성능 분할 기법을 보유한 자율컴퓨팅 기반 고신뢰가능성 시스템

Abstract

네트워크 기반 컴퓨팅 시스템이 외부 침입이나 혹은 내부 침입에 의해 부분적으로 손상이 되더라도 최소한의 필수 서비스를 지속적으로 제공할 수 있게 해주는 침입감내 시스템(intrusion tolerance system) 설계에 요구되는 중요한 요소 기술 중의 하나는 컴퓨터 시스템의 정량적 의존도(dependability) 분석이라 할 수 있다. 특히, 침입감내 시스템의 설계시에 생존성 분석은 신뢰성, 가용도등과 같은 컴퓨팅 시스템의 정량적 의존도 분석과 함께 중요한 요소기술 중의 하나이다. 본 논문에서는 컴퓨팅 시스템의 의존도를 향상시키는 방안을 제안하였다. 즉, 침입감내 시스템의 의존도를 분석하기 위해 자율컴퓨팅(autonomic computing)의 속성을 시스템의 구조설계에 접목하는 방법을 제안하였다. 침입감내 시스템의 방어능력을 평가하기 위해 자율컴퓨팅의 핵심 기술인 자가치유(self-healing) 메커니즘의 두 가지 요소(결함모델 및 시스템반응)를 활용하여, 주서버와 보조서버로 구성된 침입감내 시스템의 상태천이(state transition)를 표현하였다. 그리고, 침입감내 시스템의 생존성, 가용도 및 다운타임 비용(downtime cost)을 정량적으로 정의한 후 시뮬레이션 실험 및 취약성(vulnerability) 공격에 대한 사례 연구를 수행하였다. 또한, 차별화 서비스를 지원하는 웹 서버 시스템의 의존도 특성 중에서 가동성 척도를 향상시키기 위해 성능 분할 기법을 도입하였다. 특히, 클러스터 기반 웹 서버 시스템의 부하량에 대한 판단기준 혹은 사용자 요청율 및 동적요청 비율 변화시에 발생하는 애매모호한 상황을 효과적으로 반영하기 위해, 퍼지제어 기법에 기초한 로드분배 메커니즘을 제안하였다. 이를 통해, 기존의 퍼지 기법을 활용하지 않은 성능분리 기법과 퍼지기법을 활용한 경우에 대하여 응답시간 성능 비교 평가를 통해 퍼지기반의 성능분리 기법이 차별화 서비스 시스템의 성능을 더욱 강건하고 효율적으로 향상시킬 수 있다는 점을 검증하였다.