• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.1-7
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• 2014

본 논문에서는 클라우드 클러스터에서 가상머신(VM: Virtual Machine)의 재배치시간을 단축할 수 있는 VM 재매핑 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 입력으로 주어진 VM 맵으로부터 순차적으로 이주해야 하는 VM들을 찾고 그 중 일부 VM들의 목적지를 교환함으로써 VM 재배치시간을 단축한다. 목적지가 교환될 VM은 이주 완료시간시간과 물리머신들의 가용 자원량을 근거로 하여 선정된다. 그리고 목적지 교환은 VM 재배치 시간이 더 이상 단축될 수 없을 때까지 반복된다. 시뮬레이션을 통하여 VM 맵을 제안한 기법으로 재매핑 했을 때 재매핑 전에 비해 VM 재배치 시간이 최대 42.7% 단축되었음을 확인한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권6호
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• pp.1398-1417
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• 2013

A method is proposed to reduce excess resources from a virtual machine(VM) while avoiding subsequent migrations for a computer cluster that provides cloud service. The proposed scheme cuts down on the resources of a VM based on the probability that migration may occur after a reduction. First, it finds a VM that can be scaled down by analyzing the history of the resource usage. Then, the migration probability is calculated as a function of the VM resource usage trend and the trend error. Finally, the amount of resources needed to eliminate from an underutilized VM is determined such that the migration probability after the resource reduction is less than or equal to an acceptable migration probability. The acceptable migration probability, to be set by the cloud service provider, is a criterion to assign a weight to the resource reduction either to prevent VM migrations or to enhance VM utilization. The results of simulation show that the proposed scheme lowers migration frequency by 31.6~60.8% depending on the consistency of resource demand while losing VM utilization by 9.1~21.5% compared to other known approaches, such as the static and the prediction-based methods. It is also verified that the proposed scheme extends the elapsed time before the first occurrence of migration after resource reduction 1.1~2.3-fold. In addition, changes in migration frequency and VM utilization are analyzed with varying acceptable migration probabilities and the consistency of resource demand patterns. It is expected that the analysis results can help service providers choose a right value of the acceptable migration probability under various environments having different migration costs and operational costs.

• 정보처리학회논문지B
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• 제18B권5호
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• pp.249-254
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• 2011

MPEG-4 파트 2에서 화질 확장성을 지원하는 FGS (fine granularity scalability) 코딩 기법은 가변적인 네트워크 대역폭에서 최적의 화질을 구현할 수 있는 스케일러블 비디오 코딩 기법이다. 본 논문에서는 기본 FGS 코딩 구조의 향상 계층에서, 영상의 잔여 신호를 다시 한 번 더 비트 평면 (bit-plane) 코딩을 해주는 FGS 코딩 구조를 제안하였다. 실험에서는 제안된 FGS 코딩 구조와 MPEG-4 VM (verification model) FGS 코딩 구조를 비교하여 제안된 FGS 코딩 구조의 화질 확장성을 평가하였다. 비교는 테스트된 3개의 비디오의 PSNR의 분석으로 이루어졌다. 결과는 제안된 구조가 비트율 제어 기법 VM5+를 이용했을 때, VM-FGS 코딩 구조보다 Y, U, V PSNR이 평균적으로 각각 0.4 dB, 9.4dB, 9 dB 더 높게 나타났고, QP (quantization parameter) 값을 17로 고정시킨 경우는, 제안된 구조가 4.61 dB, 20.21 dB, 16.56 dB 더 높게 나타났다. 결과에 의해, 제안된 구조가 VM-FGS 코딩 구조보다 최저부터 최대의 화질을 얻을 수 있는 화질 확장성이 더 높은 구조임을 알 수 있었다.

• International Journal of Contents
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• 제13권2호
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• pp.29-34
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• 2017

Cloud computing is becoming an effective and efficient way of computing resources and computing service integration. Through centralized management of resources and services, cloud computing delivers hosted services over the internet, such that access to shared hardware, software, applications, information, and all resources is elastically provided to the consumer on-demand. The main enabling technology for cloud computing is virtualization. Virtualization software creates a temporarily simulated or extended version of computing and network resources. The objectives of virtualization are as follows: first, to fully utilize the shared resources by applying partitioning and time-sharing; second, to centralize resource management; third, to enhance cloud data center agility and provide the required scalability and elasticity for on-demand capabilities; fourth, to improve testing and running software diagnostics on different operating platforms; and fifth, to improve the portability of applications and workload migration capabilities. One of the key features of cloud computing is elasticity. It enables users to create and remove virtual computing resources dynamically according to the changing demand, but it is not easy to make a decision regarding the right amount of resources. Indeed, proper provisioning of the resources to applications is an important issue in IaaS cloud computing. Most web applications encounter large and fluctuating task requests. In predictable situations, the resources can be provisioned in advance through capacity planning techniques. But in case of unplanned and spike requests, it would be desirable to automatically scale the resources, called auto-scaling, which adjusts the resources allocated to applications based on its need at any given time. This would free the user from the burden of deciding how many resources are necessary each time. In this work, we propose an analytical and efficient VM-level scaling scheme by modeling each VM in a data center as an M/M/1 processor sharing queue. Our proposed VM-level scaling scheme is validated via a numerical experiment.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제36권6호
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• pp.476-487
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• 2009

BSD 가상 메모리 시스템(BSD VM)은 페이지-아웃 시 디스크 I/O 횟수를 줄이기 위해 클러스터링 기법을 사용한다. 이 기법은 페이지-아웃 대상 페이지와 가상 메모리 공간에서 인접한 변경 페이지들을 그 대상 페이지와 함께 클러스터(그룹)를 만들어 한 번의 디스크 I/O로 디스크에 저장한다. 하지만 응용 프로그램이 가상 메모리 공간에서 서로 인접하지 않은 다수의 페이지들을 변경하면 클러스터들의 크기가 작아져 클러스터링의 효과가 감소된다. 이 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 Multiple-Object Clustering(MOC) 기법을 제안한다. MOC는 클러스터별로 디스크 I/O를 하는 대신 여러 클러스터들을 모아 단일 디스크 쓰기로 페이지-아웃시킨다. 따라서 이 페치지-아웃 방식은 디스크 I/O 횟수를 감소시켜 시스틴 성능을 크게 향상시킨다. MOC는 성능 검증을 위해 FreeBSD 6.2 운영체제 커널에서 구현되었다. NS2, Scimark2 SOR, nbench LU 벤치마크를 통한 MOC 성능 측정 결과 기존 BSD VM보다 MOC의 실행 씨간이 9~45% 단축되었다.

• 정보과학회 논문지
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• 제42권11호
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• pp.1322-1331
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• 2015

vCPU(virtual CPU)는 하이퍼바이저 스케줄러에 의해서 실행 상태와 정지 상태를 반복하는 특징을 갖는다. 정지 상태인 vCPU에게 전달된 이벤트는 vCPU가 실행 상태가 될 때까지 처리되지 못하고 지연 된다. 이러한 이벤트 지연 현상은 I/O 지연 현상으로 나타난다. SMP(symmetric multiprocessing) 가상 머신은 다수의 vCPU를 이용하기 때문에 이벤트를 어느 vCPU에게 전달하는지에 따라 SMP 가상 머신의 이벤트 지연 시간이 달라 질 수 있다. SMP 가상 머신의 이벤트 지연 시간을 줄이기 위해서 본 논문에서는 각 vCPU의 동작 상태에 따라서 이벤트를 전달하는 새로운 기법인 이벤트 라우팅 기법을 제안한다. 제안한 이벤트 라우팅 기법을 Xen ARM 하이퍼바이저에 적용하였고 다양한 실험 환경에서 네트워크 RTT(round trip time)와 TCP 대역폭 측정을 통해 I/O 지연 시간 감소를 확인하였다. 기존 Xen ARM과 비교하여 네트워크 RTT는 최대 94% 감소하였고, TCP 대역폭은 최대 35% 증가하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(4)
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• pp.25-28
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• 2002

This paper presents variable bit rate(VBR) rate control scheme based on MPEG-4 VM8 rate control scheme. An initial Q searching method provides more accurate bit allocation for the first frame. A frame skipping and RD Model update scheme when coded frame quality is too low or high prevents image quality fluctuation.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권5호
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• pp.1567-1587
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• 2014

Virtual Machine (VM) resource management is crucial to satisfy the Quality of Service (QoS) demands of various multimedia services in a media cloud platform. To this end, this paper presents a VM resource allocation model that dynamically and optimally utilizes VM resources to satisfy QoS requirements of media-rich cloud services or applications. It additionally maintains high system utilization by avoiding the over-provisioning of VM resources to services or applications. The objective is to 1) minimize the number of physical machines for cost reduction and energy saving; 2) control the processing delay of media services to improve response time; and 3) achieve load balancing or overall utilization of physical resources. The proposed VM allocation is mapped into the multidimensional bin-packing problem, which is NP-complete. To solve this problem, we have designed a Mixed Integer Linear Programming (MILP) model, as well as heuristics for quantitatively optimizing the VM allocation. The simulation results show that our scheme outperforms the existing VM allocation schemes in a media cloud environment, in terms of cost reduction, response time reduction and QoS guarantee.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제37권3호
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• pp.172-183
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• 2010

가상 메모리 시스템(VM)에서 페이지 부재로 발생하는 디스크 I/O를 감소시키기 위해 페이지 선반입 기법을 사용한다. 이 기법은 부재 페이지와 함께 추가적인 페이지들을 한 번의 디스크 I/O로 미리 읽는다. 그런데, 4.4BSD와 같은 운영체제의 VM은 응용 프로그램의 페이지 참조 패턴을 고려하지 않고 항상 가능한 많은 페이지들을 선반입하고자 한다. 이 방법은 선반입된 페이지들 중 일부만 사용하는 참조패턴에서 디스크 참조 시간을 증가시키며, 유용한 페이지들을 메모리에서 내보내는 메모리 오염을 야기한다. 이런 문제를 해결하기 위해 본 논문은 적응적 페이지 선반입 제어 기법(APC)을 제안한다. APC는 선반입 페이지들 중에서 메모리에 존재하는 동안 참조된 페이지들의 비율을 프로세스 단위로 주기적으로 측정하고, 이 비율을 사용하여 4.4BSD VM이 선반입하고자 하는 페이지의 개수를 조절한다. 그래서 실행도중 페이지 참조 패턴이 바뀌더라도 적절한 수의 페이지를 선반입할 수 있다. 성능 검증을 위해 APC를 4.4BSD 기반의 FreeBSD 6.2에 구현하였으며, SOR, SMM, FFT 벤치마크를 통해 성능을 측정하였다. 성능 측정 결과 APC는 기존 BSD VM보다 벤치마크의 실행 시간을 최대 57% 단축하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.694-701
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• 2013

This paper deals with the problem of accurately tracking a single target moving through UWSNs (Underwater Wireless Sensor Networks) by employing underwater acoustic sensors. This paper addresses the issues of estimating the states of the target, and improving energy efficiency by applying a Kalman filter in a distributed architecture. Each underwater wireless sensor nodes composing the UWSNs is battery-powered, so the energy conservation problem is a critical issue. This paper provides an algorithm which increases the energy efficiency of each sensor node through WuS (Waked-up/Sleeping) and VM (Valid Measurement) selecting schemes. Simulation results illustrate the performance of the distributed tracking filter.