그리드 응용 트래픽 모니터링 시스템 구축 연구

Abstract

I. 제 목 그리드 응용 트래픽 모니터링 시스템 구축 연구

II. 연구개발의 목적 및 중요성 본 과제는 그리드 응용이 수행되는데 필요한 네트워크 자원을 실시간으로 측정하고, 통계 데이터를 제공함으로 그리드 응용별 시스템 및 네트워크의 사용 자원의 양을 분석하는 연구이다. 또한 성능을 측정할 수 있는 인자들(신뢰성, 가용성, 생존성, 근접성)을 정의하고 측정함으로 그리드 응용 개발자 및 그리드 응용 프로그램 수행자가 그리드 응용 프로그램에 대하여 어느 정도의 성능을 제공하는지를 측정하여 사용자에게 정보를 제공한다. 또한 이러한 분석 자료들은 그리드 네트워크 구축에 대한 근거 자료를 제시할 수 있으며, 그리드 응용 개발 및 그리드 네트워크상의 자원할당 및 분배가 효율적으로 이루어 질 수 있도록 하는 데에 필요한 정보를 제공할 수 있다. . 그리드 응용의 트래픽을 측정하는 시스템 구현 . 성능에 관한 새로운 인자들의 정의 및 구현 . 시스템의 부하를 최소화 하면서 정확하고 효율적인 모니터링 시스템의 구현 . 그리드 응용 모니터링 인자의 표준화에 기여 연구의 중요성은 그리드 응용 트래픽을 각 응용 별로 측정하는 데에 있어서, 기존의 tcpdump를 통해서 측정하는 방법에 비해서 커널 계층의 모듈 수정을 통해 효과적이고 적은 시스템 자원을 사용하면서 정확하면서도 적은 지연시간으로 측정이 가능하다는 것이다. 또한 그리드 응용의 성능 인자를 측정할 수 있는 네 가지 인자에 대한 정의 및 구현을 통해 그리드 응용 사용자에게 수행되는 프로그램에대한 실질적인 정보의 제공이 가능하다.

III. 연구개발의 내용 및 범위 연구개발의 범위 및 내용은 다음과 같다. 가. 그리드 응용 트래픽 모니터링 방법론 연구 (1) 커널 계층에서의 성능 측정 메커니즘 분석 (2) 응용 계층에서의 성능 측정 메커니즘 분석 (3) 커널 계층에서의 성능 측정과 응용 계층에서의 성능 측정 방법 비교 나. 관련연구 (1) 성능측정에 대한 기본개념 및 측정방법 연구 (2) 네트워크 성능측정도구 분석 (3) 그리드 응용 트래픽 모니터링 방법론 연구 다. 그리드 성능측정 연구 동향 및 성능인자 분석 (1) 그리드 네트워크 성능측정 연구 동향 (2) 그리드 네트워크 성능 인자 분석 (신뢰성, 가용성, 근접성, 생존성) 라. Web Service 분석 (1) 웹 서비스 개요 (2) 웹 서비스 구조 (3) 웹 서비스 스택 마. GRID Application Network Monitoring Service (GA- NMS) 설계 명세서 (1) 개발환경 (2) 커널 기반 Information Collector 설계 (3) Web Service 설계 (4) 사용자 인터페이스 설계 바. GA- NMS의 설치 (1) GA- NMS 의 설치방법

IV. 연구개발결과 연구개발의 결과로 그리드 응용 트래픽의 성능을 측정하는 방법에 있어서 정확하고, 효율적으로 측정할 수 있는 방법을 산출하게 되었다. 이 방식의 장점으로는 커널이 가지고 있는 네트워크 정보를 이용함으로써 패킷을 캡쳐 하고 분석하는데 부하가 없고, 패킷 캡쳐만으로는 어려웠던 프로토콜별 상세 보에 대한 모니터링을 가능하게 한다. 또한 그리드 응용의 성능을 알 수 있는 인자들에 대한 연구를 수행하여 신뢰성, 가용성, 근접성, 생존성에 대한 인자들의 정의 및 측정방법을 제시하였다. 이러한 인자들의 구현을 통해 그리드 네트워크 사용자들에게 객관적인 응용 프로그램 수행에 대한 지표의 제시가 가능하다.

V. 연구개발의 활용에 대한 건의 본 연구 과제를 통하여 구현된 그리드 응용 트래픽 모니터링 시스템을 그리드 응용 개발자가 수행하여, 각 응용별 네트워크 자원 사용의 특성과 그응용을 수행하기에 필요한 자원에 대하여 파악할 수 있으며, 네 가지 인자의 측정을 통해서 그리드 응용이 수행되는 네트워크에 대한 신뢰성, 가용성, 생존성, 근접성의 정도를 측정할 수 있다. 그리드 네트워크 관리자는 현재 구축된 그리드 네트워크에서 수행되는 응에 대해서 분석할 수 있고, 각 응용별로 분석된 특성들은 작업의 요청 시에 자원할당 관리자가 각 응용별로 필요한 자원을 효과적으로 제공할 수 있는 정보를 제공하여 전체적으로 그리드 네트워크의 자원의 효율적인 사용과 분배를 할 수 있게 함으로 전체적인 성능향상을 기대할 수 있다.

VI. 기 대 효 과 그리드 응용의 성능을 측정하는 시스템의 구현을 통하여, 각 응용별 특성과 필요한 시스템 및 네트워크 자원량을 분석할 수 있으며, 또한 그리드 인자들의 측정을 통해 시스템의 성능을 파악할 수 있다. 그리드 응용의 측정으로 망 구축 및 튜닝에 대한 자료의 제공 및 그리드 네트워크 상에서의 자원 의 할당 등으로 기반구조의 효율성 향상에 기여할 수 있다. 또한 그리드 응용 성능을 분석할 수 있는 인자의 정의는 그리드 응용 표준화 연구에 기여할 수 있다.

I. Title Implementing the monitoring system for the Grid application traffic

II. Objective of the study and its importance This research is designed to provide the usage information of system and network resources to the each grid application by measuring the real time traffic and calculating the statistic information. Also, we define the performance metrics (reliability, availability, closeness, survivability)of grid applications to evaluate the status of QoS. This work can provide the basic information of network construction to the network manager and provide the resource usage of each grid application to allocate the proper network and system resource to the scheduler of grid network. . Implementation of grid application traffic monitoring system . Definition and Implementation of new metrics for grid applications . Implementation of monitoring system can measure the metrics efficiently and exactly . Suggestion of standard methods to measure the grid application traffic

III. Content and scope of the study Research of grid network & applications measurement methods . Kernel level monitoring . Application level monitoring . Comparison of performance measurement methods between kernel level and network level monitoring Related works . Research of performance measuring and methods . Analysis of tools for network performance . Analysis of methods for grid application traffic Study of grid network performance measuring trends and performance metrics . Trends of grid network performance measuring . Study of grid network performance metrics Web service . Concept of web service . Architecture of web service . Stack of web service Design specifications of GA- NMS(Grid Application Network Monitoring Service) . Development environment . Design of Information Collector based on kernel . Design of web service . Design of User Interface Installation of GA- NMS . Installation methods of GA- NMS

IV. Result of the study As the results of research, we derived the efficient measurement methods of grid applications and implemented the measurement module of network and system resources for each grid application. Also, we defined the performance metrics of grid application. The metrics are reliability, availability, closeness and survivability. We can evaluate the performance of grid application traffic objectively.

V. Suggestion for utilization We can grasp the specification of the quantity of resources consumed to perform the grid application. Using the GA- NMS, we can analyze the utilization of grid network and decide whether the expansion of network is required or not. Also, grid network scheduler can assign the proper resources to the grid application to perform efficiently. Also, grid application developer can know the bug of software by analyzing the usage of network and system.

VI. Expected Effects

This research provides the performance information of grid network and application. We can use this information to tune the grid application and to extend the grid network on time. Also, this research helps to suggest the standard methods to measure the grid application traffic and contribute to the global grid application monitoring activity for standardization.