분산 컴퓨팅 시스템 내 다 단계 애플리케이션 구동을 위한 자원 교착 상태 예방 규약

Abstract

최근 웹 서비스와 같은 분산 컴퓨팅 시스템의 영향력이 증대됨에 따라 이를 기반으로 구동되는 애플리케이션의 수가 점차 증가하고 있다. 이에 따라 분산 컴퓨팅 시스템 내에서 다수 애플리케이션 간 경쟁적 자원 점유 때문에 발생할 수 있는 교착 상태(deadlock, livelock)의 위험성이 제기되고 있다. 분산 컴퓨팅 시스템에서는 물리적으로 분산된 위치에 존재하는 다양한 자원들을 독립적인 다수 관리자를 두어 분산(decentralized) 관리하기 때문에 교착 상태 발생 시 자원을 통제하여 이를 해결하는 데에 어려움이 있다. 본 연구는 분산 컴퓨팅 시스템 내에서 자원의 우선순위와 동시점유를 통해 교착 상태를 예방할 수 있는 규약을 제안한다. 이 규약은 애플리케이션이 프로세스를 수행하기 위해 이벤트(event)를 연속적으로 발생시킬 때, 자원 점유 또한 애플리케이션 이벤트에 대응하여 연속적으로 이루어지는 다 단계 상황을 고려하였다. 그러나 이 다 단계 상황은 애플리케이션이 자원 점유를 연속적으로 할 때, 이전 단계에서 점유한 자원을 새로운 단계를 시작하는 시점에서 어떻게 처리할지에 대한 문제가 남아 있다. 본 연구는 이 문제에 대해서 자원 교착상태가 발생하지 않는 정도까지 자원을 해제하는 부분해제법을 제안한다. 그리고 실험을 통하여 모든 자원을 해제하는 전체해제법과 부분해제법을 비교한 결과, 부분해제법이 전체해제법보다 새로 점유하는 자원량이 15%~22% 감소하였다. 이 결과는 부분해제법이 전체해제법보다 적은 양의 자원을 점유하고도 연속적인 이벤트를 처리할 수 있기 때문에 더 효율적임을 의미한다. 또한, 본 연구에서는 부분해제법이 현실적으로 더 적합하게 적용될 수 있는 자원 클러스터 상황을 고려하고 실험을 수행한 결과, 자원 클러스터 상황의 부분해제법이 전체해제법보다 새로 점유하는 자원량이 20%~34% 감소하였다. 이 결과는 자원 클러스터 상황에서 부분해제법이 더 효과적으로 적용될 수 있음을 의미한다. 분산 컴퓨팅 시스템에서 구동되는 다수 애플리케이션은 복잡한 업무 처리를 수행하기 위해 자원을 점유하고 해제하는 과정을 무수히 반복하고 있다. 현실적으로 애플리케이션 대부분은 단 단계가 아닌 다 단계로 구동되며, 다 단계 애플리케이션 프로세스 수행 과정에서 고려해야 할 사항들이 더 많으므로 다 단계 애플리케이션은 더욱 효율적인 교착상태 예방 정책이 필요하다. 본 연구에서 제안하는 교착상태 예방 정책은 이러한 현실적 상황을 고려하여 기존 이론을 확장함으로써 향후 분산 컴퓨팅 시스템의 안정성 확보와 효율적 운영에 도움을 줄 것으로 기대된다.