가상 데스크탑 시스템은 단일 물리적 서버상에 가상화 기술을 사용하여 다수의 가상 머신을 실행하고, 이를 네트워크로 연결된 클라이언트에서 사용하는 기술이다. 가상 데스크탑에는 저장장치의 역할을 하는 가상 데스크탑 이미지가 연결되며, 본 이미지에는 운영체제 및 필요한 응용 프로그램이 설치되어 배포된다. 따라서, 새로운 가상 데스크탑을 생성할 때 가상 데스크탑 이미지를 함께 생성해야 하며, 이는 저장장치를 사용한 작업으로 시간이 많이 소요되는 작업이다. 본 논문에서는 이미지 풀을 사용한 빠른 가상 데스크탑 생성 방안을 제안한다. 이미지 풀은 일정 수의 가상 데스크탑 이미지를 포함하고 있으며, 이미지 준비기는 이미지 풀에 있는 이미지의 개수가 일정하게 유지되도록 골든 이미지에서 복사해오는 역할을 담당한다. 가상 데스크탑 생성시, 이미지 풀에서 필요한 이미지를 지연시간 없이 바로 가져옴으로써, 가상 데스크탑 생성에 소요되는 시간을 감소시킬 수 있다.
가상 데스크탑은 서버상에 서버 가상화 기술을 사용하여 다수의 가상 머신을 실행하고, 이를 네트워크로 연결된 클라이언트에서 사용하는 기술이다. 이러한, 가상 데스크탑이 대중화됨에 따라 다양한 형태의 클라이언트들이 시장에 존재한다. 본 논문에서는 ARM 임베디드 시스템 기반의 가상 데스크탑 클라이언트를 제안한다. 본 논문에서 제안하는 클라이언트는 임베디드 시스템 기반으로 소형화 및 저전력을 기본 특징으로 하며, 하드웨어, 운영체제, 가상 데스트탑 소프트웨어 모듈로 구성된다. 가상 데스크탑 소프트웨어 모듈은 사용자 인증을 통하여 가상 데스크탑 서버에 접속하고, 가상 데스크탑 뷰어를 통하여 서버의 가상 데스크탑을 사용한다. 본 클라이언트는 실제 가상 데스크탑 서버에 접속하여 동작 실험을 하였으며, 동영상 서비스까지 수행하는데 성능상에 문제가 없음을 확인하였다.
가상화 기술은 각종 장비들을 편리하게 이용하게끔 하고 있으며, 특히 데스크탑 가상화 기술의 경우 클라우드 컴퓨팅에 의한 유저의 요구가 많아져 상당한 연구가 진행되고 있다. 데스크탑 가상화의 경우 사용자에게도 큰 이점이 있지만 관리 측면에서 Cost를 줄이는 데 일조하고 있다. 데스크탑 가상화는 관리자 측면에서 보았을 때 사용자의 요청에 따라 가상 데스크탑을 빠르게 제공하여야 하는 의무가 있다. 관리자가 가상 데스크탑을 빠르게 제공하기 위해서 미리 구축해 둔 가상 머신의 상태를 저장하는 데, 본 논문에서는 가상 데스크탑의 상태를 저장하고 제공하는 데 있어서의 효율을 위해 압축 알고리즘을 사용하는 방법을 제안한다. 가상 데스크탑의 상태가 메모리 명령어의 집합이라는 특성에 따라 무손실 압축 알고리즘을 사용하고, 그들 중 빠르고 압축률이 높기로 알려진 네 가지 알고리즘을 찾아 비교하였다. 비교 결과 가장 효율이 좋았던 LZO lgorithm을 메모리 상태 저장/복원의 중간 과정에 삽입하였다. 실험 결과 기존의 압축하지 않았던 방법보다 최대 1.7배의 성능 향상을 보였으며 가상 머신의 상태를 저장했을 때의 평균 54%의 용량 절감이 있었다.
기존의 스토리지 기반 가상 데스크탑 시스템은 디스크에 입출력이 집중될 경우 성능이 저하되는 문제가 발생하였다. 따라서, 부트 스톰과 같이 여러 대의 가상 데스크탑이 동시에 부팅할 경우, 시스템의 성능이 급격히 저하되었다. 본 논문에서는 가상 데스크탑 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 메인 메모리 기반 가상 데스크탑 시스템을 제안한다. 본 시스템에서는 가상 데스크탑 이미지를 메인 메모리에 저장함으로써 전체 시스템의 성능을 향상시키고, 중복 제거 기술을 적용하여 용량이 많은 가상 데스크탑 이미지를 한정된 크기의 메인 메모리에 저장하였다. 본 시스템의 구현 및 실험을 통하여 가상 데스크탑을 동시 부팅할 때, 스토리지 기반 가상 데스크탑 보다 부팅 속도가 4배 빠름을 확인하였다.
가상의 컴퓨팅 환경을 제공하는 가상화 기술은 최근 많은 연구가 진행되고 있는 분야이며, 이에 따라 가상화 기술을 이용한 많은 제품들이 상용화, 출시되는 추세이다 가상화의 여러 분야 중 특히 서버 가상화는 실제 필요한 서버의 수보다 적은 수의 물리적 서버들로 다수의 가강화 된 서버를 수행함으로써 네트워크 서비스 구축에 드는 비용을 절감할 수 있는 효율적인 방안이다. 본 논문에서는 서버 가상화 기술을 기반으로 하여 원격 데스크탑 서비스를 위한 서버를 가상화 한 가상 데스크탑 서비스를 설계, 구현하였다. 또한 제안된 가상 데스크탑 서비스 상에서 특정 물리적 서버에 부하가 집중되는 것을 방지하기 위한 부하 분산 정책을 제안하였다. 제안된 가상 데스크탑서비스와 부하 분산 정책은사용자 관점 및 시스템 관점에서의 성능 향상을 모두 기대할 수 있는 효율적인 원격 데스크탑 서비스가 될 것이다.
본 논문에서는 웹브라우저를 통하여 로컬 디바이스를 쉽게 네트워크 디바이스로 바꾸어주는 프레임워크를 제안한다. 해당 네트워크 디바이스들은 가상데스크탑에 사용된다. 관리 소프트웨어는 디바이스풀을 유지하며 디바이스들을 관리한다. 사용자의 요청이 발생하면 데스크탑의 I/O를 관리하는 가상데스크탑 소프트웨어가 풀에 접근하여 디바이스를 선택, I/O를 데스크탑에 전달해준다. 본 논문에서는 로컬 컴퓨터에 설치가 필요하지 않은 RIA 솔루션을 채택함으로써 사용자는 쉽게 자신의 디바이스를 디바이스풀에 등록 또는 해지할 수 있으며 가상데스크탑 소프트웨어에 명령을 내릴 수 있게 된다. 본 논문의 후반부에서는 제안하는 프레임워크가 사용될 수 있는 시나리오를 설명하고 성능평가를 진행함으로써 프레임워크의 효율성 및 활용성을 보인다.
하나의 물리 머신만으로 복수개의 가상 머신을 지원할 수 있는 가상화 기술[5,6]이 발달함에 따라, 기업에서는 비용 절감을 위해 가상 데스크탑 기술 도입이 많이 이루어지고 있다. 또한, 일반 사용자들을 위한 가상 데스크탑 기반의 클라우드 서비스 역시 많이 소개되고 있는데, 이러한 가상 데스크탑의 효과적인 사용을 위해서는 원격 접속 기술이 필수적이지만, 이는 키보드, 마우스 및 디스플레이가 감추어져 있는 PC와 같은 정형적인 컴퓨터 환경에서만 접속이 가능하다[3,4]. 본 논문에서는 스마트폰을 이용하여, 사용자 주변에서 원격 컴퓨팅 장치로 사용할 수 있는 LCD TV, 키보드 등의 레거시 디바이스를 검색하고 해당 디바이스를 원격지에 있는 가상 데스크탑과 연계시켜[1,2] 사용자 주변의 디바이스를 통해 원격 가상 데스크탑 제어를 연계 할 수 있는 중계 소프트웨어에 대한 설계 및 구현 내용을 기술하고 있다.
클라우드 컴퓨팅 환경에서 가상 컴퓨팅 및 스토리지 자원에 대한 요구가 대규모로 증가하면서 스토리지 시스템에서는 스토리지 공간을 효율적으로 절감하고 활용할 수 있는 중복제거 기법을 적용하고 있다. 특히 가상 데스크탑 인프라 환경에서 가상 데스크탑 이미지들에 대해 동일한 데이터가 중복되어 저장되는 것을 방지함으로써 스토리지 공간을 절감하는데 큰 효과를 얻을 수 있다. 하지만 안정적인 가상 데스크탑 서비스를 제공하기 위해서는 중복제거로 인한 가상 데스크탑의 성능 오버헤드와 주기적으로 발생하는 데이터 입출력 폭증, 그리고 빈번한 랜덤 입출력 동작과 같은 가상 데스크탑이 가지고 있는 특이한 워크로드를 효과적으로 처리할 수 있는 스토리지 시스템이 필요하다. 본 논문에서는 클라우드 컴퓨팅 환경에서 가상 데스크탑 및 스토리지 서비스를 지원하기 위해 개발된 클러스터 파일 시스템을 제시한다. 여기에서는 가상 데스크탑 이미지들에서 중복된 데이터가 스토리지에 저장되기 이전에 실시간으로 검출하고 제거하는 인라인 데이터 중복제거 기법을 통해 스토리지 공간을 절감한다. 또한 가상 데스크탑 이미지에 대한 중복제거 처리를 가상 호스트가 아니라 가상 데스크탑 이미지가 실제로 저장되는 데이터 서버에서 수행함으로써 중복제거 처리로 인한 가상 데스크탑의 성능 오버헤드를 줄인다.
입출력 가상화는 하나의 물리적 입출력 장치를 하나 이상의 가상 데스크탑들이 공유해서 사용 할 수 있도록 하는 기술로서 일반적으로 가상화 소프트웨어가 소프트웨어적으로 에뮬레이션하여 제공하는 가상 I/O 장치들을 가상 데스크탑에서 사용한다. 소프트웨어 에뮬레이션 기반 I/O 장치들을 사용하는 가상 데스크탑들은 성능이 떨어지고 고사양의 응용 프로그램을 지원할 수 없는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 서비스의 품질 및 성능 저하를 극복하기 위해 PCI기반 하드웨어 직접 할당기술을 이용한 망분리 가상 데스크탑 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 하나의 물리적 데스크탑 컴퓨터에 서버 가상화 기술을 이용하여 사용자에게 인터넷 등의 외부망과 인트라넷 등의 업무망 접속을 위한 독립적인 데스크탑을 제공한다. 이를 통해 물리적 망분리를 위한 별도의 데스크탑 설치 및 논리적 망분리를 위한 네트워크 패킷의 검사에 따른 성능의 저하 없이 가상 데스크탑 서비스를 이용한 물리적 네트워크 망분리 시스템을 제공한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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