계층형 클러스터 그리드를 위한 실시간 데이터 복제 정책

Abstract

본 논문에서는 계층형 클러스터 그리드에서 대용량 데이터의 접근 지연을 감소시키기 위한 실시간 데이터 복제 정책을 제안한다. 기존의 복제 정책들은 일정 기간 동안의 데이터 접근 패턴을 반영하여 복사본을 갱신한다. 그러므로 복사본을 갱신하는 간격 동안 데이터 접근 패턴의 변화에 대응하지 못하기 때문에 일시적으로 접근 지연이 증가된다. 본 논문에서는 이 문제를 개선하기 위해 접근 패턴의 변화를 실시간으로 반영하여 복사본을 갱신할 수 있는 데이터 복제 정책을 제안한다. 제안하는 복제 정책은 복사본의 생성과 삭제의 기준으로 그리드 내 복사본의 상대적 중요도를 나타내는 수치, Priority Value (PV)를 도입한다. 즉, 상대적으로 높은 PV를 가진 복사본은 유지하고 낮은 PV를 가진 복사본은 삭제한다. PV는 이전의 접근 패턴을 기반으로 계산되고 실시간으로 갱신된다. 제안하는 복제 정책은 PV를 사용하여 복사본들을 실시간으로 갱신하므로 접근 패턴 변화에 따른 접근 지연을 감소시킨다. 성능 평가를 위해 시뮬레이션을 수행하여 제안하는 복제 정책과 기존 복제 정책인 Popular File Replicate First (PFRF)의 데이터 접근 지연을 비교한다. 성능 평가의 척도는 주어진 분량의 작업을 처리하는데 걸리는 평균 시간이다. 또한 실험의 기반구조를 설계하기 위해 기존 클러스터 그리드의 단점을 개선한 계층형 클러스터 그리드를 정의한다. 이를 기반하여 설계한 시뮬레이션 토폴로지에 작업들을 할당한다. 그리고 파일 크기 분포와 데이터 접근 패턴을 변화시켜 가면서 두 정책의 작업 처리시간을 산출한다. 실험 결과, 제안하는 복제 정책의 평균 작업처리 시간이 PFRF보다 34.0~38.0% 감소함을 보여준다.