이기종의 자원들로 이루어진 컴퓨팅 환경에서 효율적인 자원 활용과 대용량의 데이터를 고속으로 처리하기 위해서는 실시간으로 변화하는 자원의 상태에 따라 대처 할 수 있는 동적인 작업 스케줄링 모델이 필요하다. 현재 이기종의 자원들에게 작업을 어떻게 분배 및 할당 할 것인지에 대하여 많은 자원 평가 방법 및 휴리스틱 기법들이 연구되었으나 이러한 방법들은 표준언어를 사용하지 않기 때문에 시스템 호환 및 확장에 어려움이 많다. 또한 다양한 자원들의 상태가 실시간으로 동적으로 변화하기 때문에 기존 연구에서 제안한 방법으로는 효율적인 처리가 불가능하거나 자원의 상태 변화에 동적으로 대처할 수 없다. 본 논문은 이러한 기존 연구들의 문제에 대한 해결책으로 W3C에서 제정한 온톨로지 표준 언어인 OWL을 이용하여 자원 온톨로지를 구축함으로써 이기종의 자원 관리를 손쉽게 할 수 있으며, 자원의 동적인 변화에 따라 작업 스케줄링하는 방법을 지식기반의 다양한 규칙들로 정의하여 추론을 통해서 최적의 자원에게 작업을 할당하는 시멘틱 컴퓨팅 기반의 동적 작업 스케줄링 모델을 제안한다. 시뮬레이션 실험 결과는 본 논문에서 제안한 작업 스케줄링 모델이 기존 모델에 비하여 낮은 작업 손실과 높은 작업 처리율 및 짧은 응답시간을 제공함으로써 이기종의 자원들로 구성된 시스템 전반에 걸쳐 안정적이고 고속의 데이터 처리를 제공할 수 있다는 사실을 증명한다.
최근, 슈퍼컴퓨터 시스템은 교육, 의료, 국방 등은 물론 계산과학 시뮬레이션까지 다양한 분야에서 활용되고 있다. 특히, 슈퍼컴퓨터, 클라우드 등 이종의 계산 자원을 연동하는 시뮬레이션 환경은 시간, 공간적 한계를 극복하는 차세대 연구 환경으로서 다양한 응용 분야에서 큰 각광을 받고 있다. 그러나 기존의 이종 슈퍼컴퓨팅 환경은 API(Application Programming Interface)의 부재로 터미널 접근을 통해 계산 작업을 수행하는 단조로운 형태를 띠고 있으며, 이는 이종 컴퓨팅 자원의 접근성 및 활용성을 저해하는 주요 요소이다. 이러한 문제점을 해결하고, 슈퍼컴퓨팅 서비스의 다양성을 확보하기 위해, 본 논문에서는 계산과학 시뮬레이션을 위한 웹 기반 HPC (High Performance Computing) 작업 관리 프레임워크의 설계 및 구현에 대해 기술한다. 제안한 프레임워크는 슈퍼컴퓨터, 클라우드, 그리드 등의 다양한 이기종 자원을 활용하여 시뮬레이션 계산 작업을 수행할 수 있도록 플러그-인 기반 표준 인터페이스 및 번들 플러그-인을 제공하며, 플러그-인 관리자를 통해 손쉽게 자원 확장이 가능하다. 또한 시뮬레이션 작업의 생성, 제출, 제어, 상태 모니터링 등의 전주기적인 작업 라이프사이클 관리를 위해 HTTP 표준 방식의 RESTful endpoints들을 제공한다.
Abid, Adnan;Manzoor, Muhammad Faraz;Farooq, Muhammad Shoaib;Farooq, Uzma;Hussain, Muzammil
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제14권7호
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pp.2815-2839
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2020
In a cloud computing paradigm, allocation of various virtualized ICT resources is a complex problem due to the presence of heterogeneous application (MapReduce, content delivery and networks web applications) workloads having contentious allocation requirements in terms of ICT resource capacities (resource utilization, execution time, response time, etc.). This task of resource allocation becomes more challenging due to finite available resources and increasing consumer demands. Therefore, many unique models and techniques have been proposed to allocate resources efficiently. However, there is no published research available in this domain that clearly address this research problem and provides research taxonomy for classification of resource allocation techniques including strategic, target resources, optimization, scheduling and power. Hence, the main aim of this paper is to identify open challenges faced by the cloud service provider related to allocation of resource such as servers, storage and networks in cloud computing. More than 70 articles, between year 2007 and 2020, related to resource allocation in cloud computing have been shortlisted through a structured mechanism and are reviewed under clearly defined objectives. Lastly, the evolution of research in resource allocation techniques has also been discussed along with salient future directions in this area.
Since management of information resources is getting more complicated in the distributed, heterogeneous computing environment, the capability of monitoring and controlling the dispersed information resources is perceived as a critical success factor for the effective enterprise-wide information resource management. Integrated Control Architecture(ICA) provides that capability. Utilizing such architecture, we can manage corporate information resources more efficiently, perform impact analysis for changes in information resources, and alleviate the human effort by automating the monitoring of critical information resources. In this paper, we propose a conceptual framework and metamodel of ICA.
We have developed a high-performance signal-processing and image-rendering heterogeneous computation system for optical coherence tomography (OCT) on mobile processor. In this paper, we reveal it by demonstrating real-time OCT image processing using a Snapdragon 800 mobile processor, with the introduction of a heterogeneous image visualization architecture (HIVA) to accelerate the signal-processing and image-visualization procedures. HIVA has been designed to maximize the computational performances of a mobile processor by using a native language compiler, which targets mobile processor, to directly access mobile-processor computing resources and the open computing language (OpenCL) for heterogeneous computation. The developed mobile image processing platform requires only 25 ms to produce an OCT image from $512{\times}1024$ OCT data. This is 617 times faster than the naïve approach without HIVA, which requires more than 15 s. The developed platform can produce 40 OCT images per second, to facilitate real-time mobile OCT image visualization. We believe this study would facilitate the development of portable diagnostic image visualization with medical imaging modality, which requires computationally expensive procedures, using a mobile processor.
현재 그리드 컴퓨팅은 네트워크 컴퓨팅 환경에서 대용량의 데이터와 엄청난 컴퓨팅의 문제를 해결하는데 매우 효과적인 해결책으로 각광받고 있다. 그리드는 애플리케이션을 여러 부분으로 나누어, 각 부분을 수많은 컴퓨터에서 동시에 수행함으로써 대규모 시뮬레이션 및 대용량 컴퓨팅을 실현할 수 있다. 그러나, 이를 위해서는 효과적인 자원 관리와 스케줄링 기법이 필요하다. 이 논문에서 우리는 분산된 그리드 컴퓨팅 환경에서의 자원관리와 스케줄링에 적용 가능한 그리드 거래망 모델을 제안하고 자율적인 자원 거래를 위한 가격 입찰 알고리즘을 소개한다. 우리는 모델의 효율성과 능력을 입증하기 위해 DEVSJAVA 모델링 & 시뮬레이션 환경 하에서 프로토타입 모델을 설계하고 실험하였다.
그리드 컴퓨팅은 지리적으로 분산된 이기종의 자원들을 상호 연결하여 대용량의 컴퓨팅 문제들을 해하기 위해 개발되었다. 그리드 컴퓨팅은 다양한 자원들로 구성되어 있기 때문에 효율적이고 안정적인 작업 처리를 위해서는 자원 스케줄링 모델이 필요하다. 그래서 우리는 각 자원들의 성능을 측정하여 작업을 할당하는 자원 성능 측정 스케줄링 모델을 제안하였다. 우리는 자원 성능 측정 수식을 이용하여 자원들을 평가하였고, DEVS 시뮬레이션 모델링 환경에서 자원 성능 측정 스케줄링 모델을 실험하였다. 그리고 우리는 자원 성능 측정 스케줄링 모델의 효율성을 증명하기 위해 자원 성능 측정 스케줄링 모델의 실험 결과들을 기존 스케줄링 모델들과 비교하였다. 이 실험 결과들은 자원 성능 측정 스케줄링 모델이 자원 관리를 개선하고 안정적인 작업 처리를 보장해 줄 수 있음을 증명해 줄 수 있었다.
최근 과학 기술이 발전함에 따라 복잡한 문제를 해결하기 위하여 고성능의 계산 자원이 필요하게 되었다. 이러한 요구를 충족시키기 위하여 지역적으로 분산되어 있는 이질적인 고성능 컴퓨팅 자원을 하나로 묶어 거대한 시스템을 구성하는 그리드 컴퓨팅에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 하지만 제한된 자원 안에서 최대한의 결과를 얻어내기 위한 프로세스, 실시간 작업의 총 실행시간을 정확하게 예측할 수 있는 스케줄링 정책이 미흡한 실정이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 논문에서는 시스템 효율성 증대를 위한 시스템 구조, 프로세스를 도출하고, 그리드 컴퓨팅 기반의 작업 방법론 도출, 자원(Agent)의 작업에 대한 문제점을 효율적으로 관리할 수 있는 위험 정책 모듈, 자원 할당 및 문제되는 자원들을 재할당 할 수 있는 스케줄링 기법 및 할당 기법, 자원(Agent) 모니터링을 효율적으로 관리할 수 있도록 그리드 컴퓨팅 기반의 위험 관리 시스템을 제안하였다.
클라우드 컴퓨팅은 컴퓨팅 자원의 효율적 사용과 수월한 접근이라는 관점에서 사용자 및 서비스 제공자에게 모두 각광받고 있다. 한편, 클라우드 컴퓨팅의 자원은 이질적 환경으로 구성되는 경우가 많고 사용자의 워크플로우는 다양한 특성을 가진다. 따라서 본 연구의 목적은 이러한 환경에서 워크플로우의 응답성 요구에 따라 우선순위를 부여하고 워크플로우를 구성하는 태스크의 자원 할당시 응답성, 비용, 그리고 부하 균등으로 구성되는 QoS 메트릭을 구성하여 효율적으로 워크플로우를 스케줄링하는 것이다. 제안기법의 성능 평가를 위해 다양한 실험을 수행한 결과 응답성과 가용성이 향상되었음을 확인할 수 있었다.
The Grid[1] is a communication service that collaborates dispersed high performance computers so that those can be shared and worked together. So, the Grid enables a researcher to analyze a huge-sized problem which was impossible by using local resources. However, diverse communication speeds among computing resources and heterogeneity of computing resources can reduce parallel efficiency in the Grid, The present paper focuses on the development of an efficient load balancing algorithm suitable for the Grid. Proposed algorithm classifies the whole processors into several groups with relatively faster communication speeds. Computational domain is firstly partitioned to each group and then to the processor level considering the performance of each processor. Developed algorithm is validated in the homogeneous system by comparing the present result with the result of equally partitioned meshes and then applied to the heterogeneous system. Additionally, the present algorithm is expanded to be able to solve the decomposed domains and applied to some problems.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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