• 인터넷정보학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.69-84
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• 2005

최근 인터넷 사용자의 기하급수적 증가에 따라 저렴한 가격의 고성능 대용량 클러스터 웹 서버 시스템에 관심이 증대되고 있다. 클러스터 웹 서버 시스템은 저렴한 비용. 높은 확장성과 가용성 등의 장점과 더불어 대규모 사용자에 대한 성능의 극대화를 목적으로 연구 개발되고 있으며, 최근에는 성능 향상을 위한 내용 기반의 부하 분산 기법에 관심이 모아지고 있다. 본 논문에서는 이러한 클러스터 웹 서버 상에서 사용자의 접근 빈도와 파일의 크기를 고려하여 각 서버 노드에 부하를 균등하게 할당하는 새로운 내용 기반의 부하 분산 기법을 제안한다. 제안된 기법은 웹 서버 로그의 각 URL 항목에 해시 함수를 적용하여 얻어지는 해시 값에 그 빈도와 전송된 파일의 크기를 고려한 누적 히스토그램을 생성한다. 사용자 요청은 (해시 값-서버 노드) 매핑에 의한 히스토그램 변환 과정을 통하여 각 서버 노드에 균등하게 할당된다. 제안된 기법은 누적 히스토그램을 주기적으로 갱신함으로써 동적으로 클러스터 웹 서버 시스템의 부하를 고르게 분산시킬 수 있으며, 또한 서버 노드의 캐시를 활용함으로써 전체 클러스터 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다. 시뮬레이션을 통한 성능 분석에서 제안된 기법은 전통적인 라운드 로빈 방법보다는 월등히 우수함을 보이고, 기존의 내용 기반 WARD 방법보다는 약 $10\%$ 정도의 우수한 성능을 나타낸다.

• 한국항행학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.669-676
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• 2009

HTTP나 오디오/비디오 스트리밍 서비스는 미래 집중형 항행 시스템에서 사용될 수 있는 가장 유력한 서비스들로 이러한 서비스들을 제공하기 위해서 서비스 사업자들은 웹 서버들의 묶음인 웹 서버 클러스터를 사용하는 것이 권장된다. 본 논문에서는 사용자의 등급에 따라 우선순위를 고려한 차등 접속을 제공할 수 있는 웹 서버 클러스터에 대한 수학적 모델링과 성능 분석 그리고 설계 방법을 제공한다. 몇 가지 가능한 시나리오를 통해 사용자 등급에 따라 차등 서비스를 제공해 줄 수 있는 효과적인 웹 서버 클러스터 방법을 대기행렬 이론을 이용한 성능 모델링을 통하여 분석해 보았다. 또한 효과적인 웹 서버 클러스터 방법을 제공해 줄 수 있는 트래픽 부하 조절기 설계에 대한 효율적인 기준도 제시하였다. 마지막으로 제안된 수학적 모델의 정확도를 컴퓨터 모의실험을 통하여 검증하였다.

• 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.

• 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.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2006년도 춘계학술발표대회
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• pp.1435-1438
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• 2006

일반적인 비 공유 저장장치를 가진 시스템에서는 특정 컨텐츠에 대한 편향된(skewed) 요청 문제를 피할 수 없다. 본 논문에서는 비 공유 저장장치 모델로 설계/구현된 클러스터 기반의 시트리밍 서버에서 사용자의 편향된 컨텐츠 요청에 대처할 수 있고 스트리밍 서비스 중인 서버 또는 NS 카드에 문제가 생기더라도 스트리밍 서비스가 중단되지 않도록 다중 스트리밍 방법인 MDC(Multiple Description Coding)를 적용한 스트리밍 전송방법을 제안한다. 제안하는 방법은 클러스터 시스템에서 단일 세션으로 스트리밍 서비스를 제공하는 것이 아니라 MDC 를 활용하여 다중 세션을 통한 스트리밍 서비스를 제공함으로써 모든 서버의 부하가 같아지고, 특정 서버에 문제가 발생하더라도 스트리밍 서비스가 끊어지지 않으면서 MDC 의 특성인 적응형 서비스도 가능하게 되는 장점이 있다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2001년도 가을 학술발표논문집 Vol.28 No.2 (3)
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• pp.841-843
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• 2001

인터넷의 사용자가 급증하여 고가용성과 확장성을 지닌 고성능의 인터넷 서버들이 요구된다. 클러스터 시스템은 이러한 요구사항을 만족시킬 수 있는 서버이다. 본 연구에서는 N-node heartbeat 을 구현하였고, 이것을 기반으로 하는 고가용 부하분산 클러스터, PersistentCluster를 구현하였다. PersistentCluster는 로드 벨런서가 사용자의 요구를 서버들에게 분산시켜주는 LVS 시스템에서 로드벨런서가 고장나면 나머지 서버중에 하나가 그 역할을 인계 받아 계속 수행하는 고가용성 클러스터링 솔루tus이다. PersistentCluster는 로드벨런서만 heartbeat 메시지를 전송하는 비대칭 heartbeat을 채택하여 시스템의 메시지 전송 및 처리 오버헤드를 감소시켰다. 비대칭 heartbeat을 적용할 경우에 나타나는 각 노드의 부하 감소량을 실측하며 비대칭 heartbeat 의 성 능을 평가하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 가을 학술발표논문집 Vol.31 No.2 (1)
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• pp.526-528
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• 2004

메타데이타에 대한 접근이 특정 디렉토리에 집중되며 메타데이타 연산마다 다른 계산량을 가지는 클러스터 파일 시스템의 특성상 메타데이타 서버 간 부하의 불균형과 과부하가 발생한다. 따라서 클러스터 파일 시스템의 성능을 결정짓는 중요 요소인 메타데이타 서비스의 성능을 위해서는 메타데이타 서버들의 과부하 상황에 대처할 수 있는 합리적인 부하 분산 기법이 필수적이다. 메타데이타 공간을 분할하여 담당영역만을 관리하는 비대칭 메타데이타 서버를 위해 본 눈문은 클라이언트 요청의 내용을 분석하여 담당 메타데이타 서버를 결정하고 해당 연산의 종류에 따라 단순 검색, 메타데이타 중복 저장(replication), 또는 메타데이타에 대한 로깅(logging)을 수행하는 내용 기반의 부하 분산 알고리즘을 제시하였다.

• 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.

• 한국경영과학회:학술대회논문집
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• 한국경영과학회 2005년도 추계학술대회 및 정기총회
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• pp.354-360
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• 2005

웹 클러스터 시스템은 동일 서버 군에서 하나 이상의 서비스를 제공하여 비용대비 효과 면에서 높은 가용성 및 보다 빠른 서비스를 제공할 수 있는 시스템이다. 본 연구는 폭주하는 부하를 웹 클러스터 시스템 내의 각 서버에 균등하게 분산 시키는 방법에 대하여 연구하며, 부하 분산의 방법론 및 부하 분산 알고리즘을 제시한다. 기존의 WLC 알고리즘의 변형인 PWLC 알고리즘은 주기적인 웹 클러스터의 부하 측정을 통해 가중치를 적용하고 주어진 기간 동안 부하를 가중치에 따라 점진적으로 분산 시키는 방법이다. 이 알고리즘을 동일 기종 및 이기종 웹 클러스터 시스템에 적용하였고, 또한 기존에 제안된 DWRR 알고리즘과의 시뮬레이션을 통한 비교에서 제안된 PWLC 알고리즘이 보다 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2001년도 봄 학술발표논문집 Vol.28 No.1 (A)
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• pp.538-540
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• 2001

클러스터 시스템의 각 노드에 존재하는 메모리들을 효율적으로 관리하기 위하여 네트워크 메모리의 개념이 등장하였으며 빈번하게 디스크를 접근하는 응용분야에서 속도 향상을 위해 사용될 수 있다. 이는 전통적인 메모리 계층(hierarchy) 구조인 메모리와 디스크 사이에 네트워크 메모리를 추가함으로써 얻어진다. 본 논문에서는 웹 서버 클러스터를 대상으로 문서의 접근 유형에 대한 사전의 정보를 요구하지 않고 실제적으로 구현 가능하며 다양한 웹 문서 접근 확률 분포 값에 대하여 항상 우수한 사용자 응답시간을 가지는 메모리 관리 기법을 제안하고 시뮬레이션을 통해 제안된 방식의 우수성을 검증하였다.