비 결정적 네트워크 입출력 동작의 기록 및 재현 방법

Abstract

최근 다양한 산업 분야에서 소프트웨어의 역할이 증가함에 따라 프로그램의 규모와 복잡도 또한 증가하고 있다. 프로그램의 수행 도중 결함 동작들의 발현 확률이 높아짐에 따라 소프트웨어의 신뢰성 보장과 유지·보수비용 증가 문제로 인해 각종 디버깅 기법들이 주목받고 있다.

결함 동작들은 크게 영구적 오류(persistent error)와 일시적 오류(transient error)로 분류할 수 있다. 영구적 오류의 경우 항상 동일한 시점과 프로그램의 실행 위치에서 발현되어 문제가 되는 동작을 파악하고 이를 고치거나 회피하기 쉽다. 그러나 일시적 오류의 경우 특정 조건이나 상태에만 발현되어 단순히 프로그램의 재실행으로는 동일한 결함 동작의 포착을 보장할 수 없다. 기록 및 재현(record-replay) 기법은 이러한 일시적 오류들이 발현되는 조건과 정보를 기록하고 반복적인 재현을 통해 디버깅 비용을 절감하는 목적이 있다[1,2,3].

본 논문에서는 분산 환경에서 유저 프로그램 간 네트워크 입출력 동작들을 기록 및 재현하는 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 프로그램의 비결정적 수행의 요인으로 상호 간 전체 네트워크 입출력 동작의 순서와 각 동작의 입출력 데이터를 기록하고 재현 시 기록된 정보들을 바탕으로 입출력 동작들을 제어한다. 본 기능은 싱글 프로세서 환경의 리눅스 운영체제에서 구현되었으며 별도로 커널 코드 또는 유저 프로그램의 수정 없이 기록 및 재현 전 해당 기법의 라이브러리를 미리 로딩만 하면 되는 장점이 있다.