Earticle

This paper designs and implements a high availability clusters and incorporated with load balance infrastructure of web servers. The paper described system can provide full facilities to the website hosting provider and large business organizations. This system can provide continuous service though any system components fail uncertainly with the help of Linux Virtual Server (LVS) load-balancing cluster technology and combined with virtualization as well as shared storage technology to achieve the three-tier architecture of Web server clusters. This technology not only improves availability, but also affects the security and performance of the application services being requested. Benefits of the system include node failover overcome; network failover overcome; storage limitation overcome and load distribution.

클러스터링을 이용한 웹 서버 구축 시 각 노드에 적절한 부하 분산이 이루어지도록 하는 것은 매우 중요하다. 부하 분배 알고리즘은 서버의 성능에 많은 영향을 미치며 부하 분배에 이용되는 기준은 간단하고 빨리 계산될 수 있어야 한다. 본 논문에서는 고가용도 및 확장성을 제공하는 클러스터링 웹 서비스를 대상으로 문서 접근 확률과 문서 크기 정보를 이용하는 동시에 캐쉬 적중률을 향상시키는 알고리즘을 제안한다.

클러스터 구조는 고가용도와 고성능 그리고 확장성을 요구하는 웹 서비스나 정보시스템 같은 응용 분야에서 저 비용으로 유용하게 사용 가능하다. 웹 서버 클러스터의 내용 기반 분배는 각각의 웹 서버들 사이에서 지능적으로 사용자 요구를 전달하기 위해 애플리케이션 계층에서 알려진 상세한 데이터를 이용한다. 본 논문에서는 웰 서버 클러스터 시스템을 대상으로 캐시의 적중과 각 서버의 부하 상태를 고려한 효율적인 내용 기반의 부하 분배를 수행하고 사용자의 동적인 문서 요구를 수용할 수 있도록 하는 알고리즘을 제안하였다. 특히 제안된 알고리즘은 부하 분배기로 하여금 각 서버에 있는 캐쉬의 내용을 모델링 하기 위한 시도나 웹 문서에 대한 사용자 접근 확률을 계산하기 위한 오버헤드가 없다.

A cluster consists of a collection of interconnected stand-alone computers working together and provides a high-availability solution in application area such as web services or information systems. Content-based load distribution for web server clusters uses the detailed data found in the application layer to intelligently route user requests among web servers. In this paper, we propose a content-based load distribution algorithm that considers cache hit and load information of the web servers under the web server clusters. In addition, we expand this algorithm in order to manage user requests for dynamic file. Specially, our algorithm does not keep track of any frequency of access information or try to model the contents of the caches of the web servers.

최근 웹사이트에 클러스터링 기술이 많이 적용되고 있다. 그 중 리눅스 가상 서버를 이용한 형태로 많이 구축되고 있는데 이 형태는 전면 서버가 한 대이므로 사용자 요청이 많이 증가하면 병목현상으로 더 이상 서비스를 할 수 없는 상황이 발생할 수 있다. 그래서 본 논문에서는 다수의 전면서버를 갖는 형태의 클러스터링 기술을 구현하고 기존의 형태에 비해 성능의 우수함을 보이기 위하여 여러 형태의 클러스터를 구성하여 비교 실험한다.

클러스터 시스템의 각 노드에 존재하는 메모리들을 효율적으로 관리하기 위하여 네트워크 메로리의 개념이 등장하였으며 빈번하게 디스크를 접근하는 응용분야에서 속도 향상을 위해 사용될 수 있다. 이는 전통적인 메모리 계층(hierarchy) 구조인 메로리와 디스크 사이에 네트워크 메모리를 추가함으로써 얻어진다. 본 논문에서는 웹 서버 클러스터를 대상으로 문서의 접근 유형에 대한 사전 정보를 요구하지 않고 실제적으로 구현 가능하며 다양한 웹 문서 접근 확률 분포 값에 대하여 우수한 사용자 응답시간을 가지는 메로리 관리 기법을 제안하고 다양한 시뮬레이션을 통해 제안된 방식의 우수성을 검증하였다.

The concept of network memory was introduced for the efficient exploitation of main memory in a cluster. Network memory can be used to speed up applications that frequently access large amount of disk data. In this paper, we present a memory a management algorithm that does not require prior knowledge of access patterns and that is practical to implement under the web server cluster, In addition, our scheme has a good user response time for various access distributions of web documents. Through a detailed simulation, we evaluate the performance of our memory managment algorithms.

본 논문은 대용량 클러스터 기반의 웹 서버를 위한 새로운 내용 기반 부하 분산 기법을 제안한다. 제안된 기법은 웹 서버 로그의 URL 항목에 해시 함수를 적용하여 얻어지는 해시 값에 요청 빈도와 전송될 파일 크기를 누적하여 히스토그램을 생성한다. 그 결과로 생성된 히스토그램의 누적 분포에 히스토그램 균등화 변환함수를 적용하여 각각의 서버 노드에 해시 값에 따라 분포하는 부하를 균등하게 할당할 수 있다. 제안된 부하 분산 기법의 효율성 검증을 위한 시뮬레이션에서 히스토그램 균등화 기법은 서버의 지역적인 캐시 활용과 부하의 균등 분산 등의 장점으로 우수한 성능을 나타냄을 보인다.