Availability Analysis of Cluster Web Server System using Software Rejuvenation Method

소프트웨어 재활 기법을 사용한 클러스터 웹서버 시스템의 가용도 분석

An cluster system used consist of large number of running servers, one has the problem that does the low availability occured by the high chance of the server failures and it is difficult to provide occuring software aging. In this paper, running cluster web servers consists of n primary servers and k backup servers, based on the operational parameters such as number of running primary servers, number of backup severs, rejuvenation period, rejuvenation time, failure rate of sewers, repair rate of servers, unstable rate of servers. We calculate to evaluate the rejuvenation policy such steady-state probabilities, downtime, availability, and downtime cost. We validate the solutions of mathematical model by experiments based on various operation parameters and find that the software rejuvenation method can be adopted as prventive fault tolerant technique for stability of system. The failure rate and unstable rate of the servers are essential factors for decision making of the rejuvenation policies.

다수의 서버를 클러스터로 연결하여 동시에 가동 할 경우 서버의 대수가 증가함으로 인해 발생하는 가용도 저하문제와 소프트웨어의 노화로 인하여 높은 가용도를 제공하기가 어렵다. 본 연구에서는 n대의 주 서버와 k 대의 여분서버로 구성되는 클러스터 웹 서버 시스템에서 가동되는 서버의 수, 여분서버의 수, 소프트웨어의 재활주기, 재활소요시간, 서버의 고장률, 서버의 수리율, 서버의 불안정률 등의 시스템 운영 파라미터에 기초하여, 소프트웨어의 재활정책에 대한 평가를 위해 평형 상태에서의 확률, 정지시간, 가용도, 손실비용 등을 계산하였다. 수학적 분석을 통해 다양한 시스템 운영 상태에 대한 실험을 통해 검증하였으며, 소프트웨어의 재활 정책에 의한 예방적 결함허용 기법이 시스템의 안정성에 중요한 요소임을 확인하였고, 또한 서버의 고장률 및 불안정률이 소프트웨어 재활 정책 결정에 중요한 요소임을 파악하였다.