KR100604593B1 - 구성정보 공유를 통한 클러스터 시스템 동적 재구성 방법 - Google Patents

구성정보 공유를 통한 클러스터 시스템 동적 재구성 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 클러스터(cluster) 시스템 그룹에 신규 시스템을 추가로 등록하는 방법에 관한 것으로, 시스템 구성정보를 공유함으로써 클러스터 시스템 전체의 재시동 없이 신규 시스템을 전체 시스템이 인식하도록 한다. 이를 위해 본 발명은, 새로 작성된 구성정보를 가진 추가 시스템의 운영이 개시되는 단계와, 추가 시스템이 기존 시스템과 통신하여 시스템 갱신에 필요한 정보를 주고받는 단계와, 기존 시스템이 추가 시스템의 정보를 참작하여 시스템 구성정보를 갱신하는 단계로 구성된다.
클러스터 시스템, 구성정보 공유, 시스템 추가

Description

구성정보 공유를 통한 클러스터 시스템 동적 재구성 방법 {Method for dynamic reconfiguring cluster system based on configuration information}
도 1은 클러스터 시스템 가동을 개시한 경우의 작동과정을 단계별로 나타내는 종래 기술의 구성도이다.
도 2는 본 발명인 구성정보 공유를 통한 클러스터 시스템 동적 재구성 방법을 구현하기 위한 시스템 구성도이다.
도 3은 본 발명인 구성정보 공유를 통한 클러스터 시스템 동적 재구성 방법을 구현하기 위한 데이터 흐름도이다.
본 발명은 클러스터(Cluster) 시스템 그룹에 신규 시스템을 추가로 등록하는 방법에 관한 것으로, 구성정보를 기반으로 클러스터 시스템을 동적으로 재구성하도록 함으로써 시스템 전체의 재시동 없이 신규 시스템을 전체 시스템이 인식하도록 하는 방법에 관한 것이다.
클러스터 시스템은 상호 연결된 완전한 컴퓨터 시스템들의 집합으로 이루어져 있는 병렬 또는 분산된 형태의 시스템이며, 상기의 "완전한 컴퓨터"라 함은 독립적으로 사용 가능한 컴퓨터를 구성하는 일반 구성요소 즉, 하나 이상의 프로세서와, 허용 가능한 용량의 메모리와, 입/출력 설비 및 운영체제가 조합된 것을 의미한다.
클러스터 시스템은 클러스터 내의 한 노드의 동작이 셧다운되면 그 노드가 수리될 때까지 클러스터 내의 다른 노드들이 동작이 셧다운된 상기 노드의 임무를 자동으로 실행하므로, 사용자에 의한 고장시간(down time)이 없어 높은 가용성을 자랑한다.
다만, 이러한 클러스터 시스템에 신규 시스템을 추가하기 위해서는 시스템 관리자가 모든 클러스터 시스템의 운영을 중단하고, 각 클러스터 시스템의 구성정보를 새로운 구성정보로 대체한 다음, 전체 클러스터 시스템을 다시 가동하여야 하므로 시스템 관리자에 의한 고장시간(down time)이 존재할 수 있다.
즉, 상기처럼 시스템 추가를 위해 전 시스템을 일단 중단시켜야 한다면, 클러스터 시스템 고유의 장점인 연속적인 서비스 제공의 취지가 무색해지며 이는 곧 클러스터 시스템의 고 가용성을 보장하지 못하게 하는 주범이 된다.
또한, 클러스터 시스템 그룹의 구성단위가 몇 십대에서 몇 백대일 경우에는 시스템 추가 작업 자체가 아예 불가능해질 수도 있는 문제점이 있다. 시스템 관리자가 손수 기존의 시스템을 위해 새로운 구성정보를 갱신해주어야 하는 바, 이는 상기처럼 그 구성이 백 단위인 경우 매우 번거로운 문제가 될 수 있고, 더우기 예 측하지 못한 구성정보에의 에러가 발생할 경우라면 엄청난 인적, 시간적, 물적 낭비를 초래할 수 있기 때문이다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 추가 시스템이 운영을 개시한 후 기존 시스템과의 통신으로 시스템 갱신에 필요한 정보를 주고 받음으로써 시스템 구성정보를 전체 클러스터 시스템이 공유하고 이를 통해 시스템 전체의 재시동 없이도 신규 시스템을 기존 시스템에 추가하도록 하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 추가될 클러스터 시스템(이하 "추가 시스템"이라 함)이 운영을 개시하는 제 1단계와, 추가 시스템과 기 구성된 클러스터 시스템(이하 "기존 시스템"이라 함)이 서로 통신하여 시스템 갱신에 필요한 정보를 주고받는 제 2단계와, 기존 시스템이 추가 시스템으로부터 전송받은 정보를 통해 시스템을 갱신하는 제 3단계를 구비한다.
이 때, 상기 제 1단계의 운영을 개시하는 것은, 기존 시스템에 추가 시스템의 운영 프로그램의 개시를 알리는 패킷을 전송하고, 그에 대한 응답을 기다리는 것임을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2단계의 필요한 정보를 주고받는 것은, 기존 시스템 중에서 마스터 시스템을 선정하는 제 2-1단계와, 상기 선정된 마스터 시스템이 보유한 시스템 구성정보에 상기 추가 시스템이 등록되지 않은 경우 추가 시스템에 시스템 구성정보를 요청하는 제 2-2단계와, 마스터 시스템이 추가 시스템으로부터 시스템 구성정보를 전송받아 마스터 시스템 외의 시스템들에게 배포하는 제 2-3단계와, 상기 배포된 정보에 의해 기존 시스템의 시스템 구성정보 갱신이 완료된 경우 마스터 시스템이 추가 시스템에 참여 패킷(join packet)을 전송하는 2-4단계를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 제 2-1단계의 마스터 시스템을 선정하는 것은, 추가 시스템으로부터 운영 개시를 알리는 패킷을 수신한 노드가 마스터 시스템이 되고, 타 노드들에게 자신이 마스터 시스템임을 알리는 패킷을 전송하는 단계와, 마스터 시스템이 중복 선정되지 않도록 타 노드에 마스터 락(lock)을 설정하는 단계를 포함하여 이루어진다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명한다.
도 1은 클러스터 시스템 가동을 개시한 경우의 작동과정을 단계별로 나타내는 종래 기술의 구성도이다.
클러스터(Cluster) 시스템은 2대 또는 그 이상의 서버 시스템(이때 그 서버 시스템 각각을 노드라 한다)으로 구성되며, 시스템 운용상태를 시스템 상호간에 지속적으로 체크하여 운용중인 작업들(Task)에 문제가 발생하였는지 또는 운용중인 시스템에 문제가 발생하였는지를 확인하여, 문제가 발생한 노드 또는 그 노드에서 운용중인 작업(Task)을 별도로 지정된 타 노드로 서비스 권리를 넘기도록 하여 외부 클라이언트(Client)의 서비스 요청에 연속적으로 응대할 수 있도록 한다.
이러한 기능은 클러스터 운영 프로그램의 시스템 관리부분(Node Part), 운용작업 관리부분(Task Part), 클러스터 운영정보 관리부분(Information Part)로 나누어 처리한다. 각 부분은 하나 혹은 여러 개의 프로세스로 구현될 수 있으며, 본 발명에서는 독립 프로세스로 구현되었다고 가정한다. 가정된 프로세스의 명칭은 각각 Node Manager, Information Manager, Task Manager이다.
초기 클러스터 시스템 그룹은 각 시스템의 지정된 경로에 위치하는 구성정보를 기초로 클러스터 운영 프로그램이 논리적으로 구성한다. 이를 위해 요구되는 구성정보는 클러스터 시스템의 정보(IP 주소, 호스트 이름 등)와 클러스터 시스템 간 정보교환을 위한 네트워크 정보(heartbeat IP 주소, NIC 명칭 등), 클러스터 시스템에 의해 관리되는 작업의 정보(service IP 주소, file system 경로, application 명령어 등) 등을 포함한다.
이러한 시스템 그룹은 그 구성원인 노드간에 네트워크로 연결되어 있는데, 이는 토큰 링(token ring), 이더넷(ethernet), 100mb 이더넷, 기가비트 이더넷, FDDI 링, ATM 및 고속 스위치 등을 포함한다.
상기 시스템 구성을 바탕으로 클러스터 시스템의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.
마스터 프로세스(101)는 클러스터 시스템의 구성정보(110)를 읽은 후 운영을 개시한다(S1단계). 이어서 마스터 프로세스(101)는 클러스터 운영 프로그램의 각각의 역할 담당 프로세스 즉, 노드 매니저(Node Manager, 103), 운용정보 매니저(Information Manager, 105), 운용작업 매니저(Task Manager, 107)를 수행한다(S2단계).
각 프로세스 또한 상기 구성정보(110)를 읽어와서 구성정보 구조체를 생성하고(S3단계), 생성된 구성정보 구조체를 바탕으로 각 프로세스에 미리 정의된 작업을 수행한다(S4단계).
도 2는 본 발명인 구성정보 공유를 통한 클러스터 시스템 동적 재구성 방법을 구현하기 위한 시스템 구성도이다.
본 발명은 2대 내지 N대의 서버 시스템으로 클러스터 시스템을 구성할 수 있으나, 설명의 편의를 위하여 4대만을 도시한다. 도시된 4대 중 3대(201 내지 203)는 기존에 운영중인 서버 시스템을 나타내며, 1대(205)는 새로이 추가되는 서버 시스템을 나타낸다. 여기서 추가되는 서버 시스템(205)은 기존의 클러스터 시스템 그룹과 물리적으로 구성이 완료된 상태로 가정한다. 또한, 클러스터 시스템 그룹이 N 대로 구성되어 있어도 각각의 내부구조는 상기 도 1의 각 노드와 동일하다.
신규 시스템이 추가되는 순차적인 과정에 대한 설명은 이하 도 3에서 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명인 구성정보 공유를 통한 클러스터 시스템 동적 재구성 방법 을 구현하기 위한 데이터 흐름도이다.
본 발명은 상술한 바 대로 추가 시스템이 운영을 개시하는 제 1단계와, 추가 시스템과 기존 시스템이 서로 통신하여 시스템 갱신에 필요한 정보를 주고받는 제 2단계와, 기존 시스템이 추가 시스템으로부터 전송받은 정보를 통해 시스템을 갱신하는 제 3단계로 구성된다.
상기 각 단계에서의 상세 동작을 도 3을 참고하여 설명하면 다음과 같다.
제 1단계는 새로 작성된 구성정보를 가진 추가 시스템이 운영을 개시하는 단계이며, 새로 작성된 구성정보는 기존 시스템 그룹의 정보에 추가 시스템에 대한 구성정보를 더 포함하고 있다. 추가 시스템에서 클러스터 시스템의 운영을 개시하면 기존 시스템 그룹과의 통신이 시작되며 이때 추가 시스템은 자신의 시스템이 시작되었다는 것을 클러스터 시스템 그룹의 구성 시스템 각각에 전송한다. 따라서 제 1단계는 추가 시스템의 시작을 알리는 패킷을 전송하고 기존 시스템의 응답을 기다리는 단계이다(301).
제 2단계는 추가 시스템이 기존 시스템과 통신하는 단계로, 추가 시스템이 전송한 클러스터 운영 프로그램의 시작을 알리는 패킷을 수신하면서 시작되는 단계이다.
클러스터 운영 프로그램의 시작을 알리는 패킷을 받게 되면 운영중인 시스템들은 임의의 마스터 시스템을 선정한다. 마스터 시스템의 선택은 운영중인 노드들 간의 상호 통신을 통해서 이루어지며 마스터 시스템은 패킷을 최초 수신한 노드가 되고 그 선택된 노드는 운영중인 노드들에 자신이 마스터 시스템임을 알리는 패킷 을 전송함과 동시에(303), 마스터 시스템이 중복으로 설정되지 않도록 마스터 락(lock)을 설정한다(305).
마스터 시스템이 선택되면 마스터 시스템은 클러스터가 시작된 시스템의 정보와 자신이 가지고 있는 정보를 비교하여 정보가 존재하지 않는 시스템일 경우 새로운 시스템으로 간주하여 추가 시스템에 정보를 요청하는 패킷을 전송한다(307).이때, 시스템에 관한 정보가 존재하는 경우에는 클러스터 운영 프로그램의 재시작으로 판단한다.
정보요청을 받은 추가 시스템은 자신의 시스템 구성정보와 추가 작업의 정보를 전송한다(309).
전송받은 정보로 마스터 시스템은 운영중인 시스템들이 정보를 갱신하도록 추가 시스템의 정보를 다른 노드들에게 배포한다(311).
제 3단계는 기존 시스템이 추가 시스템 정보를 전송받아 구성정보를 갱신하는 단계로 상기 제 2단계에서 마스터 시스템이 추가 시스템으로부터 수신한 정보를 운영중인 시스템들에 배포한 후 진행되는 단계이다. 운영중인 시스템들은 기존 구성정보 구조체를 마스터 시스템이 전송한 새로운 구성정보로 대체하는 작업을 진행한다. 새로운 구성정보로 대체하는 작업이 완료되면 별도의 수정없이 새로운 구성정보로 클로스터 시스템 그룹이 전체 동작이 계속 진행된다. 이는 클러스터의 동작이 매번 구성정보 값을 읽어서 사용하기 때문에 가능하다.
모든 운영중인 시스템의 정보 갱신 작업이 완료되면 마스터 시스템은 추가 시스템에 시스템 참여(join) 패킷을 전송함으로써 시스템 추가를 완료한다(313).
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.
이상 설명한 것처럼, 본 발명에 따르면 클러스터(cluster) 시스템 그룹에 신규 시스템을 추가로 등록함에 있어서 시스템 구성정보를 전체 시스템이 공유함으로써 클러스터 시스템 전체의 재시동 없이 신규 시스템을 전체 시스템이 인식할 수 있도록 하는 방법이 제공된다. 이로써, 기존의 방법으로 시스템을 추가할 경우 클러스터 운영 프로그램을 중단하지 않고도 클러스터 시스템을 추가하는 작업을 진행할 수 있으므로 클러스터 운영 프로그램의 고 가용성을 보장받을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 기존의 방법에 의할 때 시스템 관리자가 일일이 전체 시스템을 종료하고 새로운 시스템을 추가하여 다시 전체 시스템을 재시동하여야 하는 수고로움을 덜 수 있고, 예측하지 못한 구성정보의 에러가 발생하더라도 시스템이 멈추는 일이 없으므로 높은 안정성을 보장받을 수 있다.
그 외에, 기존의 방법으로 시스템을 추가하는데 소요되는 시간은 (기 구성된 클러스터를 종료하는 시간*노드 수)+(새로운 구성정보를 적용하는 시간*노드 수)+(새로 구성된 클러스터를 시작하는 시간*노드 수)로 나타낼 수 있는 바, 본 발명에 따르면 이를 (기 구성된 클러스터와 추가 노드의 통신시간)+(기 구성된 클러스터의 추가 노드 적용시간)으로 대체함으로써 총 소요시간을 대폭 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 추가될 클러스터 시스템(이하 "추가 시스템"이라 함)이 운영을 개시하는 제 1단계;
    기 구성된 클러스터 시스템(이하 "기존 시스템"이라 함) 중에서 마스터 시스템을 선정하는 제 2단계;
    상기 선정된 마스터 시스템이 보유한 시스템 구성정보에 상기 추가 시스템이 등록되어 있지 않은 경우, 추가 시스템에 시스템 구성정보를 요청하는 제 3단계;
    마스터 시스템에서 추가 시스템으로부터 상기 요청한 시스템 구성정보를 전송받아 마스터 시스템 외의 시스템들에게 배포하는 제 4단계;
    상기 배포된 정보에 의해 기존 시스템의 시스템 구성정보 갱신이 완료된 경우, 마스터 시스템이 추가 시스템에 참여 패킷(join packet)을 전송하는 제 5단계; 및
    기존 시스템이 추가 시스템으로부터 전송받은 정보를 통해 시스템을 갱신하는 제 6단계;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 구성정보 공유를 통한 클러스터 시스템 동적 재구성 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1단계의 운영을 개시하는 것은, 추가 시스템이 그 운영 프로그램의 개시를 알리는 패킷을 기존 시스템에게 전송하고, 그에 대한 응답을 기다리는 것임을 특징으로 하는, 구성정보 공유를 통한 클러스터 시스템 동적 재구성 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제 2단계는
    추가 시스템으로부터 운영 프로그램의 개시를 알리는 패킷을 수신한 노드가 마스터 시스템이 되고 타 노드들에게 자신이 마스터 시스템임을 알리는 패킷을 전송하는 단계와,
    마스터 시스템이 중복 선정되지 않도록 타 노드에 마스터 락(lock)을 설정하는 단계
    를 포함하여 이루어지는 것임을 특징으로 하는 구성정보 공유를 통한 클러스터 시스템 동적 재구성 방법.
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