KR100980599B1 - 입출력 공유장치를 이용한 클라우드 서비스 시스템 - Google Patents

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Abstract

클라우드 서비스 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 클라우드 서비스 시스템은, 인터넷에 연결되어 데이터 통신을 수행하는 네트워크 스위치 허브; 네트워크 스위치 허브를 통해 인터넷과 데이터 통신을 수행하는 호스트 네트워크 인터페이스 카드를 구비하며 입출력 공유 장치의 제어에 따라 다수의 가상머신을 실행시키며 실행되는 다수의 가상머신이 호스트 네트워크 인터페이스 카드를 통해 인터넷의 다수의 사용자 단말과 통신을 수행하는 복수의 호스트 컴퓨터; 적어도 하나의 가상머신 이미지를 저장하는 저장장치; 및 네트워크 스위치 허브를 통해 인터넷과 데이터 통신을 수행하는 공유 네트워크 인터페이스 카드를 구비하며 인터넷에 연결된 사용자 단말의 요청에 따라 저장장치 내의 적어도 하나의 가상머신 이미지 중 하나를 선택하여 복수의 호스트 컴퓨터 중 어느 하나에서 실행시키는 입출력 공유장치를 포함한다.

Description

입출력 공유장치를 이용한 클라우드 서비스 시스템{CLOUD SERVICE SYSTEM USING KVM}
입출력 공유장치를 이용하여 구현된 클라우드 서비스 시스템에 관한 것이다.
최근 인터넷 기반(cloud)의 컴퓨팅(computing) 기술인 클라우드 컴퓨팅 기술에 대한 관심이 고조되고 있다. 이러한 클라우드 컴퓨팅 기술은 사용자로 하여금 언제 어디서나 다양한 단말기를 이용하여 인터넷에 연결된 서버에 접속해서 콘텐츠 또는 애플리케이션 등의 소프트웨어를 사용할 수 있게 해준다.
이는 정보가 인터넷 상의 서버에 영구적으로 저장되고 데스크 탑이나 테이블 컴퓨터, 노트북, 벽걸이 컴퓨터, 휴대용 기기 등과 같은 클라이언트 단말기에는 일시적으로 보관되는 패러다임을 나타낸다. 이를 통해서 사용자는 지원하는 기술 인프라스트럭처에 대한 전문 지식이 없어도 또는 제어할 줄 몰라도 인터넷으로부터 원하는 서비스를 이용할 수 있게 된다.
즉, 사용자는 데이터를 신뢰성 높은 서버에 보관함으로써 안전하게 보관할 수 있게 된다. 기기를 가지지 못한 소외계층의 사용자도 공용 컴퓨터나 인터넷에 연결된 컴퓨터가 있다면 개인 컴퓨팅 환경을 누릴 수 있게 된다. 나아가 개인이 가지고 다녀야 하는 장비나 저장공간의 제약이 사라지게 된다.
이를 위해서 가상화 컴퓨터 기술 기반의 클라우드 서비스 시스템의 구축이 필수적으로 요구된다. 이 클라우드 서비스 시스템은 복잡한 하드웨어 구조에 컴퓨터 풀(Pool)을 구성한 시스템 풀을 나타내며, 이를 구축하기 위해서는 다수의 가상머신을 효율적으로 관리하고 가상머신의 네트워크 트래픽을 제어하는 등의 기술이 요구된다.
다수의 가상머신을 효율적으로 관리하고 가상머신의 네트워크 트래픽을 제어하는 클라우드 서비스 시스템이 제안된다.
일 양상에 따른 클라우드 서비스 시스템은, 인터넷에 연결되어 데이터 통신을 수행하는 네트워크 스위치 허브; 상기 네트워크 스위치 허브를 통해 인터넷과 데이터 통신을 수행하는 호스트 네트워크 인터페이스 카드를 구비하며 입출력 공유 장치의 제어에 따라 다수의 가상머신을 실행시키며 상기 실행되는 다수의 가상머신이 상기 호스트 네트워크 인터페이스 카드를 통해 인터넷의 다수의 사용자 단말과 통신을 수행하는 복수의 호스트 컴퓨터; 적어도 하나의 가상머신 이미지를 저장하는 저장장치; 및 상기 네트워크 스위치 허브를 통해 인터넷과 데이터 통신을 수행하는 공유 네트워크 인터페이스 카드를 구비하며, 인터넷에 연결된 사용자 단말의 요청에 따라 상기 저장장치 내의 적어도 하나의 가상머신 이미지 중 하나를 선택하여 상기 복수의 호스트 컴퓨터 중 어느 하나에서 실행시키는 입출력 공유장치를 포함한다.
상기 입출력 공유 장치는, 상기 복수의 호스트 컴퓨터의 네트워크 인터페이스 카드의 네트워크 주소별로 해당 호스트 컴퓨터에서 실행되는 다수의 가상머신 정보를 관리할 수 있다.
상기 다수의 가상머신 정보는, 해당 가상머신을 통해 실행된 애플리케이션, 상기 애플리케이션 실행결과 발생하는 데이터를 포함할 수 있다.
상기 입출력 공유 장치는, 상기 복수의 호스트 컴퓨터에서 실행되는 다수의 가상머신 정보를 일정 주기 또는 사용자에 요청에 따라 상기 저장장치에 저장할 수 있다.
상기 입출력 공유 장치는, 상기 복수의 호스트 컴퓨터 중 일부를 인터넷에 연결된 사용자 단말의 요청에 따른 가상머신 이미지의 실행에 사용하고 나머지를 스탠바이(standby) 시킬 수 있다.
상기 입출력 공유 장치는, 가상머신이 실행되는 호스트 컴퓨터에 이상이 발생한 경우, 상기 이상이 발생한 호스트 컴퓨터 내의 다수의 가상머신의 수행결과 발생된 가상머신 정보들을 상기 저장장치에서 확인하여, 상기 대기중인 호스트 컴퓨터 중 어느 하나로 전송하여 상기 이상이 발생한 호스트 컴퓨터에서 실행되는 다수의 가상머신의 동작이 실행되도록 제어할 수 있다.
상기 입출력 공유 장치는, 상기 일부의 호스트 컴퓨터들과 네트워크 스위치 허브 간에 송수신 되는 트래픽이 각각 설정된 트래픽을 초과하는가를 모니터링 하고, 설정된 트래픽을 초과한 호스트 컴퓨터에서 발생하는 트래픽을 차단하거나 제한할 수 있다.
상기 입출력 공유 장치는, 상기 일부의 호스트 컴퓨터들 내 다수의 가상머신의 트래픽이 각각 설정된 트래픽을 초과하는가를 모니터링 하고, 초과한 가상머신에서 발생하는 트래픽을 차단하거나 제한할 수 있다.
상기 네트워크 스위치 허브는, 인터넷에 연결된 다른 다수의 네트워크 스위치 허브 간에 각각 암호화된 터널링(Tunneling) 채널을 생성하여 데이터를 송수신할 수 있다.
상기 저장장치는, 상기 적어도 하나의 가상머신 이미지를 설정된 시간마다 백업할 수 있다.
상기 복수의 호스트 컴퓨터는, 각각 배터리를 보조전원으로 구비할 수 있다.
상기 클라우드 서비스 시스템은, 주전원이 정전되는 경우 미리 축적된 전원을 상기 클라우드 서비스 시스템에 공급하는 무정전전원장치를 더 포함할 수 있다.
상기 입출력 공유장치와 복수의 호스트 컴퓨터는, USB(universal serial bus) to RJ45 인터페이스, USB to USB 인터페이스, RJ45 to RJ45 중 어느 하나로 연결되고, 상기 입출력 공유장치와 저장장치는, USB to USB 인터페이스, USB to RJ45 인터페이스, RJ45 to RJ45 인터페이스, Fiber to Fiber 인터페이스 중 어느 하나로 연결될 수 있다.
상기 저장장치는, 다른 다수의 클라우드 서비스 시스템 내 저장장치 간에 가상머신 이미지를 동기 또는 비동기 시킬 수 있다.
입출력 공유장치와 복수의 호스트 컴퓨터 간 연결, 입출력 공유장치와 저장장치 간 연결을 범용 직렬 버스 인터페이스를 통해 연결할 수 있도록 함으로써, 저렴한 가격으로 간단하게 고속의 클라우드 서비스 시스템을 구성할 수 있게 된다.
도 1은 실시예에 따른 클라우드 서비스 시스템의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 클라우드 서비스 시스템에서 가상머신 이미지 및 호스트 컴퓨터에서 실행되는 가상머신 간의 관계를 나타낸 도면.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 클라우드 서비스 시스템에 대한 구성을 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 클라우드 서비스 시스템은, 네트워크 스위치 허브(10), 복수의 호스트 컴퓨터(11, 12, 13), 입출력 공유장치(14) 및 저장장치(15)를 포함한다. 이때, 복수의 호스트 컴퓨터(11, 12, 13)와 입출력 공유장치(14)는, USB(universal serial bus) to RJ45 인터페이스, USB to USB 인터페이스, RJ45 to RJ45 중 어느 하나로 연결될 수 있다. 입출력 공유장치(14)와 저장장치(15)는, USB to USB 인터페이스, USB to RJ45 인터페이스, RJ45 to RJ45 인터페이스, Fiber to Fiber 인터페이스 중 어느 하나로 연결될 수 있다.
위의 인터페이스를 이용하여, 입출력 공유장치(14)와 복수의 호스트 컴퓨터(11, 12, 13)를 연결하고 입출력 공유장치(14)와 저장장치(15)를 연결함으로써, 저렴한 비용으로 간단하게 고속의 클라우드 서비스 시스템을 구성할 수 있게 된다.
이러한 클라우드 서비스 시스템에서 네트워크 스위치 허브(10)는 인터넷에 연결되어 데이터 통신을 수행한다. 나아가 네트워크 스위치 허브(10)는 인터넷에 연결된 다른 다수의 네트워크 스위치 허브 간에 각각 암호화된 터널링(Tunneling) 채널을 생성하여 데이터를 송수신한다.
즉, 네트워크 스위치 허브(10)는 인터넷에 연결된 다른 다수의 네트워크 스위치 허브와 가설 사설망(Virtual Private Network)를 구성하여 통신을 수행한다. 이 가설 사설망을 통해서 통신 상대자들끼리 암호화된 터널링 채널을 통하여 데이터를 송수신함으로써 외부에서 데이터 도청 및 변조를 방지할 수 있게 된다.
복수의 호스트 컴퓨터(11, 12, 13)는 각각 네트워크 스위치 허브(10)를 통해 인터넷과 데이터 통신을 수행하는 호스트 네트워크 인터페이스 카드(11-5, 12-5, 13-5)를 구비하며 입출력 공유 장치(14)의 제어에 따라 다수의 가상머신(11-1, 11-2, 11-3, 11-4, 12-1, 12-2, 12-3, 12-4, 13-1, 13-2, 13-3, 13-4)을 실행시키며 실행되는 다수의 가상머신이 각각의 호스트 네트워크 인터페이스 카드를 통해 인터넷의 다수의 사용자 단말과 통신을 수행하도록 한다.
저장장치(15)는 적어도 하나의 가상머신 이미지를 저장한다. 또한 저장장치(15)는 적어도 하나의 가상머신 이미지를 설정된 시간마다 백업할 수 있다. 이에 따라, 가상머신 이미지가 손상된 경우 손상되기 전에 백업된 가상머신 이미지로 되돌릴 수 있게 된다. 저장장치(15)는 다른 다수의 클라우드 서비스 시스템 내 저장장치 간에 가상머신 이미지를 동기 또는 비동기 시킨다. 이를 통해 원격백업 또는 재난복구시스템으로 활용할 수 있게 된다.
입출력 공유장치(14)는 네트워크 스위치 허브(10)를 통해 인터넷과 데이터 통신을 수행하는 공유 네트워크 인터페이스 카드(14-4)를 구비하며 인터넷에 연결된 사용자 단말의 요청에 따라 저장장치(15) 내의 적어도 하나의 가상머신 이미지 중 하나를 선택하여 복수의 호스트 컴퓨터(11, 12, 13) 중 어느 하나에서 실행시킨다. 입출력 공유장치(14)는 복수의 호스트 컴퓨터를 하나의 랙(케이스)에 장착하여 운영하는 방식에서, 복수의 호스트 컴퓨터(11, 12, 13)의 제어를 위해서 각각의 입출력 장치들, 예를 들어 키보드, 비디오 장치, 마우스를 공유할 수 있도록 해주는 장치이다.
이때, 입출력 공유 장치는, 복수의 호스트 컴퓨터의 네트워크 인터페이스 카드의 네트워크 주소별로 해당 호스트 컴퓨터에서 실행되는 다수의 가상머신 정보를 관리할 수 있다. 즉, 가상머신 정보는 가상머신을 통해 실행된 애플리케이션, 상기 애플리케이션 실행결과 발생하는 데이터를 포함할 수 있으며, 해당 가상머신 이미지 내에 포함될 수 있다.
이에 대한 실시예가 도 2에 도시되어 있다. 저장장치(15)는 호스트 컴퓨터(11, 12) 별로 실행되는 가상머신에 대한 가상머신 이미지를 저장한다. 즉, 저장장치(15)의 스토리지 볼륨1(Storage Volume 1)은 호스트 컴퓨터(11)에서 실행되는 다수의 가상머신(Guest OS VM1, Guest OS VM2, Guest OS VM3, Guest OS VM4)의 이미지(Vm01.img, Vm02.img, Vm03.img, Vm04.img)를 저장하고, 저장장치(15)의 스토리지 볼륨2(Storage Volume 2)는 호스트 컴퓨터(12)에서 실행되는 다수의 가상머신(Guest OS VM5, Guest OS VM6, Guest OS VM7, Guest OS VM8)의 이미지(Vm05.img, Vm06.img, Vm07.img, Vm08.img)를 저장한다.
따라서, 이러한 호스트 컴퓨터(11, 12, 13)별로 실행되는 가상머신 이미지들을 그룹화하여 저장장치(15)에 저장해두고, 호스트 컴퓨터(11, 12, 13)는 다수의 사용자의 요청에 따라 다수의 가상머신을 실행함으로써, 서버로서 동작하게 된다.
한편 입출력 공유 장치(14)는 복수의 호스트 컴퓨터(11, 12, 13)에서 실행되는 다수의 가상머신 정보를 일정 주기 또는 사용자에 요청에 따라 저장장치에 저장할 수 있다.
나아가 입출력 공유 장치(14)는, 복수의 호스트 컴퓨터(11, 12, 13) 중 일부를 인터넷에 연결된 사용자 단말의 요청에 따른 가상머신 이미지의 실행에 사용하고 나머지를 스탠바이(standby) 시킬 수 있다. 실시예로, 입출력 공유장치(14)는 호스트 컴퓨터(11, 12)를 사용자 단말의 요청에 따른 가상머신 이미지에 실행에 사용하고 나머지 호스트 컴퓨터(13)를 스탠바이 시킬 수 있다.
이에 따라, 입출력 공유 장치(14)는, 가상머신이 실행되는 호스트 컴퓨터(11, 12)에 이상이 발생한 경우, 이상이 발생한 호스트 컴퓨터 내의 다수의 가상머신의 수행결과 발생된 가상머신 정보들을 저장장치(15)에서 확인하여, 대기중인 호스트 컴퓨터(13)로 전송하여 이상이 발생한 호스트 컴퓨터에서 실행되는 다수의 가상머신의 동작이 실행되도록 제어할 수 있다. 이를 통해서 사용자 단말에 제공중인 서비스를 끊김 없이 제공할 수 있게 된다.
나아가 입출력 공유 장치(14)는 가상머신 실행중인 호스트 컴퓨터들과 네트워크 스위치 허브 간에 송수신 되는 트래픽이 각각에 설정된 트래픽의 초과 여부를 모니터링 하고, 설정된 트래픽을 초과한 호스트 컴퓨터에서 발생하는 트래픽을 차단하거나 제한할 수 있다. 이를 통해서 다른 호스트 컴퓨터에서 실행중인 가상머신을 통한 서비스가 원활하게 이루어질 수 있게 된다.
또한, 입출력 공유 장치(14)는 일부의 호스트 컴퓨터들 내 다수의 가상머신의 트래픽이 각각 설정된 트래픽을 초과하는가를 모니터링 하고, 초과한 가상머신에서 발생하는 트래픽을 차단하거나 제한할 수 있다. 이를 통해서 트래픽이 초과한 호스트 컴퓨터 내 다른 가상머신들을 통한 서비스가 원활하게 이루어질 수 있게 된다.
나아가 복수의 호스트 컴퓨터(11, 12, 13)는 각각 배터리를 보조전원으로 구비할 수 있다. 또한 클라우드 서비스 시스템은 주전원이 정전되는 경우 미리 축적된 전원을 클라우드 서비스 시스템에 공급하는 무정전전원장치를 더 포함할 수 있다. 이에 따라 복수의 호스트 컴퓨터(11, 12, 13)의 전원공급에 이상이 발생한 경우 또는 클라우드 서비스 시스템의 주전원 공급에 이상이 발생한 경우에 동작전원을 안정적으로 공급함으로써 사용자 단말에 안정적으로 서비스를 제공할 수 있게 된다.
이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허청구범위에 기재된 내용 및 그와 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 인터넷에 연결되어 데이터 통신을 수행하는 네트워크 스위치 허브;
    상기 네트워크 스위치 허브를 통해 인터넷과 데이터 통신을 수행하는 호스트 네트워크 인터페이스 카드를 구비하며 입출력 공유 장치의 제어에 따라 다수의 가상머신을 실행시키며 상기 실행되는 다수의 가상머신이 상기 호스트 네트워크 인터페이스 카드를 통해 인터넷의 다수의 사용자 단말과 통신을 수행하는 복수의 호스트 컴퓨터;
    적어도 하나의 가상머신 이미지를 저장하는 저장장치; 및
    상기 네트워크 스위치 허브를 통해 인터넷과 데이터 통신을 수행하는 공유 네트워크 인터페이스 카드를 구비하며, 인터넷에 연결된 사용자 단말의 요청에 따라 상기 저장장치 내의 적어도 하나의 가상머신 이미지 중 하나를 선택하여 상기 복수의 호스트 컴퓨터 중 어느 하나에서 실행시키며, 상기 복수의 호스트 컴퓨터의 네트워크 인터페이스 카드의 네트워크 주소별로 해당 호스트 컴퓨터에서 실행되는 다수의 가상머신 정보를 관리하는 입출력 공유장치를 포함하되,
    상기 다수의 가상머신 정보는 해당 가상머신을 통해 실행된 애플리케이션, 상기 애플리케이션 실행결과 발생하는 데이터를 포함하는, 클라우드 서비스 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 입출력 공유 장치는,
    상기 복수의 호스트 컴퓨터에서 실행되는 다수의 가상머신 정보를 일정 주기 또는 사용자에 요청에 따라 상기 저장장치에 저장하는, 클라우드 서비스 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 입출력 공유 장치는,
    상기 복수의 호스트 컴퓨터 중 일부를 인터넷에 연결된 사용자 단말의 요청에 따른 가상머신 이미지의 실행에 사용하고 나머지를 스탠바이(standby) 시키는, 클라우드 서비스 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 입출력 공유 장치는,
    가상머신이 실행되는 호스트 컴퓨터에 이상이 발생한 경우, 상기 이상이 발생한 호스트 컴퓨터 내의 다수의 가상머신의 수행결과 발생된 가상머신 정보들을 상기 저장장치에서 확인하여, 상기 대기중인 호스트 컴퓨터 중 어느 하나로 전송하여 상기 이상이 발생한 호스트 컴퓨터에서 실행되는 다수의 가상머신의 동작이 실행되도록 제어하는, 클라우드 서비스 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 입출력 공유 장치는,
    상기 일부의 호스트 컴퓨터들과 네트워크 스위치 허브 간에 송수신 되는 트래픽이 각각 설정된 트래픽을 초과하는가를 모니터링 하고, 설정된 트래픽을 초과한 호스트 컴퓨터에서 발생하는 트래픽을 차단하거나 제한하는, 클라우드 서비스 시스템.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 입출력 공유 장치는,
    상기 일부의 호스트 컴퓨터들 내 다수의 가상머신의 트래픽이 각각 설정된 트래픽을 초과하는가를 모니터링 하고, 초과한 가상머신에서 발생하는 트래픽을 차단하거나 제한하는, 클라우드 서비스 시스템.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 네트워크 스위치 허브는,
    인터넷에 연결된 다른 다수의 네트워크 스위치 허브 간에 각각 암호화된 터널링(Tunneling) 채널을 생성하여 데이터를 송수신하는, 클라우드 서비스 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 저장장치는,
    상기 적어도 하나의 가상머신 이미지를 설정된 시간마다 백업하는, 클라우드 서비스 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 저장장치는,
    다른 다수의 클라우드 서비스 시스템 내 저장장치 간에 가상머신 이미지를 동기 또는 비동기 시키는, 클라우드 서비스 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 호스트 컴퓨터는 각각 배터리를 보조전원으로 구비하는, 클라우드 서비스 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 클라우드 서비스 시스템은,
    주전원이 정전되는 경우 미리 축적된 전원을 상기 클라우드 서비스 시스템에 공급하는 무정전전원장치를 더 포함하는, 클라우드 서비스 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 입출력 공유장치와 복수의 호스트 컴퓨터는, USB(universal serial bus) to RJ45 인터페이스, USB to USB 인터페이스, RJ45 to RJ45 중 어느 하나로 연결되고, 상기 입출력 공유장치와 저장장치는, USB to USB 인터페이스, USB to RJ45 인터페이스, RJ45 to RJ45 인터페이스, Fiber to Fiber 인터페이스 중 어느 하나로 연결되는, 클라우드 서비스 시스템.
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