Due to the large scale of Grid environment and its rapid expansion, both in Grid resources and in Grid network environment, it is getting more imperative to provide a Grid management mechanism that enables Grid Computing to adapt to various application requirements in a flexible and automated way. As efficient resource management, Policy-based Management (PBM) is very suitable to such a complex management environment; however the current PBM architecture has problems in the sense that it can only address fairly limited issues and usually requires human intervention.
In this thesis, we propose QoS-constrained Policy Quorum configuration scheme for Reliable Resource Management. QoS-constrained Policy has an advantage to guarantee minimal QoS requirements requested by users. A session admission controller (SAC) in policy based management architecture is responsible for providing QoS service to users by checking for availability of resources in compliance to SLAs, before starting the requested application session.
Generally, Quorum systems are well-known tools for ensuring the consistency and availability of replicated data despite the benign failure of data repositories. The intersection between Quorums has the innate fault-tolerable property. Hence the Quorum based management architecture can support a reliable region of various resources.
In order to apply the Quorum based model to our scheme, we define elements in Quorum as QoS based middleware entities and network entities, represented as a binary form. In our Quorum based model, QoS Quorum means the condition including QoS entities required by user and Resource Quorum means the resource including entities that can satisfy the condition of QoS Quorum. Therefore Resource Quorum, mapped with QoS Quorum, can guarantee user’s QoS requirements. We also suggest a heuristic configuration algorithm in order to optimize performance and usage cost of Resource Quorum.
We carry out both simulations and experiments based on the electrocardiogram (ECG) application for health care, because this application needs transferring lots of data and analyzing complicated signal of ECG.. Simulation results show that network capabilities are more important than computing capabilities, as both sizes of transferred data and computation task increases. Experiment results show that our scheme can reduce the total execution time of ECG application by using proposed heuristic algorithm compared to policy based management scheme. We expect that this result can be contributed to take advantage of more reliable resources in Grid.
그리드의 자원과 네트워크 환경은 규모가 광범위하고 빠르게 증가하기 때문에, 다양한 그리드 응용들의 요구사항들을 유연하고 자동화된 방법으로 제공하기 위한 관리 메커니즘의 필요성이 증대되고 있다. 정책기반 관리 구조는 QoS 보장이 가능하고 복잡한 환경의 자원들을 관리하는데 적합하지만, 관리 범위가 제한적이고 관리자의 중재가 요구되는 문제점들이 있다.
본 논문에서는 신뢰성 있는 자원관리를 위한 QoS 정책기반 Quorum 구성기법을 제안하였다. QoS 제약 정책은 사용자가 요청하는 최소한의 QoS 요구사항을 보장할 수 있는 장점을 가지고 있다. 정책기반관리의 세션수락제어기능은 응용과 자원간의 세션연결을 시작하기 전에 SLAs에 적합한 자원들의 가용도를 확인함으로써 사용자에게 QoS 서비스를 제공할 수 있다.
일반적으로 Quorum 시스템들은 데이터 정보의 오류에도 불구하고 복제되는 데이터의 가용도와 연결지속성을 보장하기위해 잘 알려진 방법이다. Quorum간의 중복되는 교집합 영역은 시스템 고장에 대한 일정수준의 내성을 가지고 있다. 그러므로 Quorum 기반 자원관리 구조는 기본적으로 신뢰성있는 관리를 제공한다.
우리는 정책기반 관리구조를 Quorum 모형에 적용하기 위하여 Quorum의 기본 구성요소들을 QoS 만족여부에 따른 미들웨어 자원과 네트워크 자원의 벡터값으로 엔티티(entity)로 정의하였다. 논문에서 제안된 QoS Quorum은 사용자의 QoS를 보장하기 위해 요구되는 자원요소들의 영역이며 Resource Quorum은 사용자가 요구하는 QoS 조건을 만족하는 자원을 나타낸다. Resource Quorum의 수는 QoS Quorum에 따라 가변적이며 다수의 Resource Quorum이 존재할 수 있다. 우리는 다수의 Resource Quorum 이 존재할 때 성능과 비용 면에서 최적화된 Resource Quorum 을 선정하기 위하여 휴리스틱한 알고리즘을 제안하였다.
제안된 기법의 성능평가를 위해 심전도 신호 분석 응용을 활용하였다. 이 응용은 사용자가 요청한 심전도 신호와 PhysioNet (MIT)의 MIMIC 데이터베이스에 존재하는 임상신호정보들을 비교 분석하여 의사에게 통보함으로써 사용자에게 원격의료서비스를 제공한다. 신호의 비교분석은 대용량의 데이터 전송과 신호분석을 위한 계산을 필요로 하기 때문에 그리드 환경에 적용이 가능하다.
우리는 시뮬레이션을 통하여 원격의료 서비스 제공시 자원의 미들웨어 요소와 네트워크 요소간의 상호 중요성을 확인하였다. 또한 실제 심전도 신호분석 실험을 통하여 제안된 휴리스틱한 알고리즘이 기존의 자원선정 방법들에 비해 성능면에서 우수하고 유연함을 확인하였다.
