웹의 발전과 더불어 웹 캐시 시스템의 중요성이 증대되면서, 다양한 구조의 웹 캐시 시스템이 제안되고 있으며 최근에는 Squirrel 과 같은 P2P 방식을 이용한 웹 캐시 시스템도 출현하였다. 본 논문에서는 Squirrel과 같은 일반적인 P2P 웹 캐시를 서브넷에 국한시킨 경우의 P2P 웹 캐시의 효용성을 분석한다. 이를 위하여, P2P 웹 캐시를 이용하는 사용자들의 웹 접근 성향을 웹 로그 트레이스로 시뮬레이션 하여 P2P 웹 캐시가 서브넷에서도 웹 캐시로서의 효용성이 있음을 보인다. 또한 현실적인 접근법으로써 중앙 프락시 서버를 두고 P2P 웹 캐시를 사용하는 경우에도 성능상의 효용성이 있음을 기술한다.
인터넷 사용자의 수가 폭발적으로 늘어나고 웹 컨텐츠의 양이 많아지면서 웹 캐시의 수요는 날로 높아져 가고 있다. 동시 접속자의 수가 수천에서 수만에 이르는 대형 웹사이트의 경우, 다수의 웹 캐시를 두어 웹 서버의 부하를 줄이기도 한다. 이러한 웹서비스 환경에서 여러 대의 웹 캐시를 효율적으로 관리하고 모니터링 할 수 있는 관리 시스템이 요구되고 있다. 본 논문에서는 다수의 웹 캐시를 통합 관리하고 모니터링 할 수 있는 웹 기반 통합 관리 시스템을 설계하고 구현해 보았다.
웹 이용자가 폭발적으로 증가함에 따라 여러가지 기술적으로 대처해야 할 문제점들이 대두되고 있다. 웹 서버에 접근하는 클라이언트 요구가 급증하면 이에 따라 많은 비용을 들여 네트워크 대역폭과 서버의 처리능력을 확장하지 않으면 안된다. 이러한 문제들을 적은 비용으로 해결할 수 있는 가장 좋은 방법은 캐시를 이용하는 것이다. 캐시는 서버 및 네트워크 부하를 경감시키고, 사용자가 웹 서버로부터 문서를 가져오는 데 걸리는 시간을 현격히 감소시킨다. 최근 네트워크상에 프록시 서버를 설치하고 이 곳에 캐시를 두는 캐시 프록시에 관한 연구가 다각도로 이루어지고 있다. 본 고에서는 캐시의 일치성 유지, 삭제 정책 및 다중 캐시 구성 등 캐시 프록시에 관한 주요 기술적 이슈를 살펴보고 앞으로 해결해야 할 과제에 대해서 고찰하였다.
최근 인터넷 기반 서비스 환경의 질적개선과 이에 따른 이용자 증가에 따라. 오디오나 동영상과 같은 규모가 크고 동적 특성을 가진 웹 컨텐츠의 수가 증가하는 추세이다. 이에 따라 'hit ratio' 뿐만 아니라 오브젝트의 크기를 기반으로 하는 'byte hit ratio' 또한 캐시 성능을 평가하는 중요한 측정 요소가 되었다. 이러한 측정기준을 대상으로 할 때, 기존의 웹 캐시 교체 정책중 HP연구소의 GDSF (Greedy-Dual-Size with Frequency)알고리즘과 LFU-DA(LFU with Dynamic Aging)알고리즘이 우수한 성능을 보이는 것으로 알려져있는데, 이러한 기존의 웹 캐시 교체 정책은 서버와의 네트워크 상태를 고려하지 않은 정책이고, 이에 따라 네트워크 상태에 따른 전송비용의 차이를 반영하지 못하고 있다. 따라서 본 논문에서는 서버와 웹 캐시 간의 네트워크 상태를 반영할 수 있는 캐시 교체 정책을 제안하고, 이에 대한 실험을 수행하였으며, 그 결과 사용자의 요구에 대한 응답시간의 감소 효과를 얻을 수 있었다.
캐시는 클라이언트의 응답 시간을 향상 시켜 대역폭을 줄여 효과적인 면을 보이는 기법이다. 하지만 캐시 기법이 어느 기법들과 같이 취약점이 존재한다. 웹 캐시는 편리성이 있지만 해킹에 악용되어 문제가 발생할 가능성이 있다. 웹 캐시의 문제점은 주로 캐시 미스와 과도한 캐시 선인출로 인해 발생한다. 캐시 미스가 높고 과도하게 선인출을 하게 되면 캐시는 오히려 취약점이 되어 안전한 데이터를 변형 시키는 등 오류를 발생시키며 사용자의 클라이언트와 시스템 모두 문제가 생기게 된다. 사용자는 캐시 감염, 오류의 대응책을 미리 숙지를 하게 된다면 더 이상 캐시에 관한 오류, 감염 발생에 문제점을 느끼지 못하게 될 것이다. 따라서 본 연구서는 네 가지의 캐시 감염, 오류에 대한 대응책을 사용자에게 제안하여 웹캐시 감염에 대한 대응책을 제시하였다.
기하급수적으로 증가하는 인터넷 트래픽(traffic)의 대처방안으로 캐시 일관성 유지, 캐싱 알고리즘 등 웹 캐싱에 대한 연구가 끊임없이 진행되고 있다. 본 논문에서는 인터넷 트래픽의 양을 줄이기 위해 다중의 캐시 서버를 설계하였다. 다중의 캐시 서버는 단일 캐시 서버를 사용할 때 발생하는 웹 서버의 부하를 감소시켜 네트웍 트래픽의 양을 줄여준다. 또한 다중의 캐시는 라우터, 디스크, 메모리 같은 하드웨어의 비용을 절감할 수 있어 경제적인 측면에서도 효율적이다.
P2P 웹 캐싱 기술은 자신의 로컬 캐시에서 원하는 웹 객체를 찾지 못한 경우, 중앙 서버나 프락시 서버로부터 웹 객체를 받기 전에 P2P 네트워크에 참여하는 이웃으로부터 웹 객체를 받음으로써 기존의 서버-클라이언트 방식을 탈피하여 중앙 서버의 고장에 영향을 적게 받고, 중앙 서버로의 과도한 부하를 막아준다. 기존의 많은 P2P 웹 캐싱 시스템은 피어의 로컬 캐시 교체 정책으로 LRU기법을 사용한다. 하지만 이는 P2P 환경을 고려하지 않는 단순한 정책이다. 따라서 본 논문에서는 P2P 환경을 고려한 디렉토리 기반의 웹 캐싱 시스템을 통해서 P2P 협력적인 캐시 교체 정책을 제시하고 실제 웹 로그 트레이스로 시뮬레이션을 하여, 제안하는 교체 정책이 효과가 있음을 기술한다.
정보 공유를 위한 거대한 정보 시스템인 월드 와이드 웹의 폭발적인 증가는 기존 네트워크의 트래픽을 유발시키고 서버의 부하를 가져오는 가장 큰 원이니 되고 있다. 많은 요청으로 인하여 원활한 서비스를 제공하기 어렵고, 또한 만족할만한 응답시간을 보장받지 못하고 있다. 이러한 병목현상의 해결방안으로 주목받고 있는 것이 웹 캐시이다. 본 논문에서는 웹 캐싱기법의 기본적인 기술 측면과 다양한 캐싱기법들을 분석해 보고, 보다 효율적인 캐시 시스템을 구현하기 위한 캐시 시스템을 제안한다. 동일한 네티워크 내에서 일정 수준 이상의 접속 회수를 보여주는 웹 객체를 우선적으로 선반입 하는 사용자 액세스 패턴을 이용한 캐시 시스템을 구현하여 본다. 또한 동일한 네트워크 내에서 일반적인 캐싱 알고리즘을 채용한 캐시와 실험 결과를 비교하여 평가한다.
오랜기간 컴퓨터 분야의 연구주제였던 캐시 메커니즘은 네트워크 영역에서 웹 캐시로 응용되었다. 응답시간 감소, 네트워크 자원 절약 등의 다양한 이점을 갖는 웹 캐시는 교체정책에 의해 성능이 좌우되므로, 보다 나은 교체정책의 설계를 위해 웹 캐시가 운용되는 환경에 대한 분석과 고찰이 필수적이다. 따라서 과거에 비해 급속도로 다변화된 현재 웹 환경에서는 그러한 변화를 반영할 수 있는 교체정책이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 현재 웹 환경의 특성을 규정하고, 이에 적합한 캐시 교체정책을 설계하고 평가한다.
월드 와이드 웹 사용의 폭발적인 증가는 네트워크 트래픽과 서버 부하의 급격한 증가를 초래 하였다. 이러한 문제를 해결하기 위해 웹 프락시 캐싱 기술은 빈번히 요청되는 웹 문서를 사용자와 인접한 위치에 설치된 프락시(proxy)에 저장한다. 캐시 성능을 결정짓는 가장 중요한 요소는 캐시 교체 정책으로서, 가까운 미래에 빈번히 요청될 문서들을 저장하기 위해 사용된다. 캐시 교체 정책이 문서의 인기도를 정확히 예측하기 위해서는 웹 프락시 워크로드의 특성을 반영하는 것이 중요하다. 시간 지역성과 Zipf 빈도 분포는 웹 프락시 워크로드에서 빈번히 관찰되는 특성으로서 문서의 인기도를 예측하기 위한 중요한 속성들이다. 본 논문은 1) LFU를 기반으로 하여 Zipf 빈도 분포를 반영하며, 2) 문서들의 시간에 따른 인기도 감소를 효율적으로 측정하여 시간 지역성을 적응적으로 반영하는 적응형 LFU(ALFU) 캐시 교체 정책을 제안한다. 트레이스 기반의 모의 실험을 통해 다른 교체 정책들과 ALFU를 비교 분석한다. 실험 결과, ALFU는 다른 교체 정책보다 우수한 성능을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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