그리드 시스템의 성능 향상을 위한 MDS 캐쉬 업데이트 및 작업 스케쥴링 기법 연구
A Research on MDS Cache Update and Job Scheduling Method for Performance Improvement of Grid Computing Service
- 발행기관 아주대학교 정보통신 전문대학원
- 지도교수 김재훈
- 발행년도 2005
- 학위수여년월 2005. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 정보통신전문대학원 정보통신공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
그리드 시스템은 전세계에 산재해 있는 많은 정보, 컴퓨팅 리소스 등을 통합 관리하여 효율적으로 관리하고 사용하기 위하여 제안되었다. 정보 관리와 관련해서 생물학, 물리학 등의 자연과학 분야에서 쏟아져 나오는 수많은 데이터들의 통합적 관리를 통하여 범 세계적인 자연 과학의 발달에 기여할 수 있도록 하는 것을 목표로 하고 있다. 이렇게 세계 각지에 흩어져 있는 데이터나 리소스를 관리하기 위하여 그리드 시스템에는 MDS(Metadata Directory Service)가 존재 한다. MDS는 사용자에게 리소스에 관한 정확한 정보를 제공하기 위하여 지속적으로 리소스의 상태를 모니터링 한다. 뿐만 아니라 많은 양의 정보 중 사용자가 원하는 정보를 신속하게 전달하기 위하여 캐쉬를 사용한다. 하지만 현재의 시스템은 FIFO 방식을 이용하여 캐쉬의 정보를 관리한다. 이런 방식은 관리하는 데이터의 수가 많아질수록 비효율적이 된다. 이를 개선하기 위하여 그리드 시스템에 적합한 캐쉬 관리 기법을 연구하였다. 구축된 그리드 시스템에는ClustalW라는 단백질 서열 정렬 프로그램을 적용하여 성능을 개선하도록 하였다. ClustalW는 단백질 서열의 수와 그 길이에 따라 계산 속도가 으로 (n은 서열의 개수)으로 증가한다. 각각의 연산은 독립적으로 진행되므로 컴퓨팅 자원을 투입하는 만큼 프로그램의 수행 속도를 향상 시킬 수 있다. 응용 프로그램의 성능 최적화와 함께 그리드 시스템을 구성하는 컴퓨팅 자원의 성능을 달리하고 이들의 상태를 지속적으로 변화시켜 동적인 컴퓨팅 환경을 구성하고 이러한 환경에 적응할 수 있는 로드 밸런싱 기법에 대해서도 연구하였다. 본 논문을 통해 ClustalW를 어떻게 동적인 상태의 그리드 시스템에 적용 할것인지에 대해 연구하고 그리드 시스템 사용 전후의 계산 시간 측정을 통해 프로그램의 성능 향상을 확인하였다.
more초록/요약
Grid is developed to accomplish large and complex computation by gathering distributed computing resources. In this paper, two schemes are proposed to use resources efficiently in Grid system. One scheme proposes how to manage resource information and to allocate resources. Another scheme proposes how to use those allocated resources efficiently on the Grid environment. Grid employs information service to manage and provide these collected resources. The accurate information on resource provider is essential to stable service. We propose a novel cache management system based on the resource priority. Resource priority is determined by the frequency of resource usage and the number of available resources. In order to manage allocated resources, new load-balancing scheme is proposed considering the unstable computing and network resources on the MPI enabled Grid system. The proposed new scheme is applied to Grid-enabled-Clustalw and its efficiency is verified by various experiment results.
more목차
목차
제 1 장 서론 = 1
제 2 장 우선 순위가 적용된 캐쉬 업데이트 기법을 활용한 MDS의 성능 향상 = 4
제 1 절 서론 = 4
제 2 절 관련 연구 = 5
제 1 항 그리드 시스템의 가상 조직(Virtual Organization) = 6
제 2 항 MDS (Metadata Directory Service) 프로토콜 = 7
제 3 항 MDS의 구조 = 8
제 3 절 제안된 그리드 정보 시스템 = 9
제 1 항 제안된 기법: Priority Driven Cache Update Method = 9
제 2 항 제안된 기법의 데이터 처리 방법 = 11
제 4 절 시뮬레이션 = 12
제 1 항 시뮬레이션을 위한 정보 서비스의 구조 = 13
제 2 항 각각의 알고리즘의 Cache Hit Ratio = 14
제 3 항 알고리즘 간의 캐쉬 정보의 정확도 = 16
제 4 항 성능평가 = 17
제 5 절 결론 = 18
제 3 장 동적인 그리스 시스템 환경 적응을 위한 작업 스케쥴링 기법 연구 및 활용 = 19
제 1 절 서론 = 19
제 2 절 관련 연구 = 20
제 1 항 ClustalW = 20
제 2 항 바이오 그리드 = 21
제 3 항 MPICH-G = 21
제 3 절 그리드 환경에서의 Test-bed = 22
제 4 절 분산 ClustalW의 설계 = 24
제 5 절 분산 결과 및 성능 평가 = 27
제 6 절 동적인 시스템 환경의 문제점 = 32
제 1 항 동적인 그리드 시스템 = 32
제 2 항 동적인 환경에서 ClustalW의 실행 = 33
제 7 절 동적인 시스템 환경 극복을 위한 스케쥴링 방안 = 36
제 1 항 제안된 로드 밸런싱 방법: 주기적인 작업 할당 방법 (Periodic Task Allocation Method) = 36
제 2 항 테스트베드 구성 = 39
제 3 항 성능 평가 = 40
제 8 절 결론 = 42
제 4 장 결론 = 44
참고문헌 = 46
