KR101341254B1 - 가상 머신 구동 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

가상 머신 구동 시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가상 머신 구동 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 가상 머신 구동 시스템의 제어방법은, 특정 서비스 구동 요청을 수신하는 단계와; 상기 요청된 특정 서비스에 대응되는 가상 머신(VM: Virtual Machine)을 판단하는 단계와; 각 가상 머신을 부하 특성별로 분류한 데이터베이스를 참조하여 상기 판단된 가상 머신의 부하 특성을 확인하는 단계와; 상기 확인된 부하 특성에 대응하는 호스트에 상기 판단된 가상 머신을 적재시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가상 머신 구동 시스템 및 그 제어방법{SYSTEM AND CONTROL METHOD FOR LOADING VIRTUAL MACHINE}
본 발명은 가상 머신을 구동시키는 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
최근 소프트웨어 기술의 발달과 더불어 서버 가상화가 널리 보급 및 사용되고 있다. 즉, 종래에는 각 서버 프로그램을 별도의 하드웨어에 적재시켜 실행되도록 해 왔으나, 최근에는 동일한 하드웨어에 가상화 기법을 활용하여 여러 개의 서버가 구동되도록 함으로써 비용 절감과 관리의 용이성을 꾀하고 있는 것이다.
이처럼 가상화 기법을 이용하면 비록 서로 다른 OS(Operating System)에서 구동되는 서버 어플리케이션이라 하더라도 동일한 하드웨어 플랫폼에서 구동시킬 수 있다.
즉, 하나의 호스트(하드웨어 플랫폼)에 여러 개의 가상 머신이 구동될 수 있으므로 다른 OS가 호스트에 가상 머신으로 설치(적재)되어 있는 경우라도 그에 상관하지 않고 또 다른 OS를 해당 호스트에 가상 머신으로 설치(적재)할 수 있는 것이다.
그런데 종래의 가상화 기법은 동일한 호스트에 여러 개의 가상 머신을 적재함에 있어서 랜덤으로 적재하거나 또는 각 호스트에 적재된 가상 호스트의 개수를 기준으로 적재하는 등의 방식이 이용되고 있어서 호스트 운영 효율이 만족스럽지 못한 실정이다.
특히 여러 개의 가상 머신을 적재하여 구동시키는 하이퍼바이저(Hypervisor)는 그 제품마다 알고리즘이 서로 상이한데 종래에는 그 하이퍼바이저나 그 하이퍼바이저가 구비되어 실제 가상 머신이 적재되는 호스트의 특성을 전혀 고려하지 않고 가상 머신을 적재해 오고 있는 것이다.
본 발명은 가상 머신과 호스트의 특성을 고려하여 최적의 호스트에 가상 머신을 적재하는 하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 가상 머신 구동 시스템은, 각 가상 머신을 부하 특성별로 분류하여 저장한 데이터베이스부와; 특정 서비스 구동 요청을 수신하는 요청 수신부와; 상기 요청 수신부에 요청 수신된 특정 서비스에 대응되는 가상 머신(VM: Virtual Machine)을 판단하는 가상 머신 판단부와; 상기 데이터베이스부를 참조하여 상기 가상 머신 판단부에서 판단된 가상 머신의 부하 특성을 확인하는 부하 특성 확인부와; 상기 부하 특성 확인부에서 확인된 부하 특성에 대응하는 호스트에 상기 판단된 가상 머신을 적재시키는 가상 머신 적재부를 포함하여 구성된다.
또, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 가상 머신 구동 시스템의 제어방법은, 특정 서비스 구동 요청을 수신하는 단계와; 상기 요청된 특정 서비스에 대응되는 가상 머신(VM: Virtual Machine)을 판단하는 단계와; 각 가상 머신을 부하 특성별로 분류한 데이터베이스를 참조하여 상기 판단된 가상 머신의 부하 특성을 확인하는 단계와; 상기 확인된 부하 특성에 대응하는 호스트에 상기 판단된 가상 머신을 적재시키는 단계를 포함하여 이루어진다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 동일한 부하 특성으로 분류된 가상 머신들을 동일한 호스트에 적재함으로써 해당 호스트에서의 가상 머신 처리 효율을 높일 수 있다.
즉, 각 호스트마다 구비된 하이퍼바이저의 알고리즘은 부하 특성에 따라 처리 효율이 크게 달라질 수 있는데, 이처럼 부하 특성이 서로 매칭되는(즉, 해당 하이퍼바이저의 처리 효율이 높은) 가상 머신들을 함께 동일한 호스트에 적재함으로써 처리 속도와 같은 가상 머신 구동에 있어서의 효율성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 머신 구동 시스템을 포함하는 전체 통신망 구성의 개략 구성도이고,
도 2는 도 1의 호스트에 가상 머신이 적재된 일 예를 나타낸 도면이고,
도 3은 도 1의 가상 머신 구동 시스템의 기능 블록도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 머신 구동 시스템의 제어 흐름도이고,
도 5는 도 1의 각 장치들 간의 전체적인 제어 플로우를 나타내면 도면이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가상 머신 구동 시스템을 포함하는 전체 통신망 구성은 도 1에 도시된 바와 같다.
동 도면에 도시된 바와 같이 전체 통신망은 요청 단말기(300), 적어도 하나의 호스트(210,220,230), 가상 머신 구동 시스템(100)을 포함하여 구성된다.
여기서 요청 단말기(300)는 고객 또는 관리자가 조작하는 단말기로서 특정 서비스의 구동을 요청하는 것이다. 예를 들어 고객에게 웹 서비스를 제공하기 위해 관리자는 요청 단말기(300)(일 예로 컴퓨터)를 조작하여 웹 서비스의 구동을 요청할 수 있는 것이다.
각 호스트(210,220,230)들은 가상 머신(VM: Virtual Machine)이 적재되어 실제 가상 머신의 실행에 따른 서비스를 제공하는 장치로서, 예를 들어 물리적 서버에 해당할 수 있다. 이러한 호스트(210,220,230)에는 가상 머신이 설치되거나 또는 그 가상 머신 구동을 제어하는 프로그램 즉, 하이퍼바이저가 설치될 수 있다.
각 호스트(210,220,230)에 하이퍼바이저와 복수 개의 가상 머신이 설치/적재된 상태가 도 2에 나타나 있다.
이처럼 하이퍼바이저는 복수 개의 가상 머신을 구동하기 위해 필요한 것이고 그 기술적 내용은 이미 공지된 것이므로 보다 상세한 설명은 생략한다.
여기서 각 호스트(210,220,230)는 하드웨어적 스펙은 서로 동일할 수 있으나, 그 호스트(210,220,230)에 적재되는 하이퍼바이저의 종류나 알고리즘에 따라 부하 특성이 서로 달라질 수 있다.
여기서 부하 특성이라는 것은 각 호스트(210,220,230)에 설치되거나 적재되는 하이퍼바이저, 또는 가상 머신이 어떠한 자원을 주로 이용하는지를 확률/통계적으로 산출하여 부여하는 특성을 의미한다.
예를 들어 제1 호스트(210)에 설치된 하이퍼바이저(특히 스케쥴러 기능)는 CPU(CENTRAL PROCESSING UNIT)/RAM(RANDOM ACCESS MEMORY)를 주로 이용하는 가상 머신(즉, 중앙처리장치/메모리 중점 소모 가상 머신)이 보다 효율적으로 동작하는 알고리즘을 가지고 있고, 제2 호스트(220)에 설치된 하이퍼바이저는 외부 I/O(INPUT/OUTPUT) 인터페이스를 주로 이용하는 가상 머신(즉, 외부 입력/출력 인터페이스 중점 소모 가상머신)이 보다 효율적으로 동작하는 알고리즘을 가지고 있으며, 제3 호스트(230)에 설치된 하이퍼바이저는 실시간 응답이 필요한 가상머신(실시간 어플리케이션 중점 실행 가상머신)이 보다 효율적으로 동작하는 알고리즘을 가지고 있을 수 있다.
여기서 중앙처리장치/메모리 중점 소모 가상 머신은 예를 들어 부동소수점 연산과 같이 복잡한 연산을 많이 수행하는 가상 머신에 해당할 수 있고, 외부 입력/출력 인터페이스 중점 소모 가상머신은 기록매체로써 하드디스크와의 통신이 빈번하거나 또는 외부 네트워크를 통한 통신이 빈번한 가상 머신에 해당할 수 있으며, 실시간 어플리케이션 중점 실행 가상머신은 외부로부터의 입력 또는 자체적으로 실행되는 알고리즘에 따라 실시간 응답 및 처리를 주로 처리하는 가상머신에 해당할 수 있다.
상술한 바와 같이 각 호스트(210,220,230)는 기 설치된 하이퍼바이저의 특성에 따라 각기 효율적으로 처리할 수 있는 가상 머신이 구별되는 것이다.
가상 머신 구동 시스템(100)은 이처럼 특정 서비스를 위한 가상 머신의 부하 특성을 고려하여 최적의 호스트(210,220,230)(즉, 그 가상 머신의 부하 특성에 부합하는 호스트)에 적재시키는 기능을 수행한다.
이러한 가상 머신 구동 시스템(100)은 복수 개의 서버로 구성될 수도 있는데, 그 기능별 블록으로 나타내면 도 3과 같다.
동 도면에 도시된 바와 같이 가상 머신 구동 시스템(100)은 데이터베이스부(110), 요청 수신부(120), 가상 머신 판단부(130), 부하 특성 확인부(140), 가상 머신 적재부(150), 부하 특성 분류부(160)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 데이터베이스부(110)에는 각 호스트(210,220,230)에 대한 정보와 각 가상 머신 정보가 부하 특성별로 분류되어 저장되어 있다.
여기서 데이터베이스에 저장되는 각 가상 머신의 부하 특성별 분류는 각 가상 머신이 호스트(210,220,230)에 구비된 하드웨어 자원들 중 어떠한 자원을 가장 빈번하게 사용하는지를 기준으로 분류된 것일 수 있다.
요청 수신부(120)는 요청 단말기(300)로부터 특정 서비스의 구동 요청을 수신하는 기능을 수행한다. 예를 들어 요청 수신부(120)에는 웹페이지 제공 서비스의 구동, 파일 관리 서비스 구동, 또는 채팅 서비스의 구동, 동영상 스트림 서비스의 구동 등 다양한 서비스의 구동 요청이 수신될 수 있다.
가상 머신 판단부(130)는 요청 수신부(120)에 요청 수신된 특정 서비스에 대응되는 가상 머신을 판단하는 기능을 수행한다. 예를 들어 데이터베이스부(110)에 파일 관리 서비스와 제1 가상 머신이 매칭되어 있고 채팅 서비스와 제2 가상 머신이 매칭되어 있는 경우, 가상 머신 판단부(130)는 파일 관리 서비스의 구동 요청이 있는 경우 해당 서비스의 제공을 위해 제1 가상 머신을 소정의 호스트(210,220,230)에 적재해야 함을 판단할 수 있는 것이다.
부하 특성 확인부(140)는 가상 머신 판단부(130)에서 판단된 가상 머신의 부하 특성을 데이터베이스부(110)를 참조하여 확인하는 기능을 수행한다.
데이터베이스부(110)에 저장된 각 가상 머신의 부하 특성은 해당 가상 머신이 이용되는 패턴이나 자원 소모 등을 기초로 동적으로 갱신될 수 있는데 이에 대한 보다 상세한 설명은 후술토록 한다.
가상 머신 적재부(150)는 부하 특성 확인부(140)에서 확인된 부하 특성에 대응하는 호스트(210,220,230)에 앞서 가상 머신 판단부(130)에서 판단된 가상 머신을 적재시키는 기능을 수행한다.
예를 들어 제2 호스트(220)가 그 설치된 하이퍼바이저에 의해 외부 입력/출력 인터페이스 중점 소모 가상머신의 실행에 적합하다고 데이터베이스부(110)에 저장되어 있고, 가상 머신 판단부(130)에서 판단된 가상 머신이 외부 입력/출력 인터페이스 중점 소모 가상머신인 경우 가상 머신 적재부(150)는 해당하는 가상 머신을 제2 호스트(220)에 적재시키는 것이다.
부하 특성 분류부(160)는 각 호스트(210,220,230) 별 가상 머신들의 자원 사용량을 주기적으로 모니터링 하여 각 가상 머신에 대한 부하 특성을 재분류하여 데이터베이스부(110)에 저장하는 기능을 수행한다.
즉, 이미 부하 특성에 따라 그 매칭되는 특정 호스트(210,220,230)에 적재된 가상 머신이라 하더라도 가상 머신의 사용자 이용 패턴에 따라 소모하는 자원이 변경될 수도 있다.
예를 들어 '외부 입력/출력 인터페이스 중점 소모 가상 머신'으로 판단되어 제2 호스트(220)에 적재된 소정의 가상 머신이 그 후 모니터링 과정을 통해 '중앙처리장치/메모리 중점 소모 가상 머신'으로 판명되어 재분류될 수도 있는 것이다.
이 경우 앞서 설명한 가상 머신 적재부(150)는 그 재분류된 가상 호스트(210,220,230)를 해당하는 제1 호스트(210)(즉, '중앙처리장치/메모리 중점 소모 가상 머신'에 대응되는 호스트)에 다시 이관 적재시킬 수 있다.
이처럼 각 가상 머신을 부하 특성에 따라 부합하는 호스트(210,220,230)에 적재하게 되면 결과적으로 각 호스트(210,220,230)에는 유사한 부하 특성을 가진 가상 머신들만 적재되게 된다. 이는 앞서 언급한 바와 같이 각 호스트(210,220,230)의 하이퍼바이저의 알고리즘에 따라 보다 적합한 가상 머신들을 처리할 수 있도록 함으로써 처리 속도 증가와 같은 전체적인 성능 개선의 효과가 발생한다.
이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 머신 구동 시스템(100)의 제어과정을 설명한다.
우선 가상 머신 구동 시스템(100)에는 각 가상 머신 및 호스트(210,220,230)를 부하 특성 별로 분류하여 해당 정보들을 예를 들어 데이터베이스에 저장한다(단계 S1).
이어서 서비스 구동 요청이 수신되면(단계 S3) 가상 머신 시스템은 그 요청된 서비스에 대응하는 가상 머신을 판단한다(단계 S5).
가상 머신 시스템은 그 판단된 가상 머신의 부하 특성을 확인하는데(단계 S7), 이때 데이터베이스에 해당 가상 머신에 매칭되어 저장된 정보를 이용할 수 있다.
가상 머신 시스템은 확인된 가상 머신의 부하 특성과 동일한 부하 특성을 가지는 호스트(210,220,230)에 해당 가상 머신을 적재(단계 S9)하고, 이후 각 호스트(210,220,230)별 각 가상 머신의 자원 사용량을 모니터링 하여(단계 S11) 기 분류 내용에 변경이 있는 경우 각 가상 머신 및 호스트(210,220,230)를 부하 특성별로 재분류하여 데이터베이스에 저장한다(단계 S1).
이러한 과정에 따라 이루어지는 각 장치들 간의 전체적인 제어 플로우를 나타내면 도 5와 같다.
도 5는 전체 통신망 구성 요소들 간의 제어 흐름을 나타낸 것이고 이에 대해서는 앞서 설명한 바와 같으므로 동 도면에 대한 보다 상세한 설명은 생략한다.
한편, 본 발명은 상기한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 변형 및 수정하여 실시할 수 있는 것이다. 이러한 변형 및 수정이 첨부되는 특허청구범위에 속한다면 본 발명에 포함된다는 것은 자명할 것이다.
100 : 가상 머신 구동 시스템 210 : 제1 호스트
220 : 제2 호스트 230 : 제3 호스트
300 : 요청 단말기 110 : 데이터베이스부
120 : 요청 수신부 130 : 가상 머신 판단부
140 : 부하 특성 확인부 150 : 가상 머신 적재부
160 : 부하 특성 분류부

Claims (10)

  1. 각 가상 머신을 부하 특성별로 분류한 데이터베이스를 구축하는 단계와;
    특정 서비스 구동 요청을 수신하는 단계와;
    상기 요청된 특정 서비스에 대응되는 가상 머신(VM: Virtual Machine)을 판단하는 단계와;
    상기 데이터베이스를 참조하여 상기 판단된 가상 머신의 부하 특성을 확인하는 단계와;
    상기 확인된 부하 특성에 대응하는 호스트에 상기 판단된 가상 머신을 적재시키는 단계를 포함하고,
    상기 데이터베이스에 저장되는 각 가상 머신의 부하 특성별 분류는 호스트에 구비된 하드웨어 자원들 중 가장 빈번하게 사용하는 자원을 기준으로 분류된 것을 특징으로 하는 가상 머신 구동 시스템의 제어방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 데이터베이스에 저장되는 각 가상 머신의 부하 특성별 분류에는 중앙처리장치/메모리 중점 소모 가상머신, 외부 입력/출력 인터페이스 중점 소모 가상머신, 실시간 어플리케이션 중점 실행 가상머신 중 적어도 어느 하나가 포함되는 것을 특징으로 하는 가상 머신 구동 시스템의 제어방법.
  4. 제1항에 있어서,
    각 호스트 별 가상 머신들의 자원 사용량을 주기적으로 모니터링 하여 각 가상 머신에 대한 부하 특성을 재분류하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 머신 구동 시스템의 제어방법.
  5. 제4항에 있어서,
    각 가상 머신에 대한 부하 특성을 재분류한 후 각 호스트와 부하 특성이 서로 매칭되지 않는 가상 머신을 해당 가상 머신과 부하 특성이 매칭되는 호스트로 이관 적재를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 머신 구동 시스템의 제어방법.
  6. 각 가상 머신을 부하 특성별로 분류하여 저장한 데이터베이스부와;
    특정 서비스 구동 요청을 수신하는 요청 수신부와;
    상기 요청 수신부에 요청 수신된 특정 서비스에 대응되는 가상 머신(VM: Virtual Machine)을 판단하는 가상 머신 판단부와;
    상기 데이터베이스부를 참조하여 상기 가상 머신 판단부에서 판단된 가상 머신의 부하 특성을 확인하는 부하 특성 확인부와;
    상기 부하 특성 확인부에서 확인된 부하 특성에 대응하는 호스트에 상기 판단된 가상 머신을 적재시키는 가상 머신 적재부를 포함하고,
    상기 데이터베이스에 저장되는 각 가상 머신의 부하 특성별 분류는 호스트에 구비된 하드웨어 자원들 중 가장 빈번하게 사용하는 자원을 기준으로 분류된 것을 특징으로 하는 가상 머신 구동 시스템.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 데이터베이스에 저장되는 각 가상 머신의 부하 특성별 분류에는 중앙처리장치/메모리 중점 소모 가상머신, 외부 입력/출력 인터페이스 중점 소모 가상머신, 실시간 어플리케이션 중점 실행 가상머신 중 적어도 어느 하나가 포함되는 것을 특징으로 하는 가상 머신 구동 시스템.
  9. 제6항에 있어서,
    각 호스트 별 가상 머신들의 자원 사용량을 주기적으로 모니터링 하여 각 가상 머신에 대한 부하 특성을 재분류하여 상기 데이터베이스부에 저장하는 부하 특성 분류부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 머신 구동 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 부하 특성 분류부에서 각 가상 머신에 대한 부하 특성을 재분류한 후, 상기 가상 머신 적재부는 각 호스트와 부하 특성이 서로 매칭되지 않는 가상 머신을 해당 가상 머신과 부하 특성이 매칭되는 호스트로 이관 적재를 수행하는 것을 특징으로 하는 가상 머신 구동 시스템.
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