• 제목/요약/키워드: State of health detection

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Hierarchical Attention Network를 이용한 복합 장애 발생 예측 시스템 개발 (Development of a complex failure prediction system using Hierarchical Attention Network)

  • 박영찬;안상준;김민태;김우주
    • 지능정보연구
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    • 제26권4호
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    • pp.127-148
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    • 2020
  • 데이터 센터는 컴퓨터 시스템과 관련 구성요소를 수용하기 위한 물리적 환경시설로, 빅데이터, 인공지능 스마트 공장, 웨어러블, 스마트 홈 등 차세대 핵심 산업의 필수 기반기술이다. 특히, 클라우드 컴퓨팅의 성장으로 데이터 센터 인프라의 비례적 확장은 불가피하다. 이러한 데이터 센터 설비의 상태를 모니터링하는 것은 시스템을 유지, 관리하고 장애를 예방하기 위한 방법이다. 설비를 구성하는 일부 요소에 장애가 발생하는 경우 해당 장비뿐 아니라 연결된 다른 장비에도 영향을 미칠 수 있으며, 막대한 손해를 초래할 수 있다. 특히, IT 시설은 상호의존성에 의해 불규칙하고 원인을 알기 어렵다. 데이터 센터 내 장애를 예측하는 선행연구에서는, 장치들이 혼재된 상황임을 가정하지 않고 단일 서버를 단일 상태로 보고 장애를 예측했다. 이에 본 연구에서는, 서버 내부에서 발생하는 장애(Outage A)와 서버 외부에서 발생하는 장애(Outage B)로 데이터 센터 장애를 구분하고, 서버 내에서 발생하는 복합적인 장애 분석에 중점을 두었다. 서버 외부 장애는 전력, 냉각, 사용자 실수 등인데, 이와 같은 장애는 데이터 센터 설비 구축 초기 단계에서 예방이 가능했기 때문에 다양한 솔루션이 개발되고 있는 상황이다. 반면 서버 내 발생하는 장애는 원인 규명이 어려워 아직까지 적절한 예방이 이뤄지지 못하고 있다. 특히 서버 장애가 단일적으로 발생하지 않고, 다른 서버 장애의 원인이 되기도 하고, 다른 서버부터 장애의 원인이 되는 무언가를 받기도 하는 이유다. 즉, 기존 연구들은 서버들 간 영향을 주지 않는 단일 서버인 상태로 가정하고 장애를 분석했다면, 본 연구에서는 서버들 간 영향을 준다고 가정하고 장애 발생 상태를 분석했다. 데이터 센터 내 복합 장애 상황을 정의하기 위해, 데이터 센터 내 존재하는 각 장비별로 장애가 발생한 장애 이력 데이터를 활용했다. 본 연구에서 고려되는 장애는 Network Node Down, Server Down, Windows Activation Services Down, Database Management System Service Down으로 크게 4가지이다. 각 장비별로 발생되는 장애들을 시간 순으로 정렬하고, 특정 장비에서 장애가 발생하였을 때, 발생 시점으로부터 5분 내 특정 장비에서 장애가 발생하였다면 이를 동시에 장애가 발생하였다고 정의하였다. 이렇게 동시에 장애가 발생한 장비들에 대해서 Sequence를 구성한 후, 구성한 Sequence 내에서 동시에 자주 발생하는 장비 5개를 선정하였고, 선정된 장비들이 동시에 장애가 발생된 경우를 시각화를 통해 확인하였다. 장애 분석을 위해 수집된 서버 리소스 정보는 시계열 단위이며 흐름성을 가진다는 점에서 이전 상태를 통해 다음 상태를 예측할 수 있는 딥러닝 알고리즘인 LSTM(Long Short-term Memory)을 사용했다. 또한 단일 서버와 달리 복합장애는 서버별로 장애 발생에 끼치는 수준이 다르다는 점을 감안하여 Hierarchical Attention Network 딥러닝 모델 구조를 활용했다. 본 알고리즘은 장애에 끼치는 영향이 클 수록 해당 서버에 가중치를 주어 예측 정확도를 높이는 방법이다. 연구는 장애유형을 정의하고 분석 대상을 선정하는 것으로 시작하여, 첫 번째 실험에서는 동일한 수집 데이터에 대해 단일 서버 상태와 복합 서버 상태로 가정하고 비교분석하였다. 두 번째 실험은 서버의 임계치를 각각 최적화 하여 복합 서버 상태일 때의 예측 정확도를 향상시켰다. 단일 서버와 다중 서버로 각각 가정한 첫 번째 실험에서 단일 서버로 가정한 경우 실제 장애가 발생했음에도 불구하고 5개 서버 중 3개의 서버에서는 장애가 발생하지 않은것으로 예측했다. 그러나 다중 서버로 가정했을때에는 5개 서버 모두 장애가 발생한 것으로 예측했다. 실험 결과 서버 간 영향이 있을 것이라고 추측한 가설이 입증된 것이다. 연구결과 단일 서버로 가정했을 때 보다 다중 서버로 가정했을 때 예측 성능이 우수함을 확인했다. 특히 서버별 영향이 다를것으로 가정하고 Hierarchical Attention Network 알고리즘을 적용한 것이 분석 효과를 향상시키는 역할을 했다. 또한 각 서버마다 다른 임계치를 적용함으로써 예측 정확도를 향상시킬 수 있었다. 본 연구는 원인 규명이 어려운 장애를 과거 데이터를 통해 예측 가능하게 함을 보였고, 데이터 센터의 서버 내에서 발생하는 장애를 예측할 수 있는 모델을 제시했다. 본 연구결과를 활용하여 장애 발생을 사전에 방지할 수 있을 것으로 기대된다.

적혈구(赤血球) Protoporphyrin과 철분대사(鐵分代謝)에 관(關)한 연구(硏究) (A Study on Red Cell Protoporphyrin Concentration and Iron Metabolism)

  • 조경환;채범석
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제7권3호
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    • pp.1-13
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    • 1974
  • The relative state of human iron storage may be ascertained more reliably through determination of the serum iron, iron binding capacity, transferrin saturation and absorption of radioactive iron in conjunction with studies of red cell morphology than from the study of red cell morphology alone. Recent investigations have shown that there is an increase in red cell protoporphyrin concentration in iron deficiency anemia. The significance of the red cell protoporphyrin has been discussed greatly during the years since its discovery. Two of the main factors which appear to influence the amaunt of protoporphyrin are increased erythropoiesis and factors interfering with the utilization of iron in the synthesis of hemoglobin, and iron deficiency. Recently Heller et al. have described a simplified method for blood protoporphyrin assay and this technique could be used assess nutritional iron status, wherein even minor insufficiencies are detectable as increased protoporphyrin concentrations. Based on the evaluation of the relationship between nutritional iron status and red cell protoporphyrin as an index suitable for the detection of the iron deficiency is described in this paper. RESULTS 1. Hemoglobin Concentrations and Anthropometric Measurements. The mean and standard deviations of the various anthropometric measurements of different age and sex groups are shown in table 1. There measurements have been compared with the Korean Standard. In the absence of local standards for arm circumference and skin-fold thickness over triceps, they have been compared with the standard from Jelliffe. Table 2,3, and 4 give anthropometric measurements and frequency (%) of anemia in children surveyed. The mean height of the children studid was 10 to 20 percent; below the Korean Standard. The distribution of height below 80 percent of the Standard was 21.2 percent, however, among anemic group this percentage was 27.7 percent. In general, the mean weight of the children was 10 to 15 percent below the Korean Standard. The percentage of children with weight less than 80 percent of the Standard was about 35 percent. But in the anemic group of the children, this percentage was 44 percent. The mean arm circumference was about 15 percent lower than the Jelliffe's standard. 61.2 percent of the children had values of arm circumference below 80 percent of the standard. Children with low hemoglobin levels, this percentage was 80 percent. The mean skinfold thickness over the triceps of the children studied was about 25 Percent lower than the Jelliffe's standard and 61.2 percent of the children had the value less than 80 percent of the standard. Among anemic children, this percentage was 70.8%. As may be seen from table 5, the mean hemoglobin concentration of the total group was 11.3g/100ml. Hemoglobin concentration was less than 11.0g/100ml. in 65(36.5%) of the 178 children. The degree of anemia in most of these children was mild with a hemoglobin level of less than 8.0g/100ml. found in only one child. In general, the prevalence of anemia was high in female children than male and decreased its frequency with increasing age. Relatively close relationship was observed between hemoglobin level and anthrophometric measurements especially high between arm circumference and skinfold thickness and hemoglobin but very low in height and low in weight and hemoglobin level, estimated by chi-square value. II. Serum iron, Transferrin saturation (1) Serum iron, and transferrin saturation Serum iron, transferrin saturation and red cell protoporphyrin concentrations were estimated in sub-sample of 84 children from 1 to 6 years and 24 older children between 7 and 13 years of age. The findings are presented in table 6. The mean serum iron concentration of the total group was 59ug/100ml. However, the level incrased with age from 36.6ug/100ml. (1-3years) to 80.8ug/100ml. (7-13 years). 60 percent of these children had a serum iron level less than 50ug/10ml. in the 1-3 years age group and 31.4 percent for 4-6 years group. These contrast with the finding of 12.5 percent anemic children in the 7-13 years age group. The mean transferrin saturation for the total group was 18.1 percent and frequency of anemia by transferrin saturation was observed same pattern as serum iron concentration. (2) Red cell protoporphyrin concentrations. (a) Red cell protoporphrin levels of children: Red cell protoporphyrin and other biochemical data are shown in table 4. The mean concentration in red cell of all children was fround 46.3ug/100ml. RBC. and differences with age groups were observed; in the age group 1-3 years, the mean concentration was $59.5{\pm}32.14$ ug/100ml. RBC; 4-6 years $44.1{\pm}22.57$ ug/100ml. RBC. and 7-13 years, $39.0{\pm}13.56$ ug/100ml. RBC. (b) Normal protoporphyrin values in adults: It was observed that in 10 normal adult males studied here the level of protoporphyrin in red cell ranged from 18 to 54 ug/100ml. RBC. and the mean concentration was $47.5{\sim}14.47$ ug/100ml. RBC. Other biochemical determination made on the same subjects are presented in table 8. (c) Red tell protoporphyrin concentration of occupational blood donors: The results of analyses for red cell protoporphyrin as well as serum iron, transferrin saturation and hemoglobin in the 76 blood donors are presented in table 7 and 8. In this experiment, donors were selected at random, however, most of them bled repeatedly because of poor economic situation, I doubt. Table 9 shows the distribution of red cell protoporphyrin concentration and hemoglobin concentration of occupational donors. The mean hemoglobin value for the total was 11.9 g/100 ml. When iron deficiency anemia is defined as a transferrin saturation below 15%, prevalence of anemia was 47.4 percent and the mean serum iron was 27.1ug/100ml. and red cell protoporphyrin, 168.3ug/100ml. RBC. However, mean serum iron and protoporphyrin concentration of above 15% transferrin saturation were 11.6 ug/100 ml. and 58.8 ug/100 ml. RBC. respectively. The mean Protoporphyrin concentration of non-anemic (above 15% transferrin saturation) donors was slightly higher than the results of normal adult males.

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Analysis and Improvement Strategies for Korea's Cyber Security Systems Regulations and Policies

  • Park, Dong-Kyun;Cho, Sung-Je;Soung, Jea-Hyen
    • 시큐리티연구
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    • 제18호
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    • pp.169-190
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    • 2009
  • 21세기 첨단기술을 활용하고 있는 테러집단들이 앞으로 활용할 가능성이 높은 방법 중의 하나가 바로 사이버테러이다. 현실에서는 상상만으로 가능한 일이 사이버 공간에서는 실제로 가능한 경우가 많다. 손쉬운 예로 병원에 입원 중인 요인들의 전산기록 중 혈액형 한 글자만을 임의로 변경하여도 주요 인물에게 타격을 주어 상대편의 체제전복에 영향을 줄 수 있다. 이와 같이 테러분자들이 사이버테러를 선호하는 이유는 다른 물리적인 테러수단 보다 적은 비용으로 큰 효과를 거둘 수 있기 때문이다. 폭탄설치나 인질납치 보다 사이버 테러리스트들은 인터넷으로 언제 어디서나 공격 대상에 침투할 수 있다. 1999년 4월 26일 발생했던 CIH 대란은 여러모로 시사하는 바가 크다. 대만의 대학생이 뚜렷한 목적 없이 만들었던 몇 줄짜리 바이러스 프로그램이 인터넷을 통해 기하급수적으로 퍼져 국내에서만 30만대의 PC를 손상시켰고, 수리비와 데이터 복구에 소요된 비용만 20억원 이상이 소요된 것으로 확인되었다. 전세계적으로 피해액은 무려 2억 5000만 달러로 추정된다. 이와 같은 사이버테러의 위험성에도 불구하고, 국내 사이트의 상당수가 보안조치에 허술한 것으로 알려져 있다. 심지어는 수백만명 이상의 회원이 가입한 사이트를 운영하고 있는 회사마저도 보안조치에는 소홀한 경우가 많다. 사이버테러에 대한 전국가적인 대비가 필요한 때이다. 이러한 맥락에서 본 연구에서는 우리나라 사이버 안전체계의 실태를 법률과 제도적인 시각에서 분석하고, 아울러 개선전략을 제시하였다. 본 연구에서는 제시한 연구결과를 압축하여 제시하면 다음과 같다. 첫째, 현재 우리나라에서는 사이버위기를 국가차원에서 체계적으로 관리할 수 있는 제도와 구체적 방법 절차가 정립되어 있지 않아 테러 등 각종 위기상황 발생시 국가안보와 국익에 중대할 위험과 막대한 손해를 끼칠 우려가 높다. 따라서 사이버공격을 사전에 탐지하여 위기발생 가능성을 조기에 차단하며 위기발생시 국가의 역량을 결집하여 정부와 민간이 참여한 종합적인 국가대응체계를 구축하기 위해서는 법률 제정이 필요하다. 둘째, 국가차원의 사이버 안전의 효율적인 수행을 위해서는 국가사회 전반의 국가 사이버 안전의 기준과 새로운 모범을 제시하는 한편, 각 부처 및 국가사회의 구성요소들에 대해 국가 사이버 안전관리 정책을 집행할 수 있는 국가 사이버 안전관리 조직체계를 구축하는 것이 요구된다. 법률 및 추진체계 등을 통합 정비하여 정보보호 법률 제도 운영의 일관성을 확보함으로써 각종 정보보호 위협에 보다 효과적으로 대응할 수 있을 것이다. 즉 정부는 국가 사이버 안전관리에 관한 주요 정책의 심의 및 기획 조정, 통합된 국가 사이버 위기관리의 기능을 수행하기 위하여 현행 '국가사이버안전센터'의 기능을 확대 강화하는 것이 필요하다. 특히, 국가 사이버 위기와 관련된 정보의 종합적 수집, 분석, 처리의 종합적 기능을 수행하고 각 정보 및 공공 기관을 통할하며 민간부문과의 협조체계를 구축하는 것이 요구된다. 자율적 정보보호 수준제고를 위해 행정기관 공공기관의 정보보호관리체계(ISMS) 인증 제도를 확대하고 행정기관의 정보보호제품 도입 간소화 및 사용 촉진을 위해 행정정보보호용 시스템 선정 및 이용 규정을 신설 주요정보기반으로 지정된 정보기반 운영자, 정보공유 분석센터 등의 침해정보 공유 활성화 규정을 신설 및 정비함으로써 사이버침해로부터 국가 사회 주요시설을 효과적으로 보호할 수 있을 것이다. 끝으로 정부와 민간부분이 공동으로 참여하는 국가차원의 종합적인 대응체계를 구축하여 사이버공격을 사전에 탐지하여 사이버위기 발생 가능성을 조기에 차단하며 위기 발생 시 국가의 역량을 결집하여 신속히 대응할 수 있도록 해야 한다.

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