• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제2권2호
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• pp.106-109
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• 2004

This study designs a load balancer via direct routing that share a virtual service on a single IP address in the Linux system and suggests an efficient load balancing method to improve transmission speed in the web server cluster environment. It will increase performance and scalability with fast packet transfer and removing bottleneck problem by using TCP Splicing and Content-Aware Distributor method. This method is expected to be the noticeable technology that provides an important interface, which make application services for e-commerce effectively be applied to high-speed network infrastructure. At this time, it is required to study further on the optimum balancing method in the web server cluster environment so as to apply the hybrid (optimum load balancing method by software and hardware) method and improve the reuse of security cession based on high-speed TCP connections.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 2003년도 추계학술대회 및 정기총회
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• pp.27-34
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• 2003

A distributed server cluster system is a cost-effective system to provide a service application for clients with reliable, scalable, available, and fault-tolerant features. In order to provide high quality services, it is necessary to evaluate service performances, tune the server system, and analyze performances. In this paper, we propose a simulator to generate workloads based on statistic configuration according to estimated application traffics, apply workload scheduling algorithms, and evaluate the simulation results. We introduce the simulator design modelling and architecture. By using flexible parameters, the simulator is able to generate various patterns of workloads with different statistics, and configure system environments such as the number of server nodes, system resources considered, and their capacities. With this simulator, we introduce two scenarios: one is to find appropriate thresholds for the best performance of cluster system, and the other is to find the suitable scheduling algorithm for workload characteristics of service applications.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2002년도 춘계학술발표논문집 (상)
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• pp.381-384
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• 2002

This paper describes the motivation, design and performance of bi-active Load balancer in Linux Virtual Server. The goal of bi-active Load balancer is to provide a framework to build highly scalable, fault-tolerant services using a large cluster of commodity servers. The TCP/IP stack of Linux Kernel is extended to support three IP load balancing techniques, which can make parallel services of different kinds of server clusters to appear as a service on a single IP address. Scalability is achieved by transparently adding or removing a node in the cluster. and high availability is provided by detecting node or daemon failures and reconfiguring the system appropriately. Extensive simulation reveals that the proposed approach improves the reply rate about 20% compared to earlier design.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 1999년도 추계종합학술대회
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• pp.252-259
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• 1999

본 논문은 클러스터 환경에서 자동적인 작업인계, 빠른 에러 복구, 관리의 편의성을 제공하는 클러스터 인식 응용 프로그램의 구현기법에 관하여 논한다. 이를 위하여 클러스터의 전체적인 시스템 구조 및 알고리즘을 제시한다. 본 논문의 타당성 검토를 위하여 소켓 응용 프로그램과 이 응용 프로그램에 대한 클러스터 리소스 DLL, 관리 DLL을 설계 구현하고, 마이크로소프트 클러스터 서버를 이용하여 응용 프로그램을 한 서버에서 나머지 서버로 재배치함으로써 서버내의 응용프로그램이 결함이 생긴 서비스에 영향을 받지 않고 계속적으로 동작한다는 결론을 얻을 수 있었다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제3권9호
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• pp.279-292
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• 2014

에너지 절감형 서버 클러스터에서는 에너지절감을 고려하지 않는 기존 환경에서만큼의 서비스 품질을 보장하면서 전력소비를 최대로 절감하는 것이 목표이다. 에너지 절감형 서버 클러스터에 관한 기존 연구에서는 현재의 사용자요청을 처리하는데 필요한 최소한의 서버 대수를 계산하여 해당 서버만을 활성화하도록 서버 전원 모드를 일정주기마다 제어한다. 부하가 급격하게 변하는 상황에서는 서버 수를 빨리 증가하지 못하기 때문에 기존 연구에서는 서비스품질이 떨어진다. 이 문제를 해결하기 위해, 본 논문에서는 부하추세를 급증, 증가, 완만, 감소, 급감하는 5가지 상황으로 분류하여 필요한 서버 대수를 계산할 때 각 상황에 맞는 다중 임계치를 적용한다. 또한 부하추세를 5등급으로 나누는 기준을 서버가 부하를 추가로 감당할 수 있는 잔여용량에 따라 유연하게 조정하는 방법을 추가로 사용한다. 실험은 서버 15대로 클러스터를 구성하여 수행하였다. SPECweb이라는 전문 벤치마킹 툴을 이용하여 부하가 급격하게 변화하는 패턴들을 생성하여 사용하였다. 실험 결과는 서비스품질은 에너지절감을 고려하지 않는 기존의 클러스터링 방식 수준으로 향상되었으며, 소비전력은 부하 패턴에 따라 최대 약 50% 절감되었음을 보여준다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제9C권1호
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• pp.115-122
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• 2002

본 논문에서는 능동적으로 서버의 상태 파악이 가능하고 서버의 운영테제에 의존적이지 않은 디스패처 방식을 개선하여 인터넷 환경에서 서버간 부하 분산을 위한 새로운 웹 클러스터 기법을 제안한다. 제안한 새로운 웹 클러스터 기법은 자율적 부하 분산 기능과 트랜잭션 페일 세이프(Transaction Fail-safe) 기능을 갖는다. 자율적 부하 분산 기능은 기존의 균등 분배와 고성 분배 부하 분산 방식을 개선하여 웹 클러스터 기법이 동작되는 상황에서 서버 각각의 부하 정도에 따라 실시간으로 트래픽(Traffic) 분배율을 조정하는 기능이다. 트랜잭션(Transaction) 페일 세이프 기능은 트랜잭션 단위의 복구가 지원되지 않는 기존의 방식을 개선하여 연속된 일련의 트랜잭션이 처리되는 도중 발생된 서버측 장애를 복구하여 주는 기능이다. 본 논문에서 제안한 새로운 빌 클러스터 기법은 유닉스 운영체제 환경에서 C 언어로 구현하였고, 기존의 상용 웹 클러스터 솔루션과의 벤치마크 비교를 통해 성능을 비교 분석하였다. 브로드케스팅 방식과의 성능 비교에서는 트래픽 처리량이 많아질수록 제안한 새로운 웹 클러스터 기법의 성능이 우수하였다. 라운드 로빈 DNS 방식과의 성능 비교에서 트래픽 처리 성능은 비슷하였으나, 서버의 장애 상황에서는 제안한 새로운 웹 클러스터 기법이 트래픽을 보다 신뢰적으로 처리 하였다. 따라서 본 논문에서 제안한 새로운 빌 클러스터 기법을 인터넷 서비스에 적용할 경우 급격히 증가하는 서비스 요청과 이로 인한 서버의 과부하론 효율적으로 처리하여 보다 신뢰적인 서비스가 가능할 것으로 기대된다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제15A권4호
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• pp.199-210
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• 2008

무선 인터넷 프록시 서버 클러스터링에서 저장공간을 최소화하기 위해서는 URL 해싱기법을 가진 Layer 7 부하분산기가 필요하다. 서버 클러스터 앞단에 위치한 Layer 4 부하분산기는 TCP 또는 UDP와 같은 트랜스포트 계층에서 컨텐츠 내용을 확인하지 않고 사용자 요청들을 똑같은 컨텐츠를 가진 서버들에게 분배한다. 서버 클러스터 앞단에 위치한 Layer 7 부하분산기는 응용계층에서 사용자 요청을 분석하여 요청 컨텐츠 유형에 따라 해당되는 서버들에게 분배한다. Layer 7 부하분산기를 이용하면 서버들이 배타적으로 각기 다른 컨텐츠를 가지게 할 수 있어서 서버들 저장공간을 최소화할 수 있으며 전체 클러스터 성능을 향상할 수 있다. 그러나 Layer 7 부하분산기는 응용계층에서 사용자 요청을 분석하는데 요구되는 큰 처리 부담으로 인해 Layer 4 부하분산기와 다르게 확장성이 제한된다. 본 논문에서는 그 확장성 제한을 극복하기 위해서 분산형 Layer 7 부하분산기를 제안한다. 종래의 방법에서는 한 대의 Layer 7 부하분산기 를 사용하는데 본 논문에서 제안한 방법에서는 서버 클러스터 앞에 한 대의 Layer 4 부하분산기를 설치하고 서버들에게 Layer 7 부하분산기들을 각각 설치한다. 클러스터 기반의 무선 인터넷 프록시 서버에서 종래의 방법을 리눅스기반의 Layer 7 부하분산기인 KTCPVS를 이용하여 구현하였다. 본 논문에서 제안한 방법에서는 리눅스기반의 Layer 4 부하분산기인 IPVS를 사용하고 각 서버들에게 Layer 7 부하분산기인 KTCPVS를 설치하여 같이 동작하게 구현하였다. 실험은 16대의 컴퓨터를 사용하여 수행되었고, 실험 결과에 의하면 제안 방법이 종래 방법에 비해 서버 대수가 증가함에 따라 확장성 및 높은 성능 향상률을 가짐을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제10A권4호
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• pp.285-294
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• 2003

클러스터 웹 서버에서 사용되는 요청 분배 기법에는 부하 균형 요청 분배 기법과 내용 기반 요청 분배 기법이 있다. 부하 균형 요청 분배 기법은 실제 서버들의 부하 균형을 목적으로 실제 서버를 선택하는 기법이다. 반면 내용 기반 요청 분배 기법은 캐쉬 친화적인 기법으로 요청 패킷의 내용에 따라서 실제 서버를 선택하게 된다. 이는 부하 균형보다는 각 실제 서버 내의 캐쉬 참조율을 높이는 것을 목적으로 한다. 하지만 현재 두 기법의 성능 비교에 관한 명확한 자료가 부족한 상태여서 본 논문에서는 두 기법에 관한 성능 평가 결과를 보이고자 한다. 이를 위해 우리는 리눅스 클러스터 웹 서버를 구현한 후 이 두 기법간의 성능을 비교, 분석한다. 이 비교/분석 결과를 활용할 경우 부하 상황에 따른 적절한 요청 분배 기법을 선택하는 데에 도움을 줄 수 있다는 것이 본 논문이 기여하는 바라 할 것이다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제14A권5호
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• pp.269-278
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• 2007

캐시 서버 클러스터에서의 캐싱은 인터넷 트래픽 및 웹 유저의 요청 및 응답 시간을 줄여주는 효과를 가진다. 이때, 캐시의 히트율(Hit ratio)을 증가시키는 한 가지 방법은 해시 함수를 이용하여 캐시가 협동성(Cooperative Caching)을 가지도록 하는 것이다. 캐시가 협동성을 가진다는 것은 캐시 서버 수와 무관하게 캐시 메모리 전체 크기를 일정하게 할 수 있다는 것을 의미한다. 반면에 캐시가 협동성을 가지지 않는다면 각 캐시 서버가 모든 캐시 데이터를 가져야 하므로 캐시 메모리 전체 크기가 캐시 서버 수에 비례하여 증가한다. 해싱을 이용한 방법의 문제점은 해시의 특성으로 인해 클라이언트의 요청이 일부 캐시 서버로 집중되고 전체 캐시 서버 클러스터의 성능이 일부 캐시 서버에 종속된다는 점이다. 이에 본 논문에서는 동적 서버 정보를 이용하여 클라이언트의 요청을 일부 캐시 서버가 아닌 전체 캐시 서버에 균일하게 분포시키는 방법을 제안한다. 16대의 컴퓨터를 이용하여 실험을 수행하였고 실험 결과는 기존 방법에 비해 클라이언트의 요청을 캐시 서버들 사이로 균일하게 분포시키고 이에 따라 전체 캐시 서버 클러스터의 성능이 향상됨을 확인하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.43-52
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• 2008

본 논문은 비디오 서버 클러스터 기반의 VOD 시스템에서의 비디오 배치 문제를 정의하고 효율적인 비디오 배치 방법을 제안한다. 비디오 배치란 비디오 데이터를 위치와 개수가 정해진 비디오 서버들에 할당하는 것을 말한다. 제안된 방법의 목적은 서버들 간의 부하 균형을 유지하면서 네트워크 부하를 최소화하도록 비디오를 서버에 배치하는 것이다. 사용자 요구 기각률은 사용자가 지각하는 VOD 시스템 성능 지수들 중 특히 중요한 것으로 기존 연구들에서 VOD 시스템 성능 비교의 기준으로 삼고 있다. 우리의 방법에 대한 실험 결과를 보면, 서버 부하 균형만을 고려하거나 네트워크 부하만을 고려한 비디오 배치보다는 이 둘을 모두 고려한 경우가 사용자 요구 기각률을 낮추는 특징을 보였다. 또한 비디오 배치에서 서버 부하 균형에 대한 고려가 특히 기각률에 중요한 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. 우리의 조사에 따르면 비디오 서버 클러스터 환경에서 서버와 네트워크 부하를 동시에 고려하는 효과적인 비디오 배치 연구는 거의 발표되지 않았다.