• 정보처리학회 논문지
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• 제13권2호
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• pp.48-59
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• 2024

하드웨어 자체적으로 가상화를 지원하는 기능들이 추가됨에 따라 다양한 작업 유형을 가진 사용자 어플리케이션들이 가상화 시스템에서 효율적으로 운용되고 있다. 가상화 지원 기능 중 SR-IOV는 PCI 장치에 대한 직접 접근을 통해 하이퍼바이저 또는 운영체제 개입을 최소화하여 시스템 성능을 높이는 기술로 베어-메탈 시스템 대비 비교적 긴 I/O 경로 및 사용자 영역과 커널 영역에 대한 빈번한 컨텍스트 스위칭 등 가상화 계층의 추가로 낮은 네트워크 성능을 가진 가상화 시스템에서 네트워크 I/O 가속화를 실현하게 해준다. 이러한 성능적 이점을 이용하기 위해 가상머신 또는 컨테이너와 같은 인스턴스에 SR-IOV를 접목할 시 최적의 네트워크 I/O 성능을 도출할 수 있는 네트워크 자원 관리 정책이 활발히 연구되고 있다. 본 논문은 I/O 가속화를 실현하는 SR-IOV의 네트워크 성능을 1) 네트워크 지연 시간, 2) 네트워크 처리량, 3) 네트워크 공정성, 4) 성능간섭, 5) 다중 네트워크와 같은 측면으로 세밀한 성능 평가 및 분석을 Virtio와 비교하여 진행한다. 본 논문의 기여점은 다음과 같다. 첫째, 가상화 시스템에서 Virtio와 SR-IOV의 네트워크 I/O 과정을 명확히 설명했으며, 둘째, Virtio와 SR-IOV의 네트워크 성능을 다양한 성능 메트릭을 기반으로 분석하였다. 셋째, 가상머신 밀집도가 높은 환경에서 SR-IOV 네트워크에 대한 시스템 오버헤드 및 이에 대한 최적화 가능성을 실험으로 확인하였다. 본 논문의 실험 결과 및 분석들은 스마트 팩토리, 커넥티드-카, 딥러닝 추론 모델, 크라우드 소싱과 같은 네트워크 집약적인 서비스들을 운용하는 가상화 시스템에 대한 네트워크 자원 관리 정책에 활용될 것으로 기대된다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(D)
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• pp.194-197
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• 2011

네트워크 가상화 기술은 하드웨어적인 제약사항을 완화시켜 다양한 서비스를 제공하는 네트워크 토폴로지를 구성할 수 있도록 하는 기술로써, 미래 인터넷 환경과 클라우드 컴퓨팅을 지원 할 수 있는 기술이다. 또한 가상화된 네트워크를 제공하기 위한 소프트웨어 기반의 라우터는 하드웨어의 라우터보다 상대적으로 비용이 저렴하고 높은 유연성과 유지 보수성을 갖는다. 소프트웨어 기반의 라우터를 통하여 물리적인 네트워크 위에서 각기 다른 서비스를 제공하는 다양한 가상 네트워크들을 공존하게 하고, 다양한 서비스를 효과적으로 제공하기 위해서는 각 네트워크의 독립성과 서비스의 품질 제어가 필요하다. 이 논문에서는 네트워크 가상화를 통하여 각 가상 네트워크들의 독립성을 보장하는 Network Isolation 기술과 QoS 보장을 위한 동적인 대역폭 조절을 제공하는 Performance Isolation 기술을 제안한다. 이를 통하여 기존 하드웨어 라우터에서는 제공되지 않은 높은 유연성 과 다양한 응용, 비용의 절감, 유지 보수의 용이성 등을 제공 할 수 있다.