• 한국정보처리학회논문지
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• 제6권5호
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• pp.1203-1211
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• 1999

Checkpointing is the one of fault-tolerant techniques to restore faults and to restart job fast. Checkpointing algorithms in distributed systems have been studied for many years. These algorithms can be classified into synchronous Checkpointing algorithms and asynchronous Checkpoiting algorithms. In this paper, we propose an independent Checkpointing algorithm that has a minimum Checkpointing counts equal to periodic Checkpointing algorithm, and relatively short rollback distance at faulty situation. Checkpointing count is directly related to task completion time in a fault-free situation and short rollback distance is directly related to task completion time in a faulty situation. The proposed algorithm is compared with the previously proposed asynchronous Checkpointing algorithms using simulation. In the simulation, the proposed Checkpointing algorithm produces better results than other algorithms in terms of task completion time in fault-free as well as faulty situations.

• 정보처리학회논문지A
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• 제13A권4호
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• pp.289-294
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• 2006

검사점 기법은 시스템이 장애를 내재한 경우에 효과적으로 프로세스가 장애 지점으로부터 다시 시작 할 수 있게 하는 결함 허용 방법이다. 특히, 페이지 단위 점진적 검사점 기법은 검사점 사이에서 변경된 페이지 데이터만을 저장함으로써 검사정 기록 오버헤드를 감소시킨다. 이 기법은 매 검사점 사이에서 변화하는 데이터의 크기가 가변적이므로 검사점 수행 시간도 매번 변하는 성질을 갖고 있다. 기존의 연구로 고정적인 검사점 수행 시간을 갖는 경우에 대한 효율적인 검사점 작성 시점 결정 방법이 제시된 바 있다. 그러나 매 검사점 마다 가변적인 시간을 필요로 하는 페이지 단위 점진적 검사점 기법에 대한 효율적인 작성 시점 결정 방법은 아직 연구되지 않은 분야이다. 본 논문에서는 효율적이고 적응성 있는 검사점 작성 시점 결정 방법을 제안하고, 이 방법에 기반을 둔 적응성 있는 페이지 단위 점진적 검사점 기법을 보인다. 여러 가지 용용 프로그램의 실험 결과를 통하여, 제안한 방법을 사용하는 것이 기존의 고정적인 인터벌을 갖는 페이지 단위 점진적 검사점을 사용하는 경우보다 프로세스의 평균 수행 시간을 현저히 줄임을 알 수 있다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제29권2호
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• pp.75-86
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• 2002

분산 시스템에 결함 내성 기능을 제공하는 기법의 하나인, 검사점을 이용한 회복 기법을 효율 적으로 구현하기 위해서는 최적화된 검사점 설정 구간의 선택이 매우 중요한 문제로 인식되고 있다. 본 논문은 분산 시스템내의 각 프로세스 적절한 검사점 설정 구간을 프로세스의 연산 중에서 동적으로 스케 쥴링 하는 기법을 제안한다. 제안된 기법에서는 시스템내에의 각 프로세스가 현 검사점 구간 동안으 검사점 설정 비용과 가능한 롤백 회복 비용을 비교 평가하고, 다음 검사점 설정을 위한 적절한 구간을 계산한다. 대부분의 기존 기법들과는 달리 제안된 기법은 검사점과 롤백 두 가지 비용 모두를 최소화는 구간 값 을 선택하여 , 현 검사점 구간 동안의 통신 형태를 고려한 구간 값을 선택한다. 또한 검사점 설정 구간 선 택을 위한 별도의 통신비용의 요구되지 않으며, 제안된 기법의 기존의 검사점 조정 기법들과 쉽게 통합되어 사용될수 있다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.598-603
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• 2009

The checkpointing scheme is a well-known technique to cope with transient faults in digital systems. This paper proposes an adaptive checkpointing scheme for the reliability improvement of real-time control systems. The proposed adaptive checkpointing scheme is based on the previous work about the reliability problem of an equidistant checkpointing scheme. For the derivation of the adaptive scheme, some conditions are introduced which are to be satisfied for the reliability improvement by exploiting an equidistant checkpointing scheme. Numerical data show the proposed adaptive scheme outperforms the equidistant scheme from a reliability point of view.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.72-77
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• 2011

The checkpointing scheme is a well-known technique to cope with transient faults in digital systems. This paper proposes an adaptive checkpointing scheme for the reliability improvement of real-time control systems with concurrent fault detection capability. With concurrent fault detection capability the effect of transient faults are assumed to be detected with no latency. The proposed adaptive checkpointing scheme is based on the reliability analysis of an equidistant checkpointing scheme. Numerical data show the proposed adaptive scheme outperforms the equidistant scheme from a reliability point of view.

• 정보처리학회논문지A
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• 제13A권7호
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• pp.607-614
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• 2006

검사점 저장 기법을 사용하여 주기적으로 클러스터 노드들의 프로세스 수행 정보를 전역 저장 장치에 저장하는 분산 클러스터 시스템에서 결함 허용 성능을 유지하는 데 드는 비용을 줄이고 전체 프로세스의 수행 성능을 증가시키기 위해서는 검사점 정보를 저장할 때에 네트워크로 전달되는 부하를 각 노드에 최대한 적절하게 분산하여 데이터 저장 시간을 줄임으로써 검사점 정보를 저장하는 동안 전체 클러스터 시스템의 프로세스가 지연되는 시간을 줄이도록 하여야 한다. 이를 위하여 분산 RAID 기반의 단일 입출력 공간을 사용하는. 클러스터 시스템에서는 여러가지 검사점 저장 기법을 사용하며, 검사점 정보의 저장 기법에 따라서 저장 성능과 결함 회복 성능이 달라진다. 본 연구에서는 분할된 검사점 저장 기법을 개선하여 검사점 데이터를 분산 RAID 기반의 단일 입출력 공간에 저장할 때에 그룹별로 분할되는 분할 그룹 크기를 검사점 정보가 저장될 때의 네트워크의 트래픽에 따라서 동적으로 결정하여 네트워크를 통한 분산 RAID에 저장함으로써 네트워크 병목현상을 최소화하는 다중 분할된 검사점 저장 구조를 제안하였다. 제안된 구조의 성능을 분석하기 위하여 최대 512개의 가상 노드로 구성된 클러스터 시스템을 대상으로 하여 MPI 와 Linpack HPC 벤치마크를 통한 성능 평가를 수행하였으며, 성능 평가 결과는 검사점 정보의 크기와 클러스터의 크기가 증가할수록 제안된 기법이 검사점 정보의 저장과 결함 회복 능력에 대하여 기존의 검사점 저장 기법에 비하여 우수한 성능을 보인다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.376-380
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• 2008

This paper deals with a performance analysis of real-time control systems, which engages DMR(dual modular redundancy) to detect transient errors and checkpointing technique to tolerate transient errors. Transient errors are caused by transient faults and the most significant type of errors in reliable computer systems. Transient faults are assumed to occur according to a Poisson process and to be detected by a dual modular redundant structure. In addition, an equidistant checkpointing strategy is considered. The probability of the successful task completion in a real-time control system where periodic checkpointing operations are performed during the execution of a real-time control task is derived. Numerical examples show how checkpoiniting scheme influences the probability of task completion. In addition, the result of the analysis is compared with the simulation result.

• ETRI Journal
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• 제42권3호
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• pp.388-398
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• 2020

We herein propose a heuristic redundancy selection algorithm that combines resubmission, replication, and checkpointing redundancies to reduce the resiliency overhead in fault-tolerant workflow scheduling. The appropriate combination of these redundancies for workflow tasks is obtained in two consecutive phases. First, to compute the replication vector (number of task replicas), we apportion the set of provisioned resources among concurrently executing tasks according to their needs. Subsequently, we obtain the optimal checkpointing interval for each task as a function of the number of replicas and characteristics of tasks and computational environment. We formulate the problem of obtaining the optimal checkpointing interval for replicated tasks in situations where checkpoint files can be exchanged among computational resources. The results of our simulation experiments, on both randomly generated workflow graphs and real-world applications, demonstrated that both the proposed replication vector computation algorithm and the proposed checkpointing scheme reduced the resiliency overhead.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제29권4호
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• pp.176-184
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• 2002

본 논문은 고신뢰 실시간 시스템에 체크포인팅을 적용할 수 있도록 실시간성과 신뢰성을 모두 고려하는 체크포인팅 프레임워크를 제공한다. 실시간 태스크의 시간 예측성은 할당된 체크포인트의 수와 태스크가 실행 중에 감내 해야하는 고장의 수를 기반으로 태스크의 최악 실행 시간(WCET: Worst Case Execution Time)을 산출함으로써 보장된다. 태스크가 실행 중에 극복해야하는 고장의 수는 태스크의 신뢰성 요구조건을 기반으로 산출됨으로써 태스크의 신뢰성이 보장되도록 한다. 이렇게 얻어진 태스크들의 WCET와 태스크가 극복해야 하는 고장의 수를 이용하여, 각 태스크의 스케줄 가능성을 보장하기 위해 요구되는 최소의 체크포인트 수를 유도하는 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 프레임워크는 체크포인팅의 시간 중복량을 기반으로 하므로, 다른 시간 중복 기법에 대해서도 확장이 용이하다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.170-175
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• 2022

고성능 컴퓨팅 분야에서 오류의 영향을 완화하기 위해 사후 장애 관리 기법이 필요하다. 일반적인 오류 복구 기법은 체크포인트 기법이다. 이 기법은 체크포인트를 설정해서 주기적으로 응용 프로그램의 상태를 저장했다가, 오류가 발생했을 때 오류 발생 이전 상태로 시스템을 복구하는 것이다. 본 논문에서는 오류 발생 시간이 독립이고 동일한 일반적인 분포를 따른다는 가정에서 즉각적으로 오류를 감지하는 경우의 체크포인팅 모형을 분석한다. 두 체크포인트 사이에 많아야 하나의 오류만 발생한다는 가정을 제거한다. 체크포인트 발생 시간, 고장 시간, 복구 시간 등이 주어질 때, 시스템의 신뢰도를 유도한다. 또한, 오류 발생 시간이 지수 분포를 따르는 경우에 최적의 체크 포인팅 시간 간격을 구한다.