KR20020039921A

KR20020039921A - 인터넷 분산 슈퍼컴퓨팅의 모델 및 구현방법

Info

Publication number: KR20020039921A
Application number: KR1020000069764A
Authority: KR
Inventors: 김봉태
Original assignee: 김봉태
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2002-05-30

Abstract

본 발명은 인터넷을 이용하여 다수의 개인용 컴퓨터들의 유휴 자원을 활용하여 거대 계산 작업을 수행하는 '인터넷 분산 슈퍼컴퓨터' 솔루션의 제작과 그 활용에 관한 것으로서, 슈퍼컴퓨터의 성능을 혁신적으로 높이는 동시에, 생산 및 이용 비용을 최소화하여 여러 기초과학 및 산업부문의 연구에 획기적인 기여를 할 수 있다는 특징이 있다.

기존의 슈퍼컴퓨터는 강력한 단일 프로세서의 의존해왔으나, 이는 발전의 한계에 부딪혔고 대단히 높은 생산비용과 기술력을 필요로 했다. 이에 대한 대안으로서 등장한 클러스터 슈퍼컴퓨터 역시 Local Area Network(LAN)의 한계로 인해서, 공간의 제약과 성능의 한계를 내포하고 있었다.

본 발명은 LAN을 인터넷으로 대치하고, 인터넷을 통해서 전세계의 수많은 컴퓨터의 유휴자원을 활용한다. 본 발명은 작업을 총괄하는 Master Server와 이와는 인터넷으로 연결된 수많은 Slave PC들로 구성된다.Master Server는 응용프로그램을 분석하여 작업을 작게 분산하고, 이를 Slave PC에게 전송하여 Slave PC가 Task를 진행하도록 명령하고 작업을 관리한다. Slave PC는 자신의 시스템을 분석하여 관련 정보를 Master Server에 전송한다.

본 발명은 인터넷을 통해서 무수히 많은 컴퓨터들의 자원을 활용하여 작업을 분산처리 함으로써 슈퍼컴퓨팅의 성능을 비약적으로 높이고, 생산 및 활용 비용은 획기적으로 낮추는 동시에 보다 광범위한 분야에 적용될 수 있다는 특징이 있다.

Description

인터넷 분산 슈퍼컴퓨팅의 모델 및 구현방법{Model and Method of Distributed Supercomputing Based in Internet}

일반적인 슈퍼컴퓨터는 많은 계산량과 빠른 연산속도를 위해서 강력한 성능의 프로세서가 필수적이다. 그러나 이러한 단일 프로세서에 의존한 슈퍼컴퓨터는 첫째 생산비용이 매우 비싸고, 둘째 제작 기술이 보편적이지 않으며, 셋째 프로세서의 성능에도 발전의 한계가 있다는 단점이 있다.

이에 대한 대안으로서 최근에 각광받고 있는 슈퍼컴퓨팅 기술에는 다수의 워크스테이션을 네트워크로 연결하여 분산된 작업을 수행할 수 있도록 하는 클러스터(Cluster) 슈퍼컴퓨터가 있다. 그러나 클러스터 슈퍼컴퓨터의 경우 역시 다음의 몇 가지 단점을 가지고 있다. 첫째, 제작비용의 측면에서 클러스터 슈퍼컴퓨터는 일반적인 슈퍼컴퓨터에 비해서 줄어들기는 했지만 여전히 만만치 않다. 둘째, 네트워크로 연결해야 한다는 점에서 공간적인 제약이 있으며, 이는 더 많은 수의 컴퓨터를 클러스터링하지 못함으로써 성능의 한계로서 작용한다.

본 발명은 일반적인 클러스터 슈퍼컴퓨터의 네트워크를 인터넷으로 대치한 보다 발전된 형태의 슈퍼컴퓨터로서 그 구체적인 기술적 과제는 다음과 같다.

첫째, 인터넷을 이용해서 컴퓨터를 클러스터링하는 방법

둘째, 인터넷을 이용해서 컴퓨터의 시스템을 파악하고 작업을 관리하는 방법

셋째, 거대한 작업을 작게 분할해서 분산병렬처리하는 방법

도 1은 일반적인 클러스터 슈퍼컴퓨터의 구조

도 2는 '인터넷 분산 슈퍼컴퓨터'의 구조 및 작동방식

'인터넷 분산 슈퍼컴퓨터'의 구조 및 작동방식은 다음과 같다. '도2'에서 Master Server는 슈퍼컴퓨팅의 전체 과정을 총괄 관리하는 역할을 한다. Master Server에는 무수히 많은 Slave PC들이 인터넷을 통해 연결되어 있다. 여기서 Slave PC란 Master Server에 등록되어 있는 PC들로서 Master Server와의 communication을 주로 담당하는 Slave Application이 설치되어 있는 것을 말한다.

작업이 시작되면, Master Server는 해당 응용프로그램을 분석해서 병렬처리가 가능한 부분과 순차적으로 처리해야 하는 부분을 구분하여 전체 작업의 순서도를 그린다{도 2,(1)}. 이 때, Slave PC 1은 자신의 시스템의 기종, 운영체제, 유휴 자원, IP주소 등을 파악하여{도 2,(A)} Master Server에 전송한다(도 2,(ㄱ). Master Server는 Slave PC가 유동 IP인 경우 고유 IP를 부여하고{도 2,(2)}, (1)의 분석결과를 바탕으로 Slave PC에 적절한 Task를 분할하고(ㄷ), Task를 실행하는데 필요한 데이터와 Task 정보를 Slave PC 1에 전송한다(ㄴ). (ㄴ) 과정에서 작업의정확성과 신뢰성을 높이기 위해서, 동일한 Task와 Data를 여러 Slave PC에 전송할 수 있다. Slave PC 1은 CPU가 idle 상태일 때 Task를 실행한다(B). (B)가 끝나면, Slave PC 1은 결과값을 Master Server에 전송하고(ㄷ), 다음 작업을 준비하며 대기상태에 들어간다(C). Master Server는 Slave PC 1이 전송한 결과값을 받고 Slave PC와 동일한 Task를 실행한 다른 Slave PC의 결과값과 비교하여 정확하고 신뢰성있는 결과값을 취합한다(5). (1)∼(5)의 작업을 무수히 반복하여 작업이 끝나면 Master Server는 전체 작업을 정리하고 완료한다.

본 발명은 클러스터 슈퍼컴퓨터의 한계를 극복하여, 인터넷을 통해서, 여러 가지 종류의 컴퓨터를 클러스터링함으로써 다음과 같은 효과를 가져올 것으로 기대된다.

첫째, LAN으로 연결되었던 기존의 클러스터 슈퍼컴퓨터와 달리, '인터넷 분산 슈퍼컴퓨터'는 인터넷을 통해서 전세계의 무수한 컴퓨터를 클러스터링하는 것이 가능하기 때문에 Slave PC의 개수가 늘어가는 것에 비례해서 성능이 무한히 발전할 수 있다.

둘째, '인터넷 분산 슈퍼컴퓨터'는 인터넷을 통해서 컴퓨터를 간단하게 클러스터링하는 것이 가능하기 때문에 기업체나 연구소 등의 컴퓨터들의 유휴자원을 활용해서 자체적으로 미니슈퍼컴퓨터를 보유, 활용할 수 있게 된다.

Claims

첫째, 인터넷을 이용하여, 컴퓨터의 자원을 원격 관리하는 방법

둘째, 작업을 세분화하고 이를 인터넷을 이용해서 전송하여 개별컴퓨터에서 작업을 진행하고 이를 다시 수집하는 슈퍼컴퓨팅 방법.