KR20050116807A - 신호 패턴 생성 장치, 신호 패턴 생성 방법, 이 신호 패턴생성 방법을 컴퓨터 시스템에 대하여 실행시키기 위한프로그램 및 이 프로그램을 기억한 컴퓨터 판독 가능한기억 매체, 네트워크 내성 시험 시스템 및 네트워크 내성시험 방법 - Google Patents

Abstract

높은 액세스 수로 돌발적인 액세스 수의 증가에도 대응할 수 있고, 롱-테일성을 충분히 가지며 또한 복수의 시간적 구간에 대해 충분한 프랙탈성을 제공하는 동시에, 적절한 단구간 분포 특성도 제공할 수 있는 신호 패턴을 생성한다. 본 발명의 신호 패턴 생성 장치는 정치성을 갖고, 롱-테일 분포의 루트 신호 생성부(12)와, 루트 신호에서 웨이블릿 해석에 기초하는 통계적 자기 상이 신호를 생성하는 통계적 자기 상기 신호 생성부 SSSSG와 통계적 자기 상이 신호를 적어도 2개의 중간 패턴으로 분해하는 범용 필터부(20)와 2개의 중간 패턴에 대한 계수를 각각 취득하는 계수 취득부(22)와, 2개의 중간 패턴과 취득된 계수로부터 재합성 신호 패턴을 생성하는 재합성부(24)를 포함하도록 구성되어 있다.

Description

신호 패턴 생성 장치, 신호 패턴 생성 방법, 이 신호 패턴 생성 방법을 컴퓨터 시스템에 대하여 실행시키기 위한 프로그램 및 이 프로그램을 기억한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체, 네트워크 내성 시험 시스템 및 네트워크 내성 시험 방법{SIGNAL PATTERN GENERATION DEVICE, SIGNAL PATTERN GENERATION METHOD, PROGRAM CAUSING A COMPUTER SYSTEM TO EXECUTE THE SIGNAL PATTERN GENERATION METHOD, COMPUTER-READABLE STORAGE MEDIUM CONTAINING THE PROGRAM, NETWORK RESISTANCE TEST SYSTEM, AND NETWORK RESISTANCE TEST METHOD}

본 발명은 신호 패턴의 생성에 관한 것으로, 보다 상세하게는 높은 액세스 수로 돌발적인 액세스 수의 증가에도 대응할 수 있고, 롱-테일성(long-tail characteristic)을 충분히 가지며, 또한 복수의 시간적 구간에 대해서 충분한 프랙탈성을 제공하는 동시에, 적절한 단구간 분포 특성도 제공할 수 있다, 신호 패턴 생성 장치, 신호 패턴 생성 방법, 이 신호 패턴 생성 방법을 컴퓨터 시스템에 대해 실행시키기 위한 프로그램, 이 프로그램을 기억한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체, 네트워크 내성 시험 시스템 및 네트워크 내성 시험 방법에 관한 것이다.

최근에는 컴퓨터 시스템의 네트워크가 범용적으로 이용되고 있으며, 특히 인터넷이라는 인프라 기반을 통한 네트워크에서는 웹 사이트 등을 구성하는 서버로의 액세스에 대해 시스템의 신뢰성 및 내구성을 사전에 평가하는 것이 요구되고 있다. 이러한 시스템의 신뢰성 및 내구성의 평가로서는 설계되는 시스템이 어느 정도의 내성을 가지고 있는지 혹은 일정한 처리 속도를 유지하는 최적의 구성으로 되어 있는지 또는 어느 정도 시스템 리소스를 보충할 필요가 있는지 등을 들 수 있다. 시스템을 실제로 구성하고, 현실의 용도에 제공하면서 실행중에 평가함으로써 이루어진 평가는 네트워크를 통해 통신되는 정보의 가치 및 중요성에 관련하여 적절하지 않다. 이 때문에, 전술한 서버 등의 네트워크 내성은 시뮬레이션을 통해 사전에 평가하는 것이 요구된다. 또한, 이미 웹 서비스 또는 웹 애플리케이션 등을 제공하고 있는 서버의 응답을 향상시키기 위해 실제의 액세스 빈도 등으로부터 시뮬레이션을 행하여 튜닝의 정도를 판단할 수 있으면, 시행 착오에 상관없이 고효율로 튜닝하는 것이 가능해진다. 따라서, 어느 하나의 경우에도 소정의 서버에 대해 네트워크 내성을 시뮬레이션할 수 있는 것이 바람직하다.

시뮬레이션은 전술한 바와 같이 복잡화된 웹 사이트 등 네트워크화된 컴퓨터 시스템의 종단간 성능(end-to-end performance)을 분석·예측하기 위해 유효한 수단 중 하나이다. 종래, 전술한 시뮬레이션에 있어서는 대기 행렬 이론 등에 기초하여 응답 시간을 분석하는 방식을 채택하였다. 그러나, 네트워크를 통해 최종 사용자와 서버 사이트를 포함한 시스템 전체가 복잡하게 구성될 때, 대기 행렬 이론에서의 모델화는 반드시 타당하지 않으며, 네트워크, 최종 사용자 및 서버의 상세한 모델화에 기초하는 시뮬레이션에 의해 그 거동을 분석·예측하는 것이 필요하게 된다. 시뮬레이션에 있어서는 분석·예측 대상이 되는 시스템 구성이 결정되면 거기에 어떠한 확률 통계적 성질에 의해 규정되는 시계열 패턴을 입력하여 전체를 동작시킴으로써 시스템의 출력 정보를 얻는 것으로 분석·예측하며, 이것으로부터, 예컨대 시스템의 자동 재구성 및 자동 최적화를 행하기 위한 피드백 정보를 얻을 수 있다.

시뮬레이션을 통해 시스템의 신뢰성 및 내구성(이하, 본 발명에서는 통합하여 「내성」으로 나타냄)을 분석·평가할 때는 액세스 패턴의 실측예로부터 그 성질을 반영한 확률 모델을 생각하고, 다수의 인공 액세스 패턴을 생성하여 여러 가지 케이스를 시행해야 한다. 특히, 하이 볼륨 웹 사이트(High Volume Web Site: HVWS) 등의 시뮬레이션에 이용하는 액세스 패턴은 시시각각 변화하는 통계적 자기 상이성과 롱-테일 분포 특성, 또한, 비교적 단구간에서 보았을 때의 분포 특성이 대상으로 하고 있는 실측예에 대해 확률 통계적으로 같은 값으로 할 수 있는 신호 패턴으로 되어 있는 것이 중요한 특성으로서 요구된다.

지금까지 전술한 네트워크를 통한 액세스 패턴의 검토가 여러 가지 행해지고 있다. 예컨대, Willinger 연구진의 문헌(W. Willinger, M.S. Taqqu, R. Sherman, and D.V. Wilson, "Self-Similarity Through High-Variability: Statistical Analysis of Ethernet(등록상표) LAN Traffic at the Source Level," IEEE/ACM Trans. Networking, Vol. 5, No. 1, pp. 71-86, Feb. 1997.) 등에서는 네트워크 트래픽에 통계적인 자기 상이성, 버스트성, 장기간 의존성이라는 성질이 존재하고 있으며, 포아송 분포 및 마르코프 모델로 트래픽을 확률적으로 표현하는 것만으로는 불충분하다는 것이 지적되어 있다. 그 후, 네트워크 트래픽의 분석 및 시뮬레이션에 있어서, 통계적 프랙탈성을 트래픽 분석에 도입하는 연구가 이루어져 왔다. 또한, 전술한 프랙탈성의 존재는 LAN과 같은 트래픽에 한정되지 않고, WWW와 같은 인터넷에 관련되는 서버에의 액세스 패턴 등에 널리 존재하는 성질인 것도 Crovella 연구진의 문헌(M.E. Crovella and A. Bestavros, "Self-Similarity in World Wide Web Traffic: Evidence and Possible Causes," IEEE/ACNI Trans. Networking, Vol. 5, No. 6, pp. 835-846, Dec. 1997)에 개시되어 있다.

한편, 전술한 통계적 프랙탈성을 갖는 시계열 패턴의 검토 대상으로 여겨져 온 대표적인 시계열 신호는 fBm(fractional Brownian motion)이며, 이것을 생성하는 방법으로서 여러 가지 방법이 검토되고 있다. 그러나, 이들의 방법을 이용하여도 본 발명이 대상으로 하고 있는 컴퓨터 네트워크 시스템에 관한 트래픽 혹은 액세스 패턴을 통계적으로 특징짓는 것이 반드시 만족되지 않는다.

이 이유 중 하나는, fBm은 트래픽 및 액세스의 특성 중 하나인 정치성(positivity)을 유지할 수 없는 것을 들 수 있다. 여기서, 정치성(正値性)이란 본 발명에 있어서 독립 변수가 플러스값인 경우에는 그 플러스값을 확실하게 돌려주고, 독립 변수가 마이너스인 경우를 포함하지 않는 분포를 의미한다. 두 번째 이유로서는 fBm 신호는 관측 구간에 하나의 자기 상이 파라미터[허스트 파라미터(Hurst parameter)를 가정하는 것이며, 한편, 본 발명이 대상으로 하는 시계열 패턴은 자기 상기 파라미터가 관측 구간 내에서도 시간 변화되거나 복수 존재하는 것으로 생각되어지는 것을 들 수 있다. 실제, Gilbert 연구진의 문헌(A.C. Gilbert, W. Willinger, and A. Feldman, "Scaling Analysis of Conservative Cascades with Applications to Network Traffic," IEEE Trans. Information Theory, Vol. 45, No. 3, pp. 971-991, April 1999) 등에 의하면 인터넷 트래픽에는 상기와 같은 멀티 프랙탈성이 존재하여 분석이 이루어지고 있다. 세 번째 이유로서, fBm에서는 오리지널 패턴 사이에서 단구간 분포의 적합에 관하여 고려되어 있지 않는 것을 들 수 있다.

전술한 바와 같이, 허스트 파라미터가 관측 구간에서 복수 존재하는 시계열신호를 넓은 뜻으로 멀티프랙탈성을 갖는 신호라고 한다. 전술한 멀티프랙탈성을 갖고, 롱-테일 분포되며, 또한 정치성이 어느 정도 유지되는 네트워크 트래픽 생성 방법은 Riedi 연구진의 문헌(R.H. Riedi, M.S. Crouse, V.J. Ribeiro, and R.G. Baraniuk, "A Multifractal Wavelet Model with Application to Network Traffic," IEEE Trans. Information Theory, Vol. 45, No. 3, pp. 992-1018, April 1999)에 개시되어 있다. Riedi 연구진은 웨이블릿(wavelet)을 이용한 수법으로 시뮬레이션하는 방법을 제안하고 있다. 그러나 이후에 설명하는 바와 같이 이 수법에 의해 생성되는 신호 패턴은 단구간에서 보았을 때의 패턴 분포에 오차가 포함될 가능성이 크다.

이하에 상세히 설명한다. 롱-테일에 의해 정의 값인 멀티프랙탈 신호를 생성하는 방법에 대해서는 상기한 Riedi 연구진의 문헌에 제안되어 있다. Riedi 연구진에 의한 방법을 개략적으로 설명하면, 도 12의 흐름도에 따라서 주어진 n까지 순서를 반복하여 최종적으로 얻어지는 수열,

(1)

을 목적으로 하는 신호 패턴 X[k]로 하는 것이다.

그러나, 이 수법에는 2가지 문제가 있는 것이 본 발명자들에 의한 상세한 해석에 의해 명백해졌다. 첫 번째 문제는, 도 12에 있어서 루트 신호는 가우스 분포에 따른 랜덤한 시계열로서 생성되는 것이다. 원래, 루트 신호는 생성되는 목적의 신호 패턴 중 가장 저주파수 성분에 해당되는 것을 담당하게 된다. 이 경우, 그 정치성은 생성 신호뿐만 아니라 루트 신호에 있어서도 유지되고 있는 것이 타당하다. 그러나 가우스 분포로부터의 시계열 생성에서는 그 정치성은 보장되지 않고, 이 때문에 최종적으로 얻어지는 전체 분포에 있어서 저주파수 측의 오차를 증대시키는 요인을 신호 패턴 생성의 원인으로서 제공하게 되며, 관측 신호와의 오차를 필연적으로 제공하게 된다.

두 번째 문제는 U_j,k와 W_j,k와의 반복 계산 의한 오차의 축적 가능성이 존재하는 것이며, 이 오차의 축적은 이하와 같이 설명할 수 있다. 도 12의 순서는 하기식의 웨이블릿 분해에 기초하여 도출된다.

(2)

상기 식 중,

(3)

이다. 또한, Ψ_j,k와 Φ_j,k와는 밴드패스 웨이블릿 함수 Ψ(t)와 로우패스 스케일링 함수 Φ(t)를 사용하여, 하기식,

(4)

로서 정의된다.

이 때문에, Riedi 연구진의 방법에서는 멀티프랙탈성을 갖는 플러스값인 롱-테일 시계열 패턴은 생성되지만, 실제 신호와의 오차가 일단 발생하면 그것은 주로 저주파수 성분에 해당하는 신호에 축적되어 버리는 문제로 발생한다. 이 문제를 위해, 구체적으로는 저주파수 성분에 해당하는 그다지 변화가 크지 않은 시계열 패턴이 대세를 차지하고, 미세한 변화를 나타내는 고주파수 성분에 해당하는 것이 최종 패턴에 그다지 반영되지 않는 현상으로서 나타난다. 따라서, Riedi 연구진의 문헌 방법에서는 단구간에서 분포를 관측한 경우에, 급격한 변화 패턴을 표현하는 패턴분포를 만들어 내는 것이 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 저주파수 성분 및 고주파수 성분은 구체적으로 액세스 빈도에 대응하여 사용되는 것으로서 비선형 필터로서 구성할 수 있는 범용 필터에서 추출되는 성분을 구별하기 위해 사용하는 용어이다. 따라서, 고주파수 성분 및 저주파수 성분의 용어는 본 발명에 있어서의 신호 패턴이 화상, 오디오 등의 데이터와 같이, 즉시 시간 변수를 포함하는 것을 의미하는 것은 아니다.

이것을 트래픽 패턴으로서 생각하면, 돌연 대규모 액세스가 발생하는 당돌한 변화를 표현하는 패턴이 상대적으로 약하다는 것을 의미한다. 따라서, Riedi 연구진의 방법에 의해 생성된 시계열 패턴을 액세스 건수 변화가 심한 사이트 등의 시뮬레이션 등으로 이용하는 것은 실태와 다른 예측 결과를 초래하게 되므로 바람직하지 않다.

이러한 액세스 건수 변화가 심한 구체예로서는, 전술한 HVWS라고 불리는 컴퓨터 시스템을 들 수 있다. 예컨대, 인터넷을 통해 올림픽 등의 이벤트 정보를 제공하는 이벤트 사이트가 전형적인 예이다. 따라서, HVWS에서의 서버 등의 거동을 시뮬레이션하기 위해서는 멀티프랙탈성 및 롱-테일 분포성과 함께, 돌연 상당한 수의 액세스가 발생하는 단구간에서의 확률 통계적 성질을 반영한 분포도 더불어 갖는 패턴을 생성하여 사용하는 것이 특히 중요해진다. 그러나, 이러한 특성을 반영시키는 바와 같이, 실측 데이터로부터 확률 통계적 성질을 추정하여 패턴을 생성하는 방법 및 장치는 지금까지 존재하지 않는다.

그 외에도 정의 값인 롱-테일 분포를 갖는 액세스 패턴 생성예로서, α 안정 분포를 내장하는 방법 및 단구간 의존성과 장구간 의존성을 고려할 수 있는 fARIMA(fractional Auto Regressive-Integrated Moving Average) 모델을 사용하는 예도 있지만, 이들의 예에서 멀티프랙탈성은 나타나지 않는다.

또한, HVWS의 특징으로서, Squillante 연구진의 문헌(M.S. Squillante, D. Yao, and L. Zhang, "Web Traffic Modeling and Web Server Performance Analysis," IEEE Proc. The 38^th Conf. on Decision & Control, pp. 4432-4439, Dec. 1999.)에 개시되어 있는 바와 같이, 패턴이 포함하는 복수의 특성 분포의 정도가 장소적·시간적 조건에 의해 다른 것도 지적되어 있다. 그러나, 그러한 분포의 변화에도 간단히 대응할 수 있는 생성 방법 및 장치도 지금까지 존재하지 않는다.

도 1은 본 발명의 신호 패턴 생성 방법의 개략적인 흐름도.

도 2는 본 발명의 프랙탈 신호를 생성하기 위해 사용할 수 있는 흐름도.

도 3은 웨이블릿을 합성하는 처리를 디지털 필터 뱅크로 구현한 경우의 예시적인 실시형태를 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 신호 패턴 생성 방법의 다른 실시형태의 개략적인 흐름도.

도 5는 실측된 액세스 빈도를 시간에 대해 출력하여 도시한 도면.

도 6a와 도 6b은 본 발명에 의해 생성된 재합성 신호 패턴과, 종래의 시뮬레이션에 의해 주어진 신호 패턴을 대비하여 도시한 도면.

도 7은 본 발명에 있어서의 멀티프랙탈성을 도시한 도면.

도 8a와 도 8b는 본 발명에 있어서의 재합성 신호 패턴 구간마다의 신호값을 강도 순으로 올림차순, 내림차순으로 정렬하여 신호 패턴 신호값의 분포를 도시한 도면.

도 9a와 도 9b는 종래 신호 패턴의 시뮬레이션 구간마다의 신호값을 강도 순으로 올림차순, 내림차순으로 정렬하여 신호 패턴 신호값의 분포를 도시한 도면.

도 10은 본 발명의 신호 패턴 생성 장치의 개략적인 기능 블록도.

도 11은 본 발명의 네트워크 내성 시험 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면.

도 12는 종래의 통계적 자기 상이성 신호를 생성하는 처리를 도시한 흐름도.

즉, 본 발명은, 높은 액세스수로 돌발적인 액세스수의 증가에도 대응할 수 있고, 롱-테일성을 충분히 가지며, 또한 복수의 시간적 구간에 대해 충분한 프랙탈성을 제공하는 동시에, 적절한 단구간 분포 특성을 제공할 수 있는 신호 패턴 생성 장치, 신호 패턴 생성 방법, 이 신호 패턴 생성 방법을 컴퓨터 시스템에 대해 실행시키기 위한 프로그램, 이 프로그램을 기억한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체, 네트워크 내성 시험 시스템 및 네트워크 내성 시험 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 상기한 종래의 문제점은 롱-테일 분포로 정의 값으로 이루어지는 멀티프랙탈성을 갖는 신호에 적절한 구간 분포성을 가중함으로써 해결할 수 있다는 것에 착안하여 이루어진 것이다. 본 발명에서는 우선, 확률 분포로서 그 정치성이 보장되는 α 안정 분포에 의해 루트 신호를 모델링한다. 또한, 멀티프랙탈성을 갖는 신호로부터, 저주파수 성분에 해당하는 것과 고주파수 성분에 해당하는 것을 비선형 필터에 의해 추출하고, 그 강약을 변경하여 재합성한다. 전술한 구성을 채용함으로써, 본 발명에서는 이 저주파수 성분 및 고주파수 성분의 성분 비율을 파라미터로서 설정하는 것을 가능하게 한다. 즉, 본 발명에 의하면, 사용자가 쉽게 장기간 의존성과 단기간 의존성의 신호 값의 비를 변경하는 것을 가능하게 함으로써, 네트워크 내성의 시뮬레이션을 용이하며, 또한 높은 정밀도로 행할 수 있게 하는 신호 패턴을 제공하는 것이 가능해진다. 즉, 본 발명은 상기한 시계열적 특성을 가지며, 실제의 계측 데이터에 의해 가까운 확률 통계적 성질을 갖는 신호 패턴을 생성함으로써 전술한 문제점을 해결하는 것이다.

즉, 본 발명에 의하면, 통계적으로 자기 상이성을 갖는 신호 패턴을 생성하는 신호 패턴 생성 장치로서, 이 장치는 루트 신호를 생성하는 루트 신호 생성부 와, 상기 루트 신호로부터 웨이블릿 해석에 기초하는 통계적 자기 상이 신호를 생성하는 통계적 자기 상이 신호 생성부와, 상기 통계적 자기 상이 신호를 적어도 2개의 중간 패턴으로 분해하는 분해부와, 상기 2개의 중간 패턴에 대한 계수를 각각 취득하는 계수 취득부와, 상기 2개의 중간 패턴과 상기 계수로부터 재합성 신호 패턴을 생성하는 재합성부를 포함하는 신호 패턴 생성 장치가 제공된다.

본 발명에 의하면, 상기 루트 신호 생성부는 저장된 α 안정 분포 함수를 판독하여 루트 신호를 생성하는 수단을 포함한다. 본 발명에 의하면, 상기 통계적 자기 상이 신호 생성부는 소프트웨어 또는 하드웨어적으로 구성된 필터 뱅크부를 포함하도록 구성된다. 또한, 상기 분해부는 적어도 비선형 필터를 포함하는 범용 필터를 포함한다. 또한, 상기 계수 취득부는 상기 적어도 2개의 중간 패턴의 비율로부터 산출되는 계수 또는 외부 입력된 계수를 저장하는 수단을 포함한다.

본 발명에 의하면, 컴퓨터를 제어하여 통계적으로 자기 상이성을 갖는 신호패턴을 생성하는 신호 패턴 생성 방법으로서, 상기 방법은, 컴퓨터에 대하여, 루트 신호를 생성하는 단계와, 상기 루트 신호로부터 웨이블릿 해석에 기초하는 통계적자기 상이 신호를 생성하는 단계와, 상기 통계적 자기 상이 신호를 적어도 2개의 중간 패턴으로 분해하는 단계와, 상기 2개의 중간 패턴에 대한 계수를 각각 취득하는 단계와, 상기 2개의 중간 패턴과 상기 계수로부터 재합성 신호 패턴을 생성하는 단계를 실행시키는 신호 패턴 생성 방법이 제공된다.

본 발명에 의하면, 컴퓨터를 제어하여 통계적으로 자기 상이성을 갖는 신호패턴을 생성하는 신호 패턴 생성 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 실행 가능한 프로그램으로서, 상기 프로그램은, 컴퓨터에 대하여, 루트 신호를 생성하는 수단과, 상기 루트 신호로부터 웨이블릿 해석에 기초하는 통계적 자기 상이 신호를 생성하는 수단과, 상기 통계적 자기 상이 신호를 적어도 2개의 중간 패턴으로 분해하는 수단과, 상기 2개의 중간 패턴에 대한 계수를 각각 취득하는 수단과, 상기 2개의 중간 패턴과 상기 계수로부터 재합성 신호 패턴을 생성하는 수단을 기능적으로 구성하게 하는 프로그램이 제공된다.

본 발명에 의하면, 통계적으로 자기 상이성을 갖는 재합성 신호 패턴을 생성하는 신호 패턴 생성부와, 상기 신호 패턴 생성부에 의해 생성된 재합성 신호 패턴을 수신하여 시계열적인 액세스 요구를 생성하는 액세스 요구 생성부와, 상기 액세스 요구 생성부로부터 액세스 요구를 수신하여 요구된 처리를 실행하고, 실행 로그를 저장하는 정보 처리부를 포함하는 네트워크 내성 시험 시스템이 제공된다.

본 발명에 의하면, 통계적으로 자기 상이성을 갖는 재합성 신호 패턴을 생성하는 신호 패턴 생성부와, 상기 신호 패턴 생성부에 의해 생성된 재합성 신호 패턴을 수신하여 시계열적인 액세스 요구를 생성하는 액세스 요구 생성부와, 상기 액세스 요구 생성부로부터 액세스 요구를 수신하여 요구된 처리를 실행하는 정보 처리부를 포함하는 네트워크 내성 시험 시스템을 사용한 웹 서버의 트랜잭션 처리 특성을 평가하는 방법으로서, 이 방법은 상기 신호 패턴 생성부로부터 재합성 신호 패턴을 송출시키는 단계와, 상기 액세스 요구 생성부에서 상기 재합성 신호 패턴으로부터 시계열적인 액세스 공급을 생성시켜 상기 웹 서버에 송출시키는 단계와, 상기 웹 서버에 있어서, 상기 액세스 요구에 응답하여 처리를 실행시켜 실행 로그를 취득하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.

이하, 본 발명의 특정한 실시형태로서, 네트워크 트래픽에 착안하여 본 발명의 실시예를 이하에 서술하지만, 제안 수법은 네트워크에 대한 적용에 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 대상은 최종 사용자 서버 사이트에 있어서의 국부적인 액세스 패턴이나 트랜잭션 통신 패턴에 적용하는 것도 가능하다.

네트워크에 있어서의 액세스 패턴 및 트랜잭션 통신의 패턴을 시뮬레이션에 이용하는 경우, 입력 패턴의 확률 통계적 성질은 대상으로 하고 있는 시스템의 실측예 등과 일치하는 것이 바람직하며, 이후의 시스템 자동 최적화 등이 중요한 기초적 부분을 담당한다.

본 발명이 대상으로 하는 HVWS에서 필요한 트래픽 패턴의 주된 성질로서, 전술한 바와 같이 그 정치성, 멀티프랙탈성, 롱-테일 분포성 및 장기간 의존성과 단기간 의존성의 공존 등이 요구된다.

도 1은 본 발명의 신호 패턴 생성 방법의 개략적인 처리 흐름도를 나타낸다. 본 발명의 신호 패턴 생성 방법은 단계 S10에서, 정치성을 갖는 롱-테일 분포의 멀티프랙탈 신호를 생성한다. 이어서, 단계 S12에 있어서, 범용 필터, 구체적으로는 비선형 필터 및 선형 필터를 사용하여 저주파수 성분과 고주파수 성분을 성분 분리하고, 중간 패턴으로서 참조되는 신호 패턴을 생성한다. 이 중간 신호 패턴은 사용하고 있는 범용 필터의 특성 등에 따라 적절하게 변할 수 있다. 본 발명에 따르면, 전술한 바와 같이 생성된 신호 패턴으로부터 중간 패턴을 생성함으로써, 각각의 성분에 대해 가중을 행할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 용어 「범용 필터」란, 선형 필터 또는 비선형 필터를 적절하게 사용할 수 있는 소프트웨어적으로 구성할 수 있는 필터를 의미한다. 그러나, 본 발명에서는 적절히 사용할 수 있는 하드웨어적으로 구성된 필터의 사용을 제외하는 것을 의도하지 않는다. 단계 S14에서는 저주파수 성분과 고주파수 성분의 가중을 계산한다. 단계 S16에 있어서 성분의 비율(가중)을 변경하여 신호 패턴으로서 재생성함으로써 저주파수 성분과, 고주파수 성분을 임의의 비율로 합성하여 재합성 신호 패턴을 생성한다. 전술한 처리를 하여 신호 패턴을 생성한 후, 단계 S18에 있어서, 본 발명의 신호 패턴 생성 방법의 실시 형태를 종료한다.

도 2에는 도 1의 단계 S10에서의 멀티프랙탈 신호를 생성하기 위해 사용할 수 있는 흐름도의 실시형태를 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 생성되는 멀티프랙탈 신호는 단계 S20에 있어서 j＝J₀에 설정하고, 변수 k＝0, 1, …, 2^j-1에 대해 루트 신호를 1차원의 α 안정 분포를 사용하여 생성시킨다. 여기서, α 안정 분포는 하기식

(5)

으로 표시되는 함수로 주어진다.

또한, 상기 식 중, α∈(0, 2)는 특성 지수로 테일의 두께를 나타내는 특성지수이며, α＝2로 한 경우가 가우스 분포에 대응한다. 상기 표기 중 "("는 정우측(直右側)의 값을 포함하지 않는 것을 의미하고, ")"는 정좌측의 값을 포함하는 것을 의미한다. 또한, β∈[-1, 1]은 대칭 파라미터로 왜곡도를 표시하며, β＝0의 경우에 분포는 μ에 대해 대칭이 된다. γ는 정의 값을 갖는 스케일 파라미터이며 가우스 분포에서는 분산에 해당하는 것이다. 이 분포에 있어서, β를 1이라고 하면, 확률적으로 그 분포 함수에 기초하여 생성되는 실현예의 정치성이 보증되게 된다. 본 발명자들은 β＝1의 1차원 α 안정 분포가 적절한 정치성을 제공하는 루트 신호를 제공할 수 있으며, 루트 신호의 모델링에 기인하는 오차의 발생을 회피할 수 있는 것을 발견했다. β 이외의 α 등의 파라미터에 대해서는 본 발명에 있어서는 적절하게, 특정한 용도에 적합하도록 선택할 수 있다. β 이외의 파라미터의 선정에 있어서는, 예컨대 그 추정 수법으로서, Kuruoglu의 문헌(E.E. Kuruoglu, "Density Parameter Estimation of Skewed α-Stable Distributions," IEEE Trans. Signal Process., Vol. 49, No. 10, pp. 2192-2201, Oct. 2001.)에 개시된 방법을 사용할 수 있다. 또한, β 이외의 파라미터는 특정한 사용자가 보유하는 경험적인 값, 시행 착오로부터 얻어지는 기능적인 예측치 등을 사용하여 대략 예측할 수 있다. 그러나, 본 발명은 β＝1의 1차원 α 안정 분포 함수라면, 어떠한 파라미터를 사용하여도 루트 신호를 생성시킬 수 있다.

계속해서, 단계 S22에서 j를 인크리먼트시키고, 단계 S24에서 스케일 j에서의 각 k의 랜덤 승수 A_j,k를 산출하고, 단계 S26에 있어서 웨이블릿 해석에 사용하기 위한 함수 W_j,k를 생성시킨다. 여기서, A_j,k는 동일 분포로 [-1, 1]에 수렴되는 랜덤 변수로서, 제로에 관해 대칭적이고, 또한 U_jo,k와 L>j에 대한 A_L,K는 각각 독립적이다. 예컨대, A_j,k를 제공하는 구체적인 실시형태로서는 베타 분포를 들 수 있다.

단계 S28에 있어서, 각 k의 값에 대해 하기식

(6)

을 사용하여 웨이블릿 해석을 실행시킨다. 단계 S30에 있어서, j의 값이 n과 같아졌는지의 여부를 판단하고, j의 값이 n보다도 작은 경우에는 단계 S32에서, j를 인크리먼트시켜 단계 S24로 처리를 분기하고, j＝n이 될 때까지 단계 S24로부터 단계 S30의 처리를 반복한다.

단계 S30의 판단에 있어서 j＝n이 된 경우(yes)에는, 도 1의 단계 S12로 나아가 고주파수 성분 및 저주파수 성분의 필터링 처리를 실행시키고, 멀티프랙탈성을 갖는 신호 패턴 생성 결과로부터, 저주파수 성분에 해당하는 것과 고주파수 성분에 해당하는 성분을 추출하는 처리를 실행한다. 또한, 본 발명에 있어서는, 도 2에 도시한 웨이블릿 변환 이외에도 적절한 롱-테일 분포를 제공하는 멀티프랙탈성 신호 패턴을 제공할 수 있는 한 특별히 한정되는 것이 아니며, 도 2에 도시된 것과 같은 처리를 실행시킬 수 있는 한 어떠한 방법을 사용할 수 있다. 또한, 특히 본 발명에 있어서는, 도 2에서 주어지는 방법이 아니라도 예컨대 Riedi 연구진에 의해 제안된 방법에 대해 범용 필터에 의한 중간 패턴에의 분해법을 적용할 수 있다.

도 3은 본 발명의 단계 S28에 있어서, 웨이블릿을 합성하는 처리를 디지털 필터 뱅크로서 파악한 경우의 예시적인 실시형태를 도시한 도면이다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 본 발명에 있어서 사용할 수 있는 필터 뱅크는 로우패스 필터 g₀와 하이패스 필터 g₁을 이용하여 디지털 필터의 열(뱅크)에 의한 반복 구조로서 해석할 수 있다. 이 관점에서는 U_j,k는 각 스케일에 있어서의 저주파수 성분을, W_j,k는 각 스케일에 있어서의 고주파수 성분을 나타내는 것으로 간주할 수 있다. 또한, 도 3 중 ↑2는 샘플링 레이트를 2배로 하는 영의 값 보간을 의미한다.

도 3에서는, j-1단의 입력값이 W_j-1,k와 U_j-1,k로 되고, 각각 영의 값 보간 수단 ↑2를 통해 로우패스 필터 g₀(n) 및 하이패스 필터 g₁(n)로 입력되고 가산 수단(j-1)＋로 입력되어 합성이 행해지고 있다. 가산 수단(j-1)＋의 출력값은 다음 단인 j단의 입력 U_j,k로 된다. j단의 다른 영의 값 보간 수단에는 W_j,k의 값이 입력되고, 각각 로우패스 필터 g₀(n) 및 하이패스 필터 g₁(n)로 입력되고, 재차 가산 수단(j)＋에 입력되어 새로운 출력 신호 U_j＋1,k로서 j＋1단으로 보내진다. 이 디지털 필터 뱅크가 소정의 단수 설치됨으로써, 웨이블릿을 합성할 수 있다. 도 3에 도시한 디지털 필터 뱅크는 하드웨어로서 구성할 수도 있으며 본 발명이 적합한 실시형태에서는 동일한 기능을 갖는 소프트웨어로서 구성할 수 있다.

이 때, 합성된 신호는 멀티프랙탈성을 갖는 비정상 시계열이며, 시간 축 상에서 적분 불가능하다. 따라서, 파워 스펙트럼에 대해서 주파수 성분을 정의할 수 없으며, 정상 시계열 신호에 대한 로우패스 필터 및 하이패스 필터는 근사적인 의미를 갖는 것에 지나지 않는다. 그래서, 본 발명에서는 비선형 또는 선형 중 어느 하나에서도 대응 가능한 범용 필터에 의한 성분 분해를 실장예로서 이용한다. 여기서 이용하는 예는, 변화가 빠른 성분을 추출하는 효과가 있으며, 그 정도를 파라미터에 의해 변경 가능한 것이 표시되어 있는 Bernstein 연구진 문헌(R. Bernstein, M. Moore, and S. Mitra, "Adjustable Quadratic Filters for lmage Enhancement," Proc. IEEE ICIP' 97, Vol. 1, pp. 287-290, Oct. 1997)에 제안되어 있는 맵핑을 수반하는 2차 볼테라 필터를 이용하고, 본 발명의 특정한 실시형태에서는 그 출력을 합성된 신호 패턴으로부터 감산한 것을 변화가 느린 성분으로 간주한다. 또한, 이때, 생성 패턴의 정규화 처리도 동시에 행한다.

고주파수 성분의 추출은 예컨대 다음과 같은 식을 따르지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

(7)

상기 식 중 f가 원 신호 x에 대한 맵핑 함수를 나타내고, 본 발명에서 사용할 수 있는 예시적인 실시형태로서는 Bernstein 연구진의 문헌에서 개시된 하기식의 함수를 이용할 수 있지만, 본 발명이 하기 함수에 한정되지는 아니다.

(8)

본 발명에서는 전술한 필터 처리를 실행함으로써, 시계열 패턴 중 고주파수 성분과 저주파수 성분을 분리하여 중간 패턴을 생성함으로써, 임의의 비율로 고주파수 성분과 저주파수 성분을 독립적으로 처리하는 것이 가능하다.

다음에, 본 발명의 신호 패턴 생성 방법에서는 각각의 성분을 관측 구간에서의 신호값의 자승합 등의 지표에 기초하여 계측량의 비를 변경시킴으로써 재합성하는 방법을 채용할 수 있다. 예컨대, 보다 구체적인 본 발명의 특정한 실시형태에서는 루트 신호로부터 얻어진 신호 패턴을 전술한 범용 필터를 사용하여 변화가 빠른 성분, 즉 본 발명에서 사용하는 고주파수 성분과, 느린 성분 즉 본 발명에서 의미하는 바인 저주파수 성분으로 분리하여 각각의 신호값의 자승합의 비를 실현하는 값을 고주파수 성분과 저주파수 성분에 각각 곱함으로써, 재합성 신호 패턴을 생성할 수 있다. 이를 위한 다른 구체적인 방법으로서, 당업자이면 동일한 효과를 얻는 합성식을 적용할 수 있으며 본 발명에서 설명하고 있는 구체적인 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

도 4는 본 발명의 신호 패턴 생성 방법의 다른 실시형태를 도시한 도면이다. 도 4에 도시한 실시형태에서는 단계 S34에서 시작하여 루트 신호로부터 롱-테일 분포의 멀티프랙탈성 신호를 생성한다. 단계 S36에서는 범용 필터(비선형 필터 또는 선형 필터로서 구성됨)를 사용하여 고주파수 성분과 저주파수 성분을 분리한다. 또한, 단계 S38에서 고주파수 성분과 저주파수 성분의 비율을 적절한 방법, 구체적으로는 사용자 입력 등에 의해 설정하여 메모리에 저장한다. 단계 S40에서는 메모리에 저장된 비율을 각각 판독하고, 사용자 입력된 비율을 사용하여 느린 성분 및 빠른 성분의 강도를 산출하여 합성함으로써 신호 패턴을 재합성할 수도 있다.

도 5는 현실에서 얻어진 오리지널 패턴을 도시한 도면이다. 도 5에 있어서 종축은 액세스 빈도에 대응하며, 횡축은 시간을 나타낸다. 도 5에 도시하는 바와 같이 현실의 액세스 빈도는 액세스 빈도가 낮은 상태에서 급격히 증가하고, 이들이 어느 정도의 주기성을 갖고 발생하는지가 도시되어 있다.

또한, 도 6a와 도 6b은 본 발명의 신호 패턴 생성 장치를 사용하여 생성된 재합성 신호 패턴(도 6a)과, Riedi 연구진에 의해 보고된 가우스 분포를 루트 신호로서 사용하는 종래예(도 6b)를 비교하여 도시한 도면이다. 또, 도 6a와 도 6b에서는 각각 생성된 신호 패턴의 값이며, 횡축은 샘플 포인트가 되도록 나타내고 있다. 도 6a에 도시한 본 발명의 재합성 신호 패턴은 저주파수 성분의 계수를 0.5로 하고, 고주파수 성분의 계수를 1.5로 하여 외부 입력함으로써 생성하였다. 도 6a와 도 6b에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 방법에 의해 생성된 신호 패턴 쪽의 도 6a가 도 6b에 도시한 종래의 신호 패턴보다도 저주파수 성분의 축적이 적고, 도 5에 도시하는 오리지널 패턴에 가까운 것이 도시되어 있다. 이 이유는, 전술한 바와 같이 도 6b에 도시한 Riedi 연구진의 방법에서는 루트 신호로서 가우스 분포를 사용하기 때문에 정치성을 보증할 수 없으며, 현실적인 루트 신호에 오차를 넣기 위해 웨이블릿을 사용하기 때문에 패턴 생성 과정에서 저주파수 성분에 해당하는 값에 오차가 중첩되기 때문이다.

도 7에는 Large Deviation 멀티프랙탈 스펙트럼을 사용하여, 본 발명에 있어서 생성된 신호 패턴의 멀티프랙탈성을 도시한다. 도 7은 종축에 신호값, 횡축에 엘더 지수(Hoelder Exponent)를 취하여 멀티프랙탈성을 도시한다. 도 7 중 파선으로 표시된 곡선이 Riedi 연구진의 방법에 의해 얻어진 신호 패턴에 대해서 얻어진 곡선이며, 실선으로 표시한 곡선이 본 발명의 방법이다. 도 7, 도 6a 및 도 6b에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 방법에 의해 얻어지는 신호 패턴은 종래의 방법에 의해 얻어지는 신호 패턴의 멀티프랙탈성과 같은 정도의 프랙탈성을 제공하며, 나아가서는 오리지널 패턴의 재현성을 향상시킬 수 있는 것이 도시된다.

또한, 실제의 시뮬레이션에 의해 시스템 내의 큐의 상태 등을 알고 싶은 경우에, 생성된 신호 패턴의 의의는 전체 분포의 성질과 함께 구간마다 보았을 때에 오리지널 패턴과 가까운 분포로 되어 있는지 여부에 있다. 이 때문에, 본 발명에 의해 얻어진 신호 패턴을 구간마다 패턴이 어떻게 분포하고 있는지를 비교했다. 도 8a와 도 8b는 도 6a와 도 6b에 도시된 신호 패턴을, 횡축을 8 구간으로 경계를 짓고, 구간마다 강도를 올림차순, 내림차순으로 상호 정렬하여 얻어진 도면이다.

도면 중에 표시된 I∼VIII의 부호가 각 구간을 나타내고 있다. 또한, 도 8a가 오리지널 패턴이고, 도 8b가 본 발명에 의해 얻어진 신호 패턴이다. 도 8a와 도 8b는 구간을 8 등분하여 각 구간을 순서대로 올림차순과 내림차순으로 교대로 정렬하여 바뀐 배열에 의해 단구간의 분포성을 비교하고 있다. 도 8a 및 도 8b에 도시하는 바와 같이, 본 발명에 의해 생성된 재합성 신호 패턴은 거의 양호하게 도 8a에 도시되는 오리지널 패턴을 재현한다고 말할 수 있다.

또한, 도 9a와 도 9b는 도 8a와 도 8b와 같은 단구간에서의 분포 특성을 Riedi 연구진의 방법에 의해 얻어진 신호 패턴과 비교한 것이다. 도 9a가 실측된 오리지널 패턴이고, 도 9b가 Riedi 연구진에 의한 방법에 의해 생성된 신호 패턴이다. 도 9a와 도 9b에 도시하는 바와 같이 Riedi 연구진에 의한 방법에서는 저주파수 성분에 있어서 오차의 축적이 관측되고, 본 발명에서 사용하는 의미에서의 저주파수 성분의 강도가 더욱 커진 분포가 제공되어 있는 것이 표시된다.

도 8a와 도 8b 및 도 9a와 도 9b에 표시된 패턴을 사용하여, Riedi 연구진의 방법과 오리지널 패턴의 차분을 취했지만 절대값의 총합은 544.30이었다. 또한, 같은 값을 도 8a와 도 8b에 나타낸 본 발명의 재합성 신호 패턴과 오리지널 패턴 사이에서 계산하면 263.09의 값을 얻었다. 따라서, 본 발명에 의한 패턴 쪽이 단구간 분포에 있어서도 오리지널 패턴과 비슷하다는 것을 알 수 있다. 동시에, 장기간 의존성 등의 멀티프랙탈성을 가진 신호 패턴으로 되어 있으며 본 발명에 의한 방법을 이용하면, 확률 통계적으로 보다 실측예에 가까운 패턴을 생성할 수 있다는 것이 표시되었다.

도 10은 본 발명의 신호 패턴 합성 장치의 개략적인 기능 블록을 도시한 도면이다. 본 발명의 신호 패턴 합성 장치(10)는 루트 신호 생성부(12)와, 랜덤 승수 생성부(14)와, 본 발명에 있어서 고주파수 성분에 해당하는 W_j,k를 생성하는 고주파수 성분 생성부(16)와, 필터 뱅크부(18)와, 범용 필터부(20)를 포함하도록 구성되어 있다. 루트 신호 생성부(12)는 β＝1의 1차원 α 안정 분포를 사용하여 루트 신호를 생성하고, 도시하지 않는 적절한 메모리에 저장시킨다. 또한, 랜덤 승수 생성부(14)는 스케일 j에서 각 k의 값에 대해서 랜덤한 값을 베타 분포를 사용하여 생성하고, 예컨대 A_j,k라는 형식으로 메모리에 저장시킨다. 고주파수 성분 생성부(16)는 메모리로부터 A_j,k 값과 U_j,k 값을 판독하여 W_j,k를 산출하고, 메모리에 저장시킨다.

필터 뱅크부(18)는 그 시점에서 메모리에 기억되어 있는 저주파수 성분 U_j,k 및 고주파수 성분 W_j,k를 메모리의 적절한 영역에서 판독하고, 각 k에 대하여 U_j+1,k를 계산하여 적절한 메모리 영역에 저장시킨다. 필터 뱅크부(18)는 소정의 값까지의 저주파수 성분과 고주파수 성분을 이용한 계산으로부터 웨이블릿 신호를 생성하여 메모리에 저장시킨다. 생성된 웨이블릿 신호의 값은 범용 필터를 포함하도록 구성되는 분해부(20)에 의해 판독되며, 고주파수 성분과 저주파수 성분과, 이들의 비율이 각각 신호 패턴으로서 메모리에 기억된다. 본 발명에서는 랜덤 승수 생성부(14)와, 고주파수 성분 생성부(16)와, 필터 뱅크부(18)가 본 발명의 통계적 자기 상이 신호 생성부 SSSSG(Statistically Self Similar Signal Generator)를 구성하고 있다.

도 10에 도시한 신호 패턴 생성 장치(10)는 또한, 계수 취득부(22)와, 재합성부(24)를 포함하도록 구성되어 있다. 계수 취득부(22)는 분해부(20)의 결과를 판독하여 재합성 신호 패턴을 산출한다. 또한, 본 발명의 별도의 실시 형태에서는 사용자에 대하여 계수를 입력하게 하여 입력된 계수를 적절한 메모리에 저장시켜 두고, 계수 취득부(22)가 저장된 계수를 판독함으로써, 계수를 취득하는 구성을 채용할 수 있다. 이 때, 정규화된 재합성 신호 패턴을 제공할 수 있도록 계산한 후, 각 계수를 저장시켜 이들의 계수를 판독하여 재합성부(24)에서 사용할 수 있다. 재합성부(24)는 취득된 각각의 계수를 고주파수 성분 및 저주파수 성분 각각의 신호 패턴에 곱하고, 이들의 신호 패턴을 추가로 합쳐 신호 패턴을 재합성하여 결과를 저장하기 위한 메모리(26)에 저장시킨다. 또한, 이 메모리(26)는 전술한 각 결과를 저장하는 메모리와 공용되도록 구성할 수도 있다.

도 11은 본 발명의 신호 패턴 합성 장치를 사용한 네트워크 내성 시험 시스템의 실시 형태를 도시한다. 도 11에 도시한 네트워크 내성 시험 시스템(30)은 본 발명의 신호 패턴 생성 방법을 사용하는 신호 패턴 생성부(32)를 포함하도록 구성되어 있다. 또한, 본 발명의 네트워크 내성 시험 시스템은, 예컨대 인터넷, LAN, WAN과 같은 네트워크를 통해 웹 서비스나 웹 애플리케이션 등을 제공할 수 있는 서버라는 정보 처리부(34)를 포함하도록 구성되어 있다.

신호 패턴 생성부(32)는, 또한 소정의 통신 프로토콜에 의해 정보 처리부(34)에 대하여 액세스 요구를 발생시키는 것이 가능한 액세스 요구 생성부(36)에 접속되어 있다. 액세스 요구 생성부(36)는 신호 패턴 발생 장치(32)에 의해 생성된 신호 패턴을 수신하며, 저장하는 신호 패턴 저장부(36a)와, 저장된 신호 패턴으로부터 신호 패턴의 값에 대응한 빈도(액세스 수/시간)의 액세스 요구를 발생시킬 수 있는 액세스 요구 생성부(36b)를 포함하도록 구성되어 있다.

한편, 정보 처리부(34)는 네트워크 인터페이스 카드 또는 보드(38)를 포함하도록 구성되어 있으며, 도 11에 도시한 실시형태에서는 액세스 요구 발생부(36)에 접속되어 있다. 이 때의 접속은, 예컨대 적절한 TCP/IP나, 사용자가 적절하게 설정할 수 있는 UDP/IP와 같은 통신 프로토콜을 사용하는 의사적인 네트워크 구성으로 할 수 있다. 또한, 이외에도 RAW 모드에서의 접속을 행하는 등, 정보 처리부를 관리하는 사이트에서 현장(in situ) 시험을 행할 수 있는 구성으로 할 수도 있다. 또한, 정보 처리부(34)는 본 발명의 신호 패턴에 대응한 의사적인 액세스 요구를 수신하여 웹 서비스나 웹 애플리케이션 등을 제공하는 애플리케이션 소프트웨어를 기동할 수 있는 상태로 되어 있다.

네트워크 내성 시험 시스템(30)의 사용자는 필요에 의해 계수를 외부 입력, 또는 계수 발생기라는 수단을 사용하여 신호 패턴 생성부(32)에 입력한다. 신호 패턴 생성부(32)는 원하는 재합성 신호 패턴을 생성시켜 액세스 요구 생성부(36)로 송출한다. 액세스 요구 생성부(36)는 수신한 재합성 신호 패턴의 신호값으로부터 적절한 레이트의 액세스 빈도를 생성하여 정보 처리부(34)에 송출한다. 액세스 요구를 수신한 정보 처리부(34)는, 예컨대 WWW 브라우저 소프트웨어를 기동시켜 액세스 요구의 처리를 개시시킨다. 서버라는 정보 처리부(34)는 액세스 요구에 대한 로그를 기억하는 도시하지 않는 기억부를 포함하도록 구성할 수 있다.

본 발명에 있어서, 사용자는 그 네트워크 내성 시험을 실행시킨 후, 액세스 로그를 출력시켜 그 처리 상황을 모니터함으로써, 서버의 네트워크 내성을 네트워크에 접속되기 전에 판단할 수 있다. 또한, 본 발명의 네트워크 내성 시험 방법의 다른 실시형태에서는 액세스 로그를 실시간으로 표시시킴으로써, 보다 신속한 피드백을 가능하게 할 수 있다.

한편, 정보 처리부(34)는 실제로 웹 서비스나 웹 애플리케이션 등을 실행하고, 실행 결과를 예컨대 송신 버퍼 등에 전송시키도록 구성할 수도 있으며, 실제로 실행 결과를 실시간으로, 예컨대 액세스 요구 생성부(36)로 반환하여 의사적인 네트워크 트랜잭션을 구성시키는 실시형태를 채용할 수도 있다. 도 11에는 예컨대, 정보 처리부(34)인 서버에는 고정된 IP 어드레스, xxx.ooo.abc.def가 제공되어 있으며, 액세스 요구는 정보 처리부(34)에 첨부된 IP 어드레스를 수신처로 하여 송신된다. 또한, 실행 결과를 액세스 요구 생성부(36)로 되돌리는 실시형태를 채용하는 경우에는 정보 처리부(34)는 액세스 요구 생성부(36)의 IP 어드레스에 대하여, 또는 동보 통신이라는 방법에 의해 실행 결과를 반환하는 구성을 채용할 수 있다.

본 발명의 신호 패턴 생성부(32)는 전술한 바와 같이, 사용자가 계수를 설정할 수 있기 때문에, 사용자의 경험에 의해 지금까지 발생한 트러블 등의 액세스 패턴을 생성시킴으로써 서버라는 정보 처리부(34)의 네트워크 내성을 인터넷 등의 현실 네트워크에 서버를 접속하지 않고 시뮬레이션할 수 있게 한다. 또한, 본 발명의 신호 패턴 생성부(32)는 같은 구성에 의해, 웹 서버의 용량 설계 및 장시간 가동 환경에 있어서의 내성을, 사전에 시뮬레이션할 수 있게 한다. 또한, 본 발명은 그리드 컴퓨팅시 트래픽 트러블 및 퍼포먼스 시험, 방화벽 소프트웨어 또는 장치의 신뢰성 시험 등을 포함하는 네트워크 시스템의 성능 예측, 진단, 튜닝, 설계 등 넓은 범위로 적용할 수 있다.

또한, 도 11에 도시한 네트워크 내성 시험 시스템의 실시형태에서는 신호 패턴 생성부(32)와, 액세스 요구 생성부(36)와, 정보 처리부(34)가 별개의 부재로서 구성된 구성을 채용하는 것으로서 설명했지만, 본 발명에 있어서는 전술한 각 구성요소를, 예컨대 미리 웹 서버 등에 포함된 소프트웨어 모듈로서 구성하여 시험 대상의 정보 처리부(서버)에 포함시킬 수도 있다.

지금까지, 본 발명의 도면에 도시한 특정한 실시형태에 기초하여 설명하였지만, 본 발명은 설명한 특정한 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 신호 패턴 생성 방법 및 장치는 컴퓨터에 대하여 프로그램을 실행시킴으로써 실현되는 기능적인 모듈로서 구성할 수 있으며, 이러한 프로그래밍 언어로서는 어셈블러어, FORTRAN, C 언어, C＋＋ 언어, Java(등록상표) 등이 있다. 또한, 본 발명의 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 실행 가능한 프로그램은 ROM, EEPROM, 플래시 메모리, CD-ROM, DVD, 플렉시블 디스크, 하드디스크 등에 저장하여 반포할 수 있다.

본 발명에 의하면, 높은 액세스 수에 의해 돌발적인 액세스 수의 증가에도 대응할 수 있고, 롱-테일성을 충분히 가지며 또한 복수의 시간적 구간에 대해서 충분한 프랙탈성을 제공하는 동시에, 적절한 단구간 분포 특성도 제공할 수 있다, 신호 패턴 생성 장치, 신호 패턴 생성 방법, 이 신호 패턴 생성 방법을 컴퓨터 시스템에 대하여 실행시키기 위한 프로그램 및 이 프로그램을 기억한 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체, 네트워크 내성 시험 시스템 및 네트워크 내성 시험 방법을 제공할 수 있게 한다. 지금까지 본 발명을 도면에 도시한 구체적인 실시형태로써 설명하였지만, 본 발명은 도면에 도시한 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 당업자라면, 여러 가지의 변경예, 다른 실시형태 및 부가, 제외를 따르는 실시형태가 가능함을 이해할 것이다.

Claims (20)

1. 통계적으로 자기 상이성을 갖는 신호 패턴을 생성하는 신호 패턴 생성 장치로서,

   정치성(positivity)을 갖는 루트 신호를 생성하는 루트 신호 생성부와;

   상기 루트 신호로부터 웨이블릿 해석(wavelet analysis)에 기초하는 통계적 자기 상이 신호를 생성하는 통계적 자기 상이 신호 생성부와;

   상기 통계적 자기 상이 신호를 다른 주파수 영역의 적어도 2개의 중간 패턴으로 분해하는 분해부와;

   상기 다른 주파수 영역의 2개의 중간 패턴의 성분 비율의 계수를 각각 취득하는 계수 취득부와;

   상기 2개의 중간 패턴과 상기 계수로부터 재합성 신호 패턴을 생성하는 재합성부

   를 포함하는 신호 패턴 생성 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 루트 신호 생성부는 α 안정 분포 함수를 판독하여 루트 신호를 생성하는 수단을 포함하는 것인 신호 패턴 생성 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 통계적 자기 상이 신호 생성부는 소프트웨어 또는 하드웨어적으로 구성된 필터 뱅크부를 포함하도록 구성되는 것인 신호 패턴 생성 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 분해부는 적어도 비선형 필터를 포함하는 범용 필터를 포함하는 것인 신호 패턴 생성 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 계수 취득부는 상기 적어도 2개의 중간 패턴의 비율로부터 산출되는 계수 또는 외부 입력된 계수를 저장하는 수단을 포함하는 신호 패턴 생성 장치.
6. 컴퓨터를 제어하여, 통계적으로 자기 상이성을 갖는 신호 패턴을 생성시키는 신호 패턴 생성 방법으로서, 컴퓨터에 대하여,

   정치성(positivity)을 갖는 루트 신호를 생성하는 단계와;

   상기 루트 신호로부터 웨이블릿 해석(wavelet analysis)에 기초하는 통계적 자기 상이 신호를 생성하는 단계와;

   상기 통계적 자기 상이 신호를 다른 주파수 영역의 적어도 2개의 중간 패턴으로 분해하는 단계와;

   상기 2개의 중간 패턴의 성분 비율의 계수를 각각 취득시키는 단계와;

   상기 2개의 중간 패턴과 상기 계수로부터 재합성 신호 패턴을 생성하는 단계

   를 실행시키는 신호 패턴 생성 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 루트 신호 생성 단계는 저장된 α 안정 분포 함수를 판독하는 단계와, 상기 α 안정 분포 함수를 사용하여 루트 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것인 신호 패턴 생성 방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 분해 단계는 적어도 비선형 필터를 포함하는 범용 필터를 사용하여 상기 통계적 자기 상이 신호를 분해하는 단계를 포함하는 것인 신호 패턴 생성 방법.
9. 제6항에 있어서, 상기 계수 취득 단계는 상기 적어도 2개의 중간 패턴의 비율로부터 산출되는 계수 또는 외부 입력된 계수를 메모리에 저장하는 단계를 포함하는 것인 신호 패턴 생성 방법.
10. 컴퓨터를 제어하여, 통계적으로 자기 상이성을 갖는 신호 패턴을 생성시키는 신호 패턴 생성 방법을 실행하기 위한 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램으로서, 컴퓨터에 대하여,

    정치성(positivity)을 갖는 루트 신호를 생성하는 수단과;

    상기 루트 신호로부터 웨이블릿 해석(wavelet analysis)에 기초하는 통계적 자기 상이 신호를 생성하는 수단과;

    상기 통계적 자기 상이 신호를 다른 주파수 영역의 적어도 2개의 중간 패턴으로 분해하는 수단과;

    상기 2개의 중간 패턴의 성분 비율의 계수를 각각 취득하는 수단과;

    상기 2개의 중간 패턴과 상기 계수로부터 재합성 신호 패턴을 생성하는 수단

    을 기능적으로 구성하게 하는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램.
11. 제10항에 있어서, 상기 루트 신호 생성 수단은 저장된 α 안정 분포 함수를 판독하는 수단과, 상기 α 안정 분포 함수를 사용하여 루트 신호를 생성하는 수단을 포함하는 것인 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램.
12. 제10항에 있어서, 상기 분해 수단은 적어도 비선형 필터를 포함하는 범용 필터를 기능적으로 포함하는 것인 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램.
13. 제10항에 있어서, 상기 계수 취득 수단은 상기 적어도 2개의 중간 패턴의 비율로부터 산출되는 계수 또는 외부 입력된 계수를 산출하는 수단을 포함하는 것인 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램.
14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재한 컴퓨터 실행 가능한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체.
15. 통계적으로 자기 상이성을 갖는 재합성 신호 패턴을 생성하는 신호 패턴 생성부와;

    상기 신호 패턴 생성부에 의해 생성된 재합성 신호 패턴을 수신하여, 시계열적인 액세스 요구를 생성하는 액세스 요구 생성부와;

    상기 액세스 요구 생성부로부터 액세스 요구를 수신하여 요구된 처리를 실행하고, 실행 로그를 저장하는 정보 처리부

    를 포함하고, 상기 신호 패턴 생성부는,

    정치성(positivity)을 갖는 루트 신호를 생성하는 루트 신호 생성부와;

    상기 루트 신호로부터 웨이블릿 해석(wavelet analysis)에 기초하는 통계적 자기 상이 신호를 생성하는 통계적 자기 상이 신호 생성부와;

    상기 통계적 자기 상이 신호를 다른 주파수 영역의 적어도 2개의 중간 패턴으로 분해하는 분해부와;

    상기 다른 주파수 영역의 2개의 중간 패턴의 성분 비율의 계수를 각각 취득하는 계수 취득부

    를 포함하는 것인 네트워크 내성 시험 시스템.
16. 제15항에 있어서, 상기 신호 패턴 생성부는 상기 2개의 중간 패턴과 상기 계수 취득부에 의해 취득된 상기 2개의 중간 패턴에 대한 계수로부터 재합성 신호 패턴을 생성하는 재합성부를 더 포함하는 것인 네트워크 내성 시험 시스템.
17. 제15항에 있어서, 상기 액세스 요구 생성부는 상기 수신한 신호 패턴의 신호값을 액세스 빈도로 변환하는 것인 네트워크 내성 시험 시스템.
18. 제15항에 있어서, 상기 정보 처리부는 서버이며, 소정의 IP 어드레스 앞으로 보내어진 액세스 요구에 응답하여 웹 서비스 또는 웹 애플리케이션 등을 제공하는 것인 네트워크 내성 시험 시스템.
19. 정치성(positivity)을 갖는 루트 신호로부터 생성된 통계적 자기 상관성 신호를 다른 주파수 영역의 적어도 2개의 중간 패턴으로 분해하고, 상기 적어도 2개의 중간 패턴과 상기 다른 주파수 영역의 2개의 중간 패턴의 성분 비율로서 취득된 계수로부터 통계적으로 자기 상이성을 갖는 재합성 신호 패턴을 생성하는 신호 패턴 생성부와, 상기 신호 패턴 생성부에 의해 생성된 재합성 신호 패턴을 수신하여 시계열적인 액세스 요구를 생성하는 액세스 요구 생성부와, 상기 액세스 요구 생성부에서 액세스 요구를 수신하여 요구된 처리를 실행하는 정보 처리부를 포함하는 네트워크 내성 시험 시스템을 사용한 웹 서버의 트랜잭션 처리 특성을 평가하는 방법으로서,

    상기 신호 패턴 생성부에서 재합성 신호 패턴을 송출시키는 단계와;

    상기 액세스 요구 생성부에서 상기 재합성 신호 패턴으로부터 시계열적인 액세스 요구를 생성시켜 상기 웹 서버에 송출시키는 단계와;

    상기 웹 서버에서, 상기 액세스 요구에 응답하여 처리를 실행시켜 실행 로그를 취득하는 단계

    를 포함하는 방법.
20. 제19항에 있어서, 상기 액세스 요구 생성부에 대하여, 상기 수신한 신호 패턴의 신호값을 액세스 빈도에 따라 변환시키는 단계를 실행시키는 방법.