Computational Grids are emerging as a new computing paradigm for solving grand challenge application in science, engineering, and economics. Grid development involves the efficient management of heterogeneous, geographically distributed, and dynamically available resources. Intrinsic properties of the Computational and Data Grid can be defined as dynamicity and unpredictability. Those properties lead the degradation of the performance and failure of system. Quorum based resource allocation scheme is one of the prominent management policies for reducing complexity and increasing reliability. Resource reconfiguration means that reshuffling the current quorum resource set for maintaining the quality level of the resources.
In this paper, we propose the resource reconfiguration algorithm based on temporal quorum status estimation method. Algorithm has two phases. One is the status estimation using temporal execution time deviation. The other is resource reconfiguration based on estimated status. After triggering based on estimation, reconfiguration algorithm tries to optimize the current resource allocation status by reshuffling the selected quorum and re-allocating resource into the application. Our approach shows the increase of the stability of execution environment as well as decrease the completion time compare to the method that is not adapted the resource reconfiguration.
그리드 컴퓨팅은 컴퓨팅자원에 대한 고려사항과 사용에 있어서 기본적인 변화를 요구하는 새로운 패러다임이라고 할 수 있다. 그리드시스템은 정의하는 가장 조직(Virtual Organization)내의 컴퓨팅, 네트워크, 및 대용량 저장장소와 같이 인터넷으로 연결된 모든 자원을 사용자의 용도에 맞게 공유할 수 있도록 하는 표준이며 규약을 의미한다. 공유와 협업을 위해서 그리드 시스템은 미들웨어형태로 구축되며 가장 중요한 역할을 담당하는 것이 자원과 사용자를 연결시켜주고 응용을 실현시켜주는 자원관리시스템이라 할 수 있다. 자원관리시스템은 과거의 단일시스템의 운영체제에서 비롯하여 로컬영역의 클러스터 컴퓨팅을 통하여 지속적인 발전을 거듭해왔다. 하지만 이러한 로컬영역의 관리시스템과는 다르게 그리드 자원관리시스템은 관리 영역의 광범위함에 제한을 가지고 있지 않기 때문에 그 복잡도와 불확실성은 로컬영역내부로 통제된 관리시스템과는 원칙적으로 다른 문제점들을 내포하고 있다.
그리드 자원관리 시스템의 목적은 자원을 필요로 하는 사용자와 공급하는 공급자간의 최적의 조건을 최대한 유지하는 것이라고 할 수 있다. 사용자의 요구사항은 특정 성능의 양으로 표현된 서비스 수준으로 기술될 것이며 자원관리 시스템은 이러한 서비스 수준을 보장(SLAs)하는 자원을 지속적으로 제공해주어야 할 필요가 있다.
본 논문에서는 그리드 자원관리 시스템이 자원을 사용자의 응용에 할당하고 목적하는 응용이 완료될때까지 지속적으로 사용자의 서비스 수준을 유지시켜주는 방법론을 제시하고 있다. 자원의 재구성 (resource reconfiguration) 은 작업을 위해 할당된 자원의 재할당 및 작업의 재구성을 의미한다. 하나 이상의 하부 작업으로 구성되어 있는 그리드 응용프로그램은 거대한 복잡도의 계산량과 시간을 소모하게 된다. 그리드 내에서의 자원의 상태를 나타내는 환경은 시간과 공간적으로 불확실성과 역동성을 본질적으로 내포하고 있다. 따라서 응용프로그램의 실행시간은 시스템 및 네트워크 자원의 성능에 따라 크게 변화를 가지게 되며 최초의 자원의 할당과 계획은 이후에 환경의 변화에 따라 요구를 지속적으로 만족시키고 있다고 보장을 할 수가 없다. 우리는 이러한 환경에서 지속적으로 응용프로그램의 실행을 이산 시간 이벤트 (discrete time event)로서 수집하고 이것을 자원의 상태를 예측하는 근거로 사용하는 perturbation 기법을 통하여 자원을 재구성하는 알고리즘을 제시하고자 한다. Perturbation 기법은 자원의 상태를 보상함수(reward function)로서 나타내며 이것은 과거의 계약된 보장되어야 할 최소한의 서비스 수준에 대한 자원의 상태의 누적 값이라고 할 수 있다. 자원의 재구성은 계산되는 보상함수를 통하여 자원을 재구성할 시점을 예측할 수 있다.
성능평가를 위해서 우리는 인공심장혈류해석을 위한 유한요소해석기법의문제를 사용하였다. 이 프로그램은 지속적으로 실행중인 시스템에서의 계산시간과 다른 시스템간의 통신시간을 이산시간으로 생산하도록 구현 되어 있으며 제안하는 자원의 재구성 기법을 실험을 적용할 수 있다. 실험을 통하여 본 논문에서 제안하는 재구성 기법의 우수성을 입증한다.
