설치하기 위하여 Chef 구성관리도구 기반의 자동설치 및 설정 모듈을 제안하였으며, 사용자들이 ceph 스토리지를 쉽게 사용할 수 있도록 쉘 프로그램 기반의 블록/파일/객체 스토리지 자동설정 모듈을 제안하였다. 제안방법은 하드웨어 종속 없이 가상이나 물리적인 사용자 환경에서도 자동적으로 공유파일 스토리지, 블록 스토리지, 객체 스토리지에 대한 설정 및 관리를 쉽게 할 수 있다.
Software RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks) is defined as a storage system that provides capabilities of hardware RAID, and guarantees high reliability as well as high performance. In this paper, we propose an enhanced disk scheduling algorithm and a scheme to guarantee reliability of data. We also design and implement software RAID by utilizing these mechanism to develop a storage system for multimedia applications. Because the proposed algorithm improves a defect of traditional GSS algorithm that disk I/O requests arc served in a fixed order, it minimizes buffer consumption and reduces the number of deadline miss through service group exchange. Software RAID also alleviates data copy overhead during disk services by sharing kernel memory. Even though the implemented software RAID uses the parity approach to guarantee reliability of data, it adopts different data allocation scheme. Therefore, we reduce disk accesses in logical XOR operations to compute the new parity data on all write operations. In the performance evaluation experiments, we found that if we apply the proposed schemes to implement the Software RAID, it can be used as a storage system for small-sized video-on-demand servers.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제11권11호
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pp.5243-5263
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2017
Data center networks provide critical bandwidth for the continuous growth of cloud computing, multimedia storage, data analysis and other businesses. The problem of low link bandwidth utilization in data center network is gradually addressed in more hot fields. However, the current scheduling strategies applied in data center network do not adapt to the real-time dynamic change of the traffic in the network. Thus, they fail to distribute resources due to the lack of intelligent management. In this paper, we present an improved adaptive traffic scheduling strategy utilizing the simulated annealing genetic algorithm (SAGA). Inspired by the idea of software defined network, when a flow arrives, our strategy changes the bandwidth demand dynamically to filter out the flow. Then, SAGA distributes the path for the flow by considering the scheduling of the different pods as well as the same pod. It is implemented through software defined network technology. Simulation results show that the bisection bandwidth of our strategy is higher than state-of-the-art mechanisms.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제16권11호
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pp.3523-3543
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2022
Autonomous vehicles are gradually being regarded as the mainstream trend of future development of the automobile industry. Autonomous driving networks generate many intensive and delay-sensitive computing tasks. The storage space, computing power, and battery capacity of autonomous vehicle terminals cannot meet the resource requirements of the tasks. In this paper, we focus on the task scheduling problem of autonomous driving in software-defined edge networks. By analyzing the intensive and delay-sensitive computing tasks of autonomous vehicles, we propose an emotion model that is related to task urgency and changes with execution time and propose an optimal base station (BS) task scheduling (OBSTS) algorithm. Task sentiment is an important factor that changes with the length of time that computing tasks with different urgency levels remain in the queue. The algorithm uses task sentiment as a performance indicator to measure task scheduling. Experimental results show that the OBSTS algorithm can more effectively meet the intensive and delay-sensitive requirements of vehicle terminals for network resources and improve user service experience.
This paper describes the operation mode development for the grid-tied PMSG(permanent magnet synchronous generator) wind power system combined with a battery energy storage. The development of operation modes was carried out through simulations with PSCAD/EMTDC software and experiments with a 10kW hardware prototype. The detailed simulation models for PMSG wind power system and battery energy storage were developed using user-defined models programed with C-code. A 10kW hardware simulator was built and tested in connection with the local load and the utility power. The simulation and experimental results confirm that the grid-tied PMSG wind power system combined with battery energy storage can supply highly reliable power to the local load in various operation modes.
This paper describes operational analysis results of the DC micro-grid using detailed model of distributed generation. Detailed model of wind power generation, photo-voltaic generation, fuel-cell generation was implemented with the user-defined model of PSCAD/EMTDC software that is coded with C-language. The operation analysis was carried out using PSCAD/EMTDC software, in which the power circuit is implemented by built-in model and the controller is modelled by user-defined model that is also coded with C-language. Various simulation results confirm that the DC micro-grid can operate without any problem in both the interconnected mode and the islanded mode. The operation analysis result confirms that the DC micro-grid make it feasible to provide power to the load stably. And it can be utilize to develop the actual system design and building.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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