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.
본 논문은 그리드 환경에서 동전계획법을 위한 새로운 스케줄링 정책을 제안한다. 이 스케줄링 정책의 특징은 동적 테이블의 지역성을 고려하여 테이블을 분할하고, 네트워크 지연이 최소인 노드에 작업을 할당함으로써 작업의 실행시간을 단축하는 것이다. 또한 최적의 병행성을 얻기 위해 분산 하향식으로 동적 테이블을 구성한다 시뮬레이션을 통하여 제안하는 그리드 스케줄링 정책이 그리드 환경의 성능 향상 면에서 기존의 분기-한정(branch-bound) 알고리즘에 비해 더 효과적임을 보인다
그리드 컴퓨팅은 방대한 데이터 저장 공간과 고성능 연산능력을 요구하는 작업에 적합하다. 동적계획법(dynamic programming)은 방대한 크기의 동적 테이블(dynamic table)을 구성하여 최적해(optimal solution)을 찾기 때문에 그리드에서 수행하기에 적합한 작업이다. 본 논문에서는 동적 테이블을 구성하고 분산 배치하는 할당 정책을 제안한다. 그리고 동적계획법 기반의 어플리케이션을 그리드에서 효율적으로 수행할 수 있는 그리드 시스템 구조를 제안한다.
본 논문에서는 분산 환경 상에서 CFD(Computational Fluid Dynamics) 분석 프로그램을 편리하게 수행할 수 있도록 하는 그리드 시스템 META(Metacomputing Environment using Test-un of Application)의 설계 및 구현에 관하여 기술한다. 그리드 시스템 META는 CFD 프로그램 개발자들이 네트워크에 분산된 계산 자원들을 단일 시스템처럼 사용할 수 있도록 한다. 그리드 컴퓨팅과 관련하여 연구주제로는 고장허용, 자원 선택, 사용자 인터페이스 설계 등이 있다. 본 논문에서는 MPI(Message Passing Interface)로 작성된 SPMD(Single Program, Multiple Data) 구조의 병렬프로그램을 실행시키기 위한 자동 자원 선택방법을 활용하였다. 본 논문에서 제안한 자원 관리기법은 네트워크상의 전송지연 시간과 시험수행을 통해 얻어진 핵심루프의 경과시간을 이용한다. 전송지연시간은 병렬 프로그램이 복수의 시스템에 분산되어 수행될 때 수행 성능에 큰 영향을 주는 요인이다. CFD 프로그램들의 공통적인 특성 때문에 핵심루프 경과시간은 전체 수행시간을 예측할 수 있는 지표가 된다. 핵심루프는 CFD 프로그램의 전체 수행시간 중 90% 이상을 차지한다.
고성능 컴퓨팅 자원에서의 그리드 컴퓨팅은 다양한 대규모 계산 문제를 해결하기 위해 적용되고 있다. 응용 프로그램 개발자들에게 분산된 컴퓨팅 자원을 제공하는 다양한 소프트웨어들이 개발되었다. 그러나, 이들 시스템들은 웹기반이 아니거나 협력작업을 위한 기능을 제공하지 않거나 실시간으로 결과를 볼 수 있는 도구를 제공하지 않는다. 네트워크 어플리케이션 개발 측면에서 보면 웹기술은 일반적으로 사용하는 기술이 되고 있다. 특히, 인터페이스가 플랫폼과 독립적이라는 특징 때문에 더욱 그렇다. 본 연구에서는 MPI를 이용해 작성된 병렬 SPMD 어플리케이션의 수행을 위한 웹기반 프레임워크를 제안한다. 또한, 실시간 가시화 기술을 이용해서 협력연구를 위한 환경을 개발하였다.
다양한 과학 분야에서 대규모의 계산집중적인 어플리케이션들이 많은 그리드 자원을 활용해감에 따라 그 실행 관리와 제어의 어려움도 증가하였다. 어플리케이션의 반복되는 실행으로 축적된 작업 이력을 참조하여 어플리케이션의 특성을 파악하고 그리드 자원 선택 정책을 결정하였다. 본 논문은 그리드 컴퓨팅 환경과 이를 활용한 어플리케이션의 이력을 분석하기 위해 통계적 기법인 PBDF(Plackett-Burman with Fold-Over)계획법을 적용하였다. PBDF는 그리드 환경과 어플리케이션에서 주요한 요인들을 파악하고, 그것들이 얼마만큼 영향을 미치는 가를 수치화한다. 영향력 큰 요인은 작업 이력에서 참조 프로파일을 찾고 적절한 자원을 선택하는데 사용하였다. 응용의 수행 결과를 다시 작업 이력에 포함시키고 인자의 신뢰도를 조정하였다. 본 연구는 항공우주 연구 그리드의 작업 이력을 분석하여 적응형 자원 선택 알고리즘을 제안하였다. 주요한 요인들의 영향력을 계산하고 자원 선택 정책에 반영하는 실험을 하였다. 또한, 수행이 끝난 후 인자의 신뢰도를 평가해 그리드 환경 변화에 적응하는 알고리즘의 유효성을 검증하였다. 오류가 빈번한 그리드 환경에서 자원 선택 기법을 평가하기 위해 다양한 시나리오에서 그 적응력을 실험하였다.
그리드 컴퓨팅에 있어서 핵심적인 역할을 하는 그리드 미들웨어는 사용자에게 있어서 사용하기에 편리해야 한다. 사용자가 자신의 계산을 수행하려고 할 때 사용해야 할 자원의 위치 및 가용성 등에 대해서 지식이 없더라도 자원의 할당을 자율적으로 할 수 있어야 한다. 특히 그리드 작업은 대부분 병렬작업으로서 분산된 복수의 자원을 동시에 이용하게 되는데, 이러한 환경에서 작업에 대한 모니터링은 사용자의 편의성을 최대한 고려하여 통합적인 서비스를 제공해야 한다. 그리고 OGSA(Open Grid Service Architecture)는 그리드에 웹 서비스 개념을 도입하여, 그리드 서비스의 확장성 및 구현의 용이성을 크게 향상시켰다. OGSA를 이용하여 그리드 서비스를 개발함으로써 사용자가 직접 미들웨어를 이용하기에 용이하게 할 뿐만 아니라, 사용자 어플리케이션을 만드는데 있어서도 쉽게 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 OGSA를 이용하여 사용자에게 통합적인 모니터링 서비스를 제공하는 그리드 작업 모니터링 서비스를 구현하였다.
For simulation of three-dimensional turbulent flow with LES and DNS takes much time and expense with current available computing resources. It is nearly impossible to simulate turbulent flow with high Reynolds number. So, the emerging alternative is the Grid computing for needed computation power and working environment. In this study, the CFD code was parallelized to adapt it for the parallel computing under the Grid environment. In the first place, the Grid environment was built to connect the PC-Cluster facilities belong to the different institutions using communication network system. And CFD applications were calculated to check the performance of the parallel code developed for the Grid environment. Although it is a fundamental study, it brings about a important meaning as first step in research of the Grid.
신약 개발의 효율상의 한계를 적극적으로 극복하기 위해서는, 인간 생명 현상에 관계되는 전체 유전자 정보와 이에 수반되는 단백질, 화합물정보들을 그 의미론 정보와 동시에 전산화하고, 전산 모사와 계산 작업을 통해 정보를 역으로 재 가공하는 작업이 필요하다. 또한 재사용성이 높은 대량의 전산 자원이 필요하며, 응용상의 실제연구에 직결되는 유연하고 편리한 사용자 환경이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 생명과학과 화학 정보를 대량으로 관리하기 위한 정보 체계와 전산 자원 관리 및 작업 수행을 그리드 컴퓨팅 환경에서 진행하였으며, 이를 통해 e-Science 포탈의 구축과 함께 현장 서비스를 통해 현실적으로 생명 연구의 혁신을 도모할 수 있는 결과를 제공할 수 있다.
그리드 환경에서 작업에 필요한 파일은 스테이징 기법에 의해서 전송된다. 이때 요구되는 파일이 대용량일 경우 전송에 걸리는 시간이 늘어나 작업의 시작 시간을 지연시키게 되다. 또한, 이는 작업의 전체 실행 시간을 증가시키는 요인이 되어서 작업처리량을 감소시키는 결과를 가져오게 된다. 따라서 이러한 파일 전송 시간 때문에 생기는 오버헤드를 줄인다면 그리드에서 실행되는 작업의 효율을 상당히 향상 시킬 수 있다. 이러한 사실에 근거하여 본 논문에서는 그리드에서 효율적인 작업 처리를 위한 파일 프로비저닝 기법으로서 다음과 같은 두 가지 방법을 제안한다. 첫째, RA-RFT라는 방법을 제안한다. RA-RFT는 Globus Toolkit에서 파일 전송을 담당하는 RFT가 리플리카를 관리하는 RLS의 정보를 이용할 수 있도록 RFT를 확장한 것이다. RA-RFT는 파일 전송 시 가용한 리플리카들로부터 파일을 분할 전송함으로써 대용량 파일 전송 시간을 단축시킬 수 있다. 둘째 리모트 링크라는 방법을 제안한다. 리모트 링크는 파일을 계산 노드로 직접 전송하지 않고 계산 노드에서 파일에 원격 접근할 수 있는 방법을 제공한다. 원격 접근 방법을 이용함으로써 계산 노드의 저장 공간을 절약할 수 있고 선반입을 통해서 효율적인 파일 프로비저닝을 가능하게 한다. 우리는 이러한 두 가지 방법이 기존 그리드 환경에서 사용하고 있는 스테이징 방식보다 우월한 성능을 보여준다는 것을 다양한 실험을 통해서 증명한다.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.