• 제목/요약/키워드: Virtual machines

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Improving Availability of Embedded Systems Using Memory Virtualization

  • Son, Sunghoon
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제27권5호
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    • pp.11-19
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    • 2022
  • 본 논문에서는 전가상화 방식의 가상 머신 모니터를 기반으로 메모리 중복을 통한 고장 감내 기능을 적용한 임베디드 시스템을 제안한다. 제안된 가상 머신 모니터는 우선 효율적인 섀도우 페이지 테이블 기법을 사용하여 메모리를 가상화한다. 이를 기반으로 대상 임베디드 시스템을 하나의 가상 머신으로 동작하게 하는 한편, 동일한 시스템을 별도의 가상 머신에서 동작하도록 백업 시스템을 구축함으로써 대상 임베디드 시스템의 메모리 영역이 미리 정해진 시점과 대상에 따라 백업 시스템의 메모리 공간으로 복사되도록 하였다. 이렇게 중복이 이루어진 임베디드 시스템은 고장이 발생하면 백업 시스템으로 전환하여 정상적인 동작을 이어나가게 된다. 성능 평가를 통해 제안된 기법이 임베디드 시스템의 성능을 크게 저하시키지 않으면서도 시스템의 가용성을 크게 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

고밀도 클라우드 컴퓨팅 환경에서 에너지 절감 및 열섬 방지를 위한 가상 머신 배치 알고리즘 (Virtual Machine Placement Algorithm for Saving Energy and Avoiding Heat Islands in High-Density Cloud Computing Environment)

  • 최정열
    • 한국통신학회논문지
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    • 제41권10호
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    • pp.1233-1235
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    • 2016
  • 고밀도 클라우드 컴퓨팅 환경에서 서버에서 소비되는 에너지를 절감하기 위해서는 운용되는 서버의 수를 최소화하도록 가상 머신을 배치하는 것이 바람직하다. 하지만 밀집된 서버 운영으로 인해서 열섬이 발생할 수 있다. 본 논문은 서버의 전력 소비와 서버 발열이 가상 머신의 배치에 따른 서버 이용률에 관계됨을 밝히고, 이를 토대로 에너지 절감과 열섬을 방지할 수 있는 가상 머신 배치 알고리즘을 제안한다.

실시간 클라우드 서버를 위한 Virtual Runtime 보상 기반 가상 머신 공정 스케줄링 기법 (Fair-Share Scheduling of Virtual Machines via Virtual Runtime Compensation for Real-time Cloud Servers)

  • 김경래;노순현;홍성수
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2015년도 춘계학술발표대회
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    • pp.2-5
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    • 2015
  • 가상화 기술을 기반으로 하는 클라우드 컴퓨팅 환경에서 실시간 응용들을 수행하려는 움직임이 많아지고 있다. 이 응용들의 실시간성을 보장하기 위해 리눅스의 실시간 스케줄러를 활용한 기법들이 제안되었지만, 이 기법들은 가상 머신들의 공정한 수행을 보장하지 못한다는 한계가 있다. 따라서 우리는 실시간 클라우드 환경에서 가상 머신 스케줄링의 공정성을 보장하기 위해 virtual runtime 보상 기반의 가상 머신 공정 스케줄링 기법을 제안한다. 제안된 기법은 실시간 응용으로 인해 CFS가 인지하지 못한 CPU 시간을 체크하고 이를 virtual runtime에 반영하여 가상 머신 간의 공정한 수행을 보장한다. 우리는 제안된 기법을 리눅스 커널 상에 구현하였다. 제안된 기법을 적용한 결과, 가상 머신 간의 수행시간 차이가 기존 경우보다 47% 줄어든 것을 확인하였다.

KVM 기반의 가상머신 자원 사용량 분석을 위한 VDI 실시간 모니터링 시스템 설계 및 구현 (VDI Real-Time Monitoring System for KVM-Based Virtual Machine Resource Usage Analysis)

  • 김태훈;김현지;노재춘
    • 전자공학회논문지
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    • 제52권1호
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    • pp.69-78
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    • 2015
  • 차세대 단말기 보급과 초고속 네트워크의 발전으로 클라우드 컴퓨팅이 등장하면서 VDI(Virtual Desktop Infrastructure)가 핵심 기술로서 많은 주목을 받고 있다. VDI는 하나의 물리적인 컴퓨터에 하이퍼바이저를 설치하여 다수의 가상머신을 운영하는 기술이다. 현재 VDI 분야의 핵심 이슈는 가상머신과 물리적머신 간의 성능 차이를 줄이는 것이며, 이와 관련된 여러 연구들이 꾸준히 진행되고 있다. 본 논문에서는 서버와 가상머신의 실시간 자원 사용량과 정보를 수집하는 SETMOV(Supervised Real Time Monitoring on VDI)를 설계하고 구현하였으며, 이를 바탕으로 VDI 성능 최적화를 위해 가상머신의 자원 사용량을 분석하여 서버의 자원을 재분배하는 방법을 제시한다.

IOMMU Para-Virtualization for Efficient and Secure DMA in Virtual Machines

  • Tang, Hongwei;Li, Qiang;Feng, Shengzhong;Zhao, Xiaofang;Jin, Yan
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제10권12호
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    • pp.5375-5400
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    • 2016
  • IOMMU is a hardware unit that is indispensable for DMA. Besides address translation and remapping, it also provides I/O virtual address space isolation among devices and memory access control on DMA transactions. However, currently commodity virtualization platforms lack of IOMMU virtualization, so that the virtual machines are vulnerable to DMA security threats. Previous works focus only on DMA security problem of directly assigned devices. Moreover, these solutions either introduce significant overhead or require modifications on the guest OS to optimize performance, and none can achieve high I/O efficiency and good compatibility with the guest OS simultaneously, which are both necessary for production environments. However, for simulated virtual devices the DMA security problem also exists, and previous works cannot solve this problem. The reason behind that is IOMMU circuits on the host do not work for this kind of devices as DMA operations of which are simulated by memory copy of CPU. Motivated by the above observations, we propose an IOMMU para-virtualization solution called PVIOMMU, which provides general functionalities especially DMA security guarantees for both directly assigned devices and simulated devices. The prototype of PVIOMMU is implemented in Qemu/KVM based on the virtio framework and can be dynamically loaded into guest kernel as a module, As a result, modifying and rebuilding guest kernel are not required. In addition, the device model of Qemu is revised to implement DMA access control by separating the device simulator from the address space of the guest virtual machine. Experimental evaluations on three kinds of network devices including Intel I210 (1Gbps), simulated E1000 (1Gbps) and IB ConnectX-3 (40Gbps) show that, PVIOMMU introduces little overhead on DMA transactions, and in general the network I/O performance is close to that in the native KVM implementation without IOMMU virtualization.

SaaS 기반 이동형 개인 맞춤 소프트웨어 플랫폼을 위한 VM의 Host OS와 Guest OS의 네트워크 성능 측정 방법 개선 (A Study on the Improvement of the Network Performance Measurement of Virtual Machine between Host OS and Guest OS for a Mobile Personalized Software Platform based on SaaS)

  • 우수정;온진호;최정란;최완;이문근
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제10권2호
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    • pp.85-98
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    • 2009
  • 최근 들어 SaaS기반 이동형 개인 맞춤 소프트웨어 플랫폼에 관한 연구 및 개발이 활발해지고 있다. 이러한 플랫폼들은 다양한 사용자의 OS를 만족시키기 위해 최적화된 가상머신이 필수적으로 요구된다. 또한 다양한 Host OS에서 내부, 외부 네트워크 간에 빠르고 안정적인 서비스를 지원 함으로서 사용자의 작업환경 이동성을 보장해야 한다. 이를 위해 가상머신은 다양한 관점에서의 성능 측정이 필요하다. 하지만 기존 연구에서 가상머신의 성능 측정은 Host 컴퓨터에 설치된 VM에 Guest OS를 설치하여 이를 하나의 컴퓨터로 간주하고, 외부의 클라이언트에서 네트워크 성능을 측정한다. 이는 이동형 개인 맞춤 소프트웨어 플랫폼을 위한 가상머신 성능 측정에 적합하지 않다. 본 논문은 SaaS기반 이동형 개인 맞춤 소프트웨어 플랫폼을 위한 최적화된 가상머신을 선정하기 위해서 네트워크 성능 측정 방법과 측정된 결과 분석을 통한 최적화된 가상머신을 제안한다.

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An object-oriented approach to the cell activity representation for an intelligent manufacturing system (IMS)

  • Choi, Kyunghyun;Cho, Kyu-Kab
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1995년도 Proceedings of the Korea Automation Control Conference, 10th (KACC); Seoul, Korea; 23-25 Oct. 1995
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    • pp.39-42
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    • 1995
  • A new methodology for representing the interaction between machines and the interlock signals required in FMCs has been developed. Object-Oriented Philosophies (OOPs) lend themselves to the development of such a scheme. A methodology developed here regards the tasks to be performed by the cell or any of its constituent machines for being primal. Sensory signals indicating the changes of state pf machines are used to trigger or initiate tasks. A task may be simple and require a relatively short time to execute, or may be complex and lengthy. This methodology may be depicated by a set of diagrams called Task Initiation Diagram (TID) and their accompanying rules.

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Adaptive Scheduling for QoS-based Virtual Machine Management in Cloud Computing

  • Cao, Yang;Ro, Cheul Woo
    • International Journal of Contents
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    • 제8권4호
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    • pp.7-11
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    • 2012
  • Cloud Computing can be viewed as a dynamically-scalable pool of resources. Virtualization is one of the key technologies enabling Cloud Computing functionalities. Virtual machines (VMs) scheduling and allocation is essential in Cloud Computing environment. In this paper, two dynamic VMs scheduling and allocating schemes are presented and compared. One dynamically on-demand allocates VMs while the other deploys optimal threshold to control the scheduling and allocating of VMs. The aim is to dynamically allocate the virtual resources among the Cloud Computing applications based on their load changes to improve resource utilization and reduce the user usage cost. The schemes are implemented by using SimPy, and the simulation results show that the proposed adaptive scheme with one threshold can be effectively applied in a Cloud Computing environment both performance-wise and cost-wise.

A Hypervisor for ARM based Embedded Systems

  • Son, Sunghoon
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제22권5호
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    • pp.11-19
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    • 2017
  • 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.

Implementation of Cloud-Based Virtual Laboratory using SOI and CIMP on Virtual Machines

  • Ferdiansyah, Doddy;Hwang, Mintae
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제20권1호
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    • pp.16-21
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    • 2022
  • In this research, we create a network infrastructure based on a service-oriented infrastructure (SOI) for the virtualization technology and integrate it with a cloud technology that applies the cloud integration management platform (CIMP) concept. In CIMP, the server and storage will be separated. The server will be adopted for virtualization while the storage will be used by students and teachers to store data. As long they save their data in the storage module, every time, everywhere, and on every device, they can access their data. This research will implement the design of the network infrastructure and be applied to the remote practical learning system in the laboratory. Students and teachers will ultimately adopt this network infrastructure for remote practice using their respective devices without physically meeting in the laboratory. In the future, if the implementation phase is successful, then in addition to laboratory environments, it can be implemented in all learning activities at our campus.