Web server clusters are used to solve growing traffics of World Wide Web. Important issues of Web cluster system are selection of alternative request routing mechanism and construction of efficient architecture modeling. Content-aware request routing mechanism is a technique that routes incoming packets to target server from content information of HTTP request. Growing demands of WWW, the content-aware routing mechanism is more essential and used in many Web cluster systems. Virtual Web cluster system is a typical Web cluster architecture that does not use a front-end dispatcher and puts cluster servers on back-end and dispatcher on each server. As all cluster servers share one VIP address, the problems of the other systems (Cluster-based Web system and Distributed Web system) do not appear in this system.
The virtual Web cluster system, however, cannot apply the content-aware routing mechanism. In this paper, we propose a new scalable and simple Web server cluster system based on modified virtual Web cluster system and content-aware routing mechanism. This system inherits advantages of the virtual Web cluster system and reduces the overheads obtained from TCP handoff mechanism. Moreover it can use various first-level routing policies at TCP connection and supports scalable and simple operations on persistent connection (HTTP 1.1).
We design and implement this system using Linux Kernel modules. Experimental results of this system, user response time and throughput, demonstrates this system is more efficient than the other systems.
웹 서버 클러스터 시스템은 인터넷에 증가하는 트래픽문제를 해결하기 위한 해결책으로 사용되고 있다. 웹 서버 클러스터 시스템에서 고려해야 할 중요한 이슈는 알맞은 라우팅 알고리즘을 선택하는 것과 효율적인 성능을 보이는 구조를 만드는 것이다. 라우팅 알고리즘에서 Content-aware routing mechanism은 웹 서버 클러스터에 들어오는 패킷들을 요청되는 콘텐츠 타입정보를 이용하여 분류한 뒤 서버단으로 보내는 알고리즘 방식이다. 이 알고리즘은 웹환경의 특성을 잘 살릴 수 있는 방식으로, 인터넷의 사용이 증가하면서 더욱 중요해지게 되고 많은 웹 서버 시스템에서 사용하게 되었다. 웹 서버 구조에서 Virtual Web cluster 시스템은 dispatcher를 웹 서버 클러스터 앞단에 위치시키는 것이 아니라, 뒤쪽 서버단의 각각의 서버에 구현해 놓는 시스템 구조이다. 또한 이 시스템은 클러스터 서버들이 하나의 IP 주소를 공유하는 방식으로, 이 방식을 사용함으로 다른 구조들(Cluster-based Web 시스템과 Distributed Web 시스템)이 가지고 있는 문제점을 해결하게 된다.
그러나, Virtual Web Cluster 시스템에서는 Content-aware routing mechanism을 적용할 수 없다. 이 논문에서, 우리는 변형된 Virtual Web Cluster 시스템의 구조를 가지며 Content-aware routing mechanism을 적용하는 새로운 웹 서버 클러스터 시스템을 제안한다. 이 시스템은 Virtual Web Cluster의 특성을 이어받기 때문에, 앞에서 설명한 다른 구조들의 문제점을 해결할 뿐 아니라, TCP handoff mechanism을 사용할 때 생기는 부하도 줄이는 효과를 가져오게 된다. 또한 이 시스템은 TCP connection을 맺을 때 다양한 routing 정책을 적용할 수 있으며, HTTP 1.1에서 이용되는 persistent connection을 사용하는 시스템 구조를 보다 효율적이며 간단한 구조로 보일 수 있게 한다.
우리는 이 논문에서 Linux Kernel Module을 이용하여 시스템을 구현하였다. 그리고 다른 시스템들과 함께 성능(user latency time과 throughput)을 측정하여 비교함으로써 우리가 제안한 시스템이 다른 시스템보다 보다 효율적임을 보여준다.
