Grid computing is the emerging technology of sharing and clustering of heterogeneous and distributed resources. The Grid might consist of computing resources, storage resources, and various application services. As computer and network technology grows, science application is become more complex to solve the problems within expected time and workflow management systems in Grid computing are becoming more important for scientific application to solve sophisticated problem such as climate estimation, high energy physics, and bio-informatics. Efforts to solve the above problems are being made in various research centers. Although those systems can provide workflow management functionality in Grid environment, consideration of user requirements (user SLA) such as performance, reliability and interaction with user is missing. Another limitation in conventional workflow management system is lack of supporting resource management function. As each task in Grid workflow allocated to specific resource, consideration of resource management issue in workflow is necessary to guarantee various user requirements from different domain.
In this thesis, we discuss how to guarantee different user requirements according to user SLA in Grid workflow management system. A hybrid workflow management system for QoS constrained Grid application is proposed to provide QoS awareness Grid workflow management system. The main contributions are an integration of existing workflow management system, a policy-based management mechanism with a CIM based policy decision scheme, integration module for workflow management and scheduling, and a prototype implementation of workflow enabled Physio-Grid application. At last, to evaluate our proposed system, we have done experiments with ECG Analysis Grid application in Physio-Grid to show the characteristics and advantages of our system compare to the existing workflow management system. The result shows that our proposed system can flexibly enhance the existing workflow management in terms of SLA guarantee of different user. In aspect of performance and functionality, proposed system can satisfy user in different domain.
그리드 컴퓨팅 기술은 이 기종의 분산된 네트워크 환경에서 데이터를 공유하고 처리하는 기술로써 기존의 컴퓨팅 기술로는 풀기 어려운 다양한 응용의 개발을 가능하게 하였다. 그리드 워크플로우 기술은 이와 같은 그리드 상의 복잡한 응용을 작은 작업들로 나누고 이를 스케쥴링 기술을 통해 정해진 흐름에 맞게 효과적으로 수행하도록 하는 기술을 말한다. 하지만 지금까지의 그리드 워크플로우 기술은 컴퓨팅 성능에만 초점을 맞추었기 때문에, 기존의 응용레벨에서의 워크플로우에서 제공하는 유저 인터페이스나 작업의 흐름을 추상적으로 표현하는 기능이 부족하였으며 수행 중 사용자와의 상호작용이 어렵다는 단점이 있었다. 뿐만 아니라 시간적, 공간적으로 불안정적이며 동적인 네트워크 안에서 워크플로우 시스템이 자원관리, 스케쥴링 시 사용자의 서비스 수준을 고려한 기능적인 요소가 부족하기 때문에 이를 보완하는 시스템 연구가 요구되었다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 보완하고 사용자 응용 서비스의 요구 수준을 만족할 수 있도록 기존의 두 가지 워크플로우 시스템인 Kepler와 Pegasus 워크플로우 관리 시스템을 자원관리 시스템의 제어를 효과적으로 할 수 있도록 새로운 Hybrid 구조를 제시하고 이를 시험적으로 구현하여 성능을 평가하였다.
정책기반 하이브리드 형 워크플로우 관리 시스템이란 기존에 개발된 응용 레벨의 워크플로우 관리 시스템의 장점과 그리드 워크플로우 관리시스템의 장점을 수용해 통합된 형태의 워크플로우 관리 시스템을 정책 기반 관리 메커니즘을 이용하여 제공하는 것을 말한다. 응용레벨 워크플로우의 사용자 친화적인 특징과 그리드 워크플로우의 스케쥴링 기능을 통해 사용자의 QoS를 보장하고 적절한 정책 선정을 통해 동적으로 변화는 환경에서의 사용자 요구수준을 맞추어 준다. 워크플로우 응용의 실행 시 사용자의 요구사항에 따라 적절한 정책을 선정하기 위한 휴리스틱한 알고리즘을 제안하였고, 이를 피지오 그리드 E-Health 응용에 실제 구현 및 적용하였다. 우리는 제안된 시스템의 성능 평가를 위해 심전도 신호 분석 응용 및 가상심장 시뮬레이션 응용을 워크플로우 형태로 구성하여 실험에 활용하였다. 고성능 심혈관계 질환 진단을 위한 워크플로우 응용으로써 결과 데이터를 이용하여 의사가 좀 더 정확한 진단을 할 수 있도록 돕는다. 실험을 통해 제안된 시스템이 사용자의 요구 수준에 맞추어 적절한 서비스를 제공할 수 있는 것을 입증하였고, 기능상의 성능 평가를 통해서도 본 시스템이 기존의 워크플로우 시스템보다 더 뛰어남을 보였다.
