KR102562834B1 - 스토리지 시스템의 qos 관리 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 복수의 사용자 단말에 스토리지 서비스를 제공하는 스토리지 시스템의 QOS 관리 장치로서, 복수의 사용자 단말이 사용한 (n-1)(여기서, n은 2이상의 정수)번째 및 n번째 제1 스토리지 자원을 입력 받는 입력부와, n번째 제1 스토리지 자원의 합과 스토리지 가용 자원을 비교하는 비교부와, n번째 제1 스토리지 자원의 평균 및 표본 편차를 산출하는 산출부와, n번째 제1 스토리지 자원의 합이 스토리지 가용 자원 보다 크고, n번째 제1 스토리지 자원의 표본 편차가 기준값 이상이면, 복수의 사용자 단말 중 n번째 제1 스토리지 자원의 평균을 초과하여 사용한 제한 대상 사용자 단말에 제한적인 (n+1)번째 제2 스토리지 자원을 할당하는 자원 할당부를 포함하는 스토리지 시스템의 QOS 관리 장치를 제공한다.

Description

스토리지 시스템의 QOS 관리 장치 및 그 방법{Device For Managing QoS Of Storage System And Method Thereof}
본 발명은 스토리지 시스템의 QOS 관리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
정보 기술이 급속히 발전하면서 기업 등과 같이 대용량의 데이터를 사용하는 사용자들의 가장 큰 고민 가운데 하나는 많은 데이터를 어떻게 효율적으로 저장하고 사용할 수 있는가 하는 것이다.
기존의 데이터 저장 방법으로 단순히 단말 장비에 스토리지를 직접 연결시키는 DAS(Direct Attached Storage) 방식을 이용하였으나, 저장할 데이터와 늘어나는 데이터가 한 공간에 존재하므로 데이터의 전송 속도가 떨어지는 단점과 확장성의 한계를 극복하고자 네트워크에 스토리지를 연결하는 방식으로서 NAS(Network Attached Storage) 방식이 제안되었다.
NAS는 이더넷을 통해 서버와 스토리지를 연결하는 형태로서 이기종 시스템 간에 파일 공유와 전송이 가능하고 스토리지의 확장성이 좋다는 장점을 가지고 있으나 오버헤드 발생으로 인한 효율성이 감소한다는 단점을 가지고 있다.
스토리지의 한차원 진화된 형태로서 SAN(Storage Area Network) 방식이 도입되었는데, SAN은 서로 다른 종류의 저장 장치들이 함께 연결되어 있어 모든 사용자들이 공유할 수 있을 뿐 아니라, 백업, 복원, 영구보관, 검색 등이 가능하면서, 하나의 저장 장치에서 다른 저장장치로 데이터를 이동시킬 수 있는 등, 가용성, 확장성, 빠른 네트워크 속도의 장점이 있다.
SAN의 경우, 대규모 네트워크 사용자들을 위하여 서로 다른 종류의 데이터 저장 장치를 관련 데이터 서버와 함께 연결해 별도의 근거리 통신망 LAN 등의 네트워크를 구성해 저장 데이터를 관리하며, 네트워크의 발전에 따라 기가 비트 이더넷의 인터넷 프로토콜(IP)을 이용하는 IP SAN에서는 인터넷 스카시(iSCSI), 인터넷 광 채널 프로토콜(iFCP), IP 광 채널(FCIP) 등의 방식을 채용하고 있다.
이와 같은 IP SAN을 통한 스토리지 시스템은, 서버에서 제공하는 IP SAN에 많은 수의 사용자 단말들이 동시에 집중적인 I/O를 요청할 때, 서버에서는 사용자 단말의 요청 순에 따라 네트워크 대역을 할당해주므로 할당이 초과된 사용자 단말의 요청에 대해서는 요청 처리를 할 수 없게 되는 문제점이 있다. 이는 전체적인 스토리지 시스템의 I/O 성능저하를 유발하여 전체 시스템 성능의 심각한 영향을 초래하게 된다.
특히 이와 같은 현상은 접속하여 사용하는 사용자 단말의 수가 많아짐에 따라 사용하는 데이터가 많아질수록 빈번히 발생한다.
상기와 같이 스토리지 시스템의 QoS(Quality of Service)가 저하되는 문제점을 극복하고자 다양한 방안이 제시되고 있고, 종래의 기술에서는 자원 사용량이 많은 특정 사용자 단말에 대한 자원 사용량을 제한하는 기술을 제시하고 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 기술은 자원 사용량을 제한하였던 특정 사용자 단말의 자원 사용량이 줄어들어도 시스템 운영자가 QoS 설정을 다시 조정하지 않은 이상 이 제한된 자원만 계속 사용해야 하는 문제점이 있다.
본 발명은, 시스템 운영자의 개입 없이 시스템 스스로 스토리지의 자원 운용 상황을 파악하여, 스토리지의 부하가 높은 경우 스토리지 자원을 과도하게 사용하는 대상 사용자 단말에 제한을 주어 나머지 사용자 단말들의 스토리지 자원 사용을 원활하게 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 스토리지의 부하가 낮은 경우 상기 제한 대상 사용자 단말의 제한을 풀어 탄력적으로 스토리지 자원을 운용할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 복수의 사용자 단말에 스토리지 서비스를 제공하는 스토리지 시스템의 QOS 관리 장치로서, 복수의 사용자 단말이 사용한 (n-1)(여기서, n은 2이상의 정수)번째 및 n번째 제1 스토리지 자원을 입력 받는 입력부와, n번째 제1 스토리지 자원의 합과 스토리지 가용 자원을 비교하는 비교부와, n번째 제1 스토리지 자원의 평균 및 표본 편차를 산출하는 산출부와, n번째 제1 스토리지 자원의 합이 스토리지 가용 자원 보다 크고, n번째 제1 스토리지 자원의 표본 편차가 기준값 이상이면, 복수의 사용자 단말 중 n번째 제1 스토리지 자원의 평균을 초과하여 사용한 제한 대상 사용자 단말에 제한적인 (n+1)번째 제2 스토리지 자원을 할당하는 자원 할당부를 포함하는 스토리지 시스템의 QOS 관리 장치를 제공한다.
여기서, 자원 할당부는, n번째 제1 스토리지 자원의 합이 스토리지 가용 자원 보다 크고, n번째 제1 스토리지 자원의 표본 편차가 기준값 미만이면, 복수의 사용자 단말에 제한적인 (n+1)번째 제3 스토리지 자원을 할당할 수 있다.
또한, 자원 할당부는, n번째 제1 스토리지 자원의 합이 스토리지 가용 자원 보다 작으면, 복수의 사용자 단말에 (n+1)번째 제1 스토리지 자원을 할당할 수 있다.
또한, 자원 할당부는, (n+1)번째 제1 스토리지 자원 내지 제3 스토리지 자원 할당 시, (n-1)번째 제1 스토리지 자원을 반영할 수 있다.
또한, (n+1)번째 상기 제2 스토리지 자원은, 제한 대상 사용자 단말이 사용한 n번째 제1 스토리지 자원을 표본 편차로 나누어 산출될 수 있다.
또한, (n+1)번째 제2 스토리지 자원은 n번째 제1 스토리지 자원의 평균으로 수렴될 수 있다.
또한, (n+1)번째 상기 제3 스토리지 자원은, 제1 스토리지 자원의 합을 스토리지 가용 자원으로 나누고, 이를 n번째 제1 스토리지 자원에서 차감하여 산출될 수 있다.
또한, 자원 할당부는 (n+1)번째 제1 스토리지 자원 내지 제3 스토리지 자원 할당 시 마다 가우시안 필터를 적용할 수 있다.
또한, 제1 스토리지 자원 내지 제3 스토리지 자원은 IOPS 또는 대역폭일 수 있다.
또한, 복수의 사용자 단말에 스토리지 서비스를 제공하는 스토리지 시스템의 QOS 관리 방법으로서, 복수의 사용자 단말이 사용한 (n-1)(여기서, n은 2이상의 정수)번째 및 n번째 제1 스토리지 자원을 입력 받는 단계와, n번째 제1 스토리지 자원의 합과 스토리지 가용 자원을 비교하는 단계와, n번째 제1 스토리지 자원의 평균 및 표본 편차를 산출하는 단계와, n번째 제1 스토리지 자원의 합이 스토리지 가용 자원 보다 크고, n번째 제1 스토리지 자원의 표본 편차가 기준값 이상이면, 복수의 사용자 단말 중 n번째 제1 스토리지 자원의 평균을 초과하여 사용한 제한 대상 사용자 단말에 제한적인 (n+1)번째 제2 스토리지 자원을 할당하는 단계를 포함하는 스토리지 시스템의 QOS 관리 방법을 제공한다.
또한, n번째 제1 스토리지 자원의 합이 스토리지 가용 자원 보다 크고, n번째 제1 스토리지 자원의 표본 편차가 기준값 미만이면, 복수의 사용자 단말에 제한적인 (n+1)번째 제3 스토리지 자원을 할당하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, n번째 제1 스토리지 자원의 합이 스토리지 가용 자원 보다 작으면, 복수의 사용자 단말에 (n+1)번째 제1 스토리지 자원을 할당하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, (n+1)번째 제1 스토리지 자원 내지 제3 스토리지 자원 할당 시, (n-1)번째 제1 스토리지 자원을 반영할 수 있다.
또한, (n+1)번째 제2 스토리지 자원은 제한 대상 사용자 단말이 사용한 n번째 제1 스토리지 자원을 표본 편차로 나누어 산출될 수 있다.
또한, (n+1)번째 상기 제2 스토리지 자원은 n번째 제1 스토리지 자원의 평균으로 수렴될 수 있다.
또한, (n+1)번째 제3 스토리지 자원은 제1 스토리지 자원의 합을 스토리지 가용 자원으로 나누고, 이를 n번째 상기 제1 스토리지 자원에서 차감하여 산출될 수 있다.
또한, (n+1)번째 제1 스토리지 자원 내지 제3 스토리지 자원 할당 시 마다 가우시안 필터를 적용할 수 있다.
또한, 제1 스토리지 자원 내지 제3 스토리지 자원은 IOPS 또는 대역폭일 수 있다.
본 발명에 따르면, 시스템 운영자의 개입 없이 시스템 스스로 스토리지의 자원 운용 상황을 파악하여, 스토리지의 부하가 높은 경우 스토리지 자원을 과도하게 사용하는 대상 사용자 단말에 제한을 주어 나머지 사용자 단말들의 스토리지 자원 사용을 원활하게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 스토리지의 부하가 낮은 경우 상기 제한 대상 사용자 단말의 제한을 풀어 탄력적으로 스토리지 자원을 운용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 스토리지 자원을 독점하고 있는 제한 대상 사용자 단말에 다음 스토리지 자원의 양을 줄여 할당함으로써, 이와 다른 복수의 사용자 단말에 스토리지 서비스 이용에 불편함이 없도록 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 스토리지 자원 할당 시 마다 가우시안 필터를 사용하여 시간이 지남에 따라 오래 전 사용한 스토리지 자원의 영향도를 점진적으로 줄여나감으로써, 보다 정확하게 동적으로 현재 스토리지 이용 상황에 부합한 스토리지 자원을 할당할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, LSTM 알고리즘을 이용하여 사용자의 스토리지 자원 사용 패턴을 학습하여, 이를 기초로 사용자에게 할당되는 스토리지 자원을 동적으로 조절할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, LSTM 알고리즘을 이용하여, 복수의 사용자 단말의 이전에 할당 받아 사용한 스토리지 자원을 기반으로, 동적으로 스토리지 자원을 효율적으로 관리하여 할당함으로써, 보다 빠른 스토리지 사용을 가능하도록 할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스토리지 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 스토리지 시스템의 QoS 관리 장치에서 자원을 할당함에 있어 적용 가능한 LSTM 알고리즘의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 스토리지 시스템의 QoS 관리 장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스토리지 시스템의 QoS 관리 방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략할 수 있고, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 표현은 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, “A 또는 B”, “A 및 B 중 적어도 하나”는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스토리지 시스템의 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 스토리지 시스템의 기본적인 구성은, 스토리지(50)와 스토리지 서버(100)에 스위치(70)를 통해 복수의 사용자 단말(10)이 연결되는 네트워크로 구성된다.
스토리지 서버(100)는 사용자 단말(10)로부터 스토리지 사용 요청을 받고 그에 따라 스토리지 서비스를 복수의 사용자 단말(10)에 제공한다.
여기서, 스토리지 서버(100)는 스위치(70)를 통해 복수의 사용자 단말(10)에 스토리지 서비스를 제공하기 위한 제어를 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 스토리지 시스템의 QoS(Quality of Service)를 관리할 수 있는 QoS 관리 장치를 제시하는데, 본 발명에 실시예에 따른 스토리지 시스템의 QoS 관리 장치는 스토리지 서버(100) 내에 위치되거나 또는 스토리지 서버(100) 외에 위치되어 스토리지 서버(100)와 연동하는 구조로 구성될 수 있다.
본 발명에 실시예에 따른 따른 스토리지 시스템의 QoS 관리 장치는 스토리지 시스템의 QoS 관리가 가능한 다양한 방식과 형태의 스토리지(50)에 적용이 가능하다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 스토리지 시스템의 QoS 관리 장치는 기계 학습 기반으로 동적으로 스토리지 시스템의 스토리지 자원을 모니터링해서 사용자 단말에 할당함으로써, 스토리지 자원을 효율적으로 관리할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 스토리지 시스템의 QoS 관리 장치에서 자원을 할당함에 있어 적용 가능한 LSTM 알고리즘의 블록도이다.
본 발명의 실시예에 따른 스토리지 시스템의 QoS 관리 장치는 LSTM 알고리즘을 이용하여 사용자의 스토리지 자원의 사용 패턴을 학습하여, 이를 기초로 사용자에게 할당되는 스토리지 자원을 동적으로 조절할 수 있다.
이와 같은, LSTM(Long Short Term Dependencies) 알고리즘은 장기 의존성 학습을 할 수 있는 RNN(Recurrent Neural Networks) 의 한 종류이다.
도 2에 도시한 바와 같이, LSTM 알고리즘은 히든 레이어(Hiddne layer)에서 입력(Input) 값과 이전 값을 입력 받아서 출력(output) 값을 출력한다. 즉, LSTM 알고리즘은 현재 단계의 정보가 다음 단계로 전달되어 출력 값에 영향을 준다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 스토리지 시스템의 QoS 관리 장치의 블록도이다.
이하에서는, QoS 관리 장치가 스토리지 서버(100) 내에 위치되는 구조를 일 예로 하여 설명하겠으며, 설명의 편의를 위해 스토리지 서버(100)를 QoS 관리 장치와 동일한 것으로 하여 설명하겠다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 스토리지 시스템의 QoS 관리 장치(100)는, 입력부(110), 비교부(120), 산출부(130) 및 자원 할당부(140)를 포함할 수 있다.
입력부(110)는 복수의 사용자 단말(10)이 사용한 (n-1)(여기서, n은 2이상의 정수)번째 및 n번째 제1 스토리지 자원을 입력 받는다.
먼저, 복수의 사용자 단말(10)이 스토리지 시스템으로부터 처음으로 스토리지 서비스를 제공 받는 경우, 스토리지 시스템은 복수의 사용자 단말(10)에 할당 가능한 범위에서 최대 스토리지 자원을 할당할 수 있다.
여기서, 최대 스토리지 자원은 스토리지 시스템이 가용할 수 있는 스토리지 가용 자원에서 스토리지 서비스에 가입한 복수의 사용자 단말(10)의 수를 나눈 값으로 설정될 수 있다.
다음, 복수의 사용자 단말(10)이 스토리지 시스템으로부터 두 번째로 스토리지 서비스를 제공 받는 경우, 입력부(110)는 첫 번째 스토리지 자원만 입력 받아 이를 기초로 복수의 사용자 단말(10)에 스토리 자원을 할당할 수 있다.
즉, 이 경우는 복수의 사용자 단말(10)이 이전에 할당 받은 스토리 자원이 없기 때문이다.
다음, 복수의 사용자 단말(10)이 스토리지 시스템으로부터 세 번째로 스토리지 서비스를 제공 받는 경우, 입력부(110)는 두 번째 스토리지 자원과 세 번째 스토리지 자원을 각각 입력 받아 이를 기초로 복수의 사용자 단말(10)에 스토리 자원을 할당할 수 있다.
이와 같은 방식으로, 입력부(110)는 복수의 사용자 단말(10)이 스토리 시스템으로부터 스토리지 서비스를 제공 받을 때 마다 n번째까지 반복하여 이전에 할당 받은 스토리지 자원을 입력 받아 이를 기초로 할당할 다음 스토리 자원 즉, (n+1)번째 스토리 자원을 복수의 사용자 단말(10)에 할당할 수 있다.
비교부(120)는 n번째 제1 스토리지 자원의 합과 스토리지 가용 자원을 비교한다.
여기서, n번째 제1 스토리지 자원의 합은 복수의 사용자 단말(10)이 바로 이전에 할당 받은 스토리지 자원들의 합을 의미하고, 스토리지 가용 자원은 스토리지 시스템이 최대로 복수의 사용자 단말(10)에 할당할 수 있는 총 스토리지 자원을 의미한다.
산출부(130)는, 입력부(110)에 입력된 n번째 제1 스토리지 자원으로부터 n번째 제1 스토리지 자원의 평균 및 표본 편차를 산출한다.
자원 할당부(140)는, n번째 제1 스토리지 자원의 합이 스토리지 가용 자원 보다 크고, n번째 제1 스토리지 자원의 표본 편차가 기준값 이상이면, 복수의 사용자 단말 중 n번째 제1 스토리지 자원의 평균을 초과하여 사용한 제한 대상 사용자 단말에 제한적인 (n+1)번째 제2 스토리지 자원을 할당한다.
n번째 제1 스토리지 자원의 합이 스토리지 가용 자원 보다 크다는 의미는 스토리지 시스템이 다음 복수의 사용자 단말(10)에 제공할 수 있는 스토리지 자원 여력이 없는 상황을 의미하며, n번째 제1 스토리지 자원의 표본 편차가 기준값 이상이란 의미는 복수의 사용자 단말(10)이 사용한 스토리지 자원이 복수의 사용자 단말(10) 간에 편차가 큰 것으로서, 적어도 하나 이상의 특정 사용자 단말이 스토리지 자원을 독점하고 있는 것으로 판단할 수 있다.
여기서, 스토리지 자원을 독점하고 있는 특정 사용자 단말을 제한 대상 사용자 단말로 정의하였다.
이와 같은 제한 대상 사용자 단말은, 복수의 사용자 단말(10) 중 복수의 사용자 단말(10)이 사용한 스토리지 자원의 평균을 초과하여 사용한 사용자 단말로서, 다음 스토리지 자원 할당 시 제한적인 스토리지 자원을 할당한다.
여기서, 제한적인 (n+1)번째 제2 스토리지 자원이란 이전에 할당 받은 n번째 제1 스토리지 자원 보다 줄어든 스토리 자원을 의미한다.
(n+1)번째 제2 스토리지 자원은 제한 대상 사용자 단말이 사용한 n번째 제1 스토리지 자원을 표본 편차로 나누어 산출될 수 있다.
또한, (n+1)번째 제2 스토리지 자원은 n번째 제1 스토리지 자원의 평균으로 수렴될 수 있다.
즉, 바로 다음 스토리지 자원 할당 시 한 번에 (n+1)번째 제2 스토리지 자원을 n번째 제1 스토리지 자원의 평균으로 줄이는 것이 아니라, 스토리지 자원 할당 시 마다 단계적으로 줄여 n번째 제1 스토리지 자원의 평균이 되도록 함으로써, 제한 대상 사용자 단말의 사용자가 느끼는 불편함을 최소할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스토리지 시스템의 QoS 관리 장치(100)는 LSTM 알고리즘을 이용해, 복수의 사용자 단말(10)의 이전에 할당 받아 사용한 스토리지 자원을 기반으로, 동적으로 스토리지 자원을 효율적으로 관리하여 할당함으로써, 보다 빠른 스토리지 사용을 가능하도록 할 수 있다.
즉, 스토리지 자원을 독점하고 있는 제한 대상 사용자 단말에 다음 스토리지 자원의 양을 줄여 할당함으로써, 이와 다른 복수의 사용자 단말(10)에 스토리지 서비스 이용에 불편함이 없도록 할 수 있다.
자원 할당부(140)는 n번째 제1 스토리지 자원의 합이 스토리지 가용 자원 보다 크고, n번째 제1 스토리지 자원의 표본 편차가 기준값 미만이면, 복수의 사용자 단말에 제한적인 (n+1)번째 제3 스토리지 자원을 할당한다.
n번째 제1 스토리지 자원의 합이 스토리지 가용 자원 보다 크다는 의미는 스토리지 시스템이 다음 복수의 사용자 단말(10)에 제공할 수 있는 스토리지 자원 여력이 없는 상황을 의미하며, n번째 제1 스토리지 자원의 표본 편차가 기준값 미만이란 의미는 복수의 사용자 단말(10)이 사용한 스토리지 자원이 복수의 사용자 단말(10) 간에 편차가 작은 것으로서, 특정 사용자 단말이 아닌 복수의 사용자 단말(100)이 모두 스토리지 자원을 초과하여 사용하는 것으로 판단할 수 있다.
여기서, 제한적인 (n+1)번째 제3 스토리지 자원이란 이전에 할당 받은 n번째 제1 스토리지 자원 보다 줄어든 스토리 자원을 의미한다.
또한, (n+1)번째 제3 스토리지 자원은 n번째 제1 스토리지 자원의 합을 스토리지 가용 자원으로 나누고, 이를 n번째 제1 스토리지 자원에서 차감하여 산출될 수 있다.
또한, (n+1)번째 제3 스토리지 자원의 합은 스토리지 가용 자원으로 수렴될 수 있고, 결국 복수의 사용자 단말(10)에 할당되는 스토리지 자원은 스토리지 가용 자원에서 복수의 사용자 단말(10) 수로 나눈 값으로 수렴될 수 있다.
즉, 바로 다음 스토리지 자원 할당 시 한 번에 (n+1)번째 제2 스토리지 자원을 스토리지 가용 자원에서 복수의 사용자 단말(10) 수로 나눈 값으로 줄이는 것이 아니라, 스토리지 자원 할당 시 마다 단계적으로 줄여 스토리지 가용 자원에서 복수의 사용자 단말(10) 수로 나눈 값이 되도록 함으로써, 복수의 사용자 단말(10)의 사용자가 느끼는 불편함을 최소할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스토리지 시스템의 QoS 관리 장치(100)는 LSTM 알고리즘을 이용해, 복수의 사용자 단말(10)의 이전에 할당 받아 사용한 스토리지 자원을 기반으로, 동적으로 스토리지 자원을 효율적으로 관리하여 할당함으로써, 보다 빠른 스토리지 사용을 가능하도록 할 수 있다.
즉, 스토리지 가용 자원을 초과 사용하고 있는 복수의 사용자 단말(10)에 다음 스토리지 자원의 양을 모두 줄여 할당함으로써, 다음 복수의 사용자 단말(10)에 스토리지 서비스 이용에 불편함이 없도록 할 수 있다.
자원 할당부(140)는 n번째 제1 스토리지 자원의 합이 스토리지 가용 자원 보다 작으면, 복수의 사용자 단말에 (n+1)번째 제1 스토리지 자원을 할당한다.
n번째 제1 스토리지 자원의 합이 스토리지 가용 자원 보다 작다는 의미는 스토리지 시스템이 다음 복수의 사용자 단말(10)에 제공할 수 있는 스토리지 자원 여력이 충분한 상황을 의미한다.
이에 따라, 자원 할당부(140)는 복수의 사용자 단말(10)에 이전에 할당한 스토리지 자원과 동일한 스토리 자원 또는 스토리지 시스템의 스토리지 가용 자원의 한도 내에서 이전에 할당된 스토리 자원 보다 증가된 스토리지 자원을 할당할 수 있다.
마찬가지로, 제한된 자원인 제2 스토리지 자원을 할당 받았던 제한 대상 사용자 단말도 이후 스토리 자원 사용량이 줄어들게 되면, 제한을 풀어 스토리지 시스템의 스토리지 가용 자원의 한도 내에서 이전에 할당된 스토리 자원 보다 증가된 스토리지 자원을 할당할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스토리지 시스템의 QoS 관리 장치(100)는 LSTM 알고리즘을 이용해, 복수의 사용자 단말(10)의 이전에 할당 받아 사용한 스토리지 자원을 기반으로, 동적으로 스토리지 자원을 효율적으로 관리하여 할당함으로써, 보다 빠른 스토리지 사용을 가능하도록 할 수 있다.
자원 할당부(140)는 (n+1)번째 제1 스토리지 자원 내지 제3 스토리지 자원 할당 시, (n-1)번째 제1 스토리지 자원을 반영한다.
예를 들어, 자원 할당부(140)는 세 번째 스토리지 자원 할당 시 이전에 할당된 두 번째 스토리 자원뿐 만 아니라 그 이전에 할당된 첫 번째 스토리지 자원까지 반영한다.
이와 같은 스토리지 자원 반영은 (n+1)번째 스토리지 자원 할당 시까지 누적적으로 수행되기 때문에, QoS 관리 장치(100)는 동적으로 스토리지 자원을 효율적으로 관리하여 할당함으로써, 보다 빠른 스토리지 사용을 가능하도록 할 수 있다.
전술한 제1 스토리지 자원 내지 제3 스토리지 자원은 IOPS(Input/Output Operation Per Second) 또는 대역폭(Bandwidth)일 수 있다.
한편, LSTM 알고리즘을 이용해, 복수의 사용자 단말(10)의 이전에 할당 받아 사용한 스토리지 자원을 기반으로, 동적으로 스토리지 자원을 할당함에 있어, 최근 사용한 스토리지 자원뿐만 아니라 오래 전 사용한 스토리지 자원도 모두 동등하게 다음 스토리지 자원 할당 시 반영되면, 스토리지 자원 이용 상황에 부합되지 않을 수 있다.
즉, 특정 사용자 단말이 오래 전 사용한 스토리지 자원은 많지만, 최근 사용한 스토리지 자원이 적음에도 불구하고, 이를 토대로 할당한 스토리지 자원이 많게 되면, 현재 스토리지 자원 이용 상황에 부합하지 않게 된다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 자원 할당부(140)는 (n+1)번째 제1 스토리지 자원 내지 상기 제3 스토리지 자원 할당 시 마다 가우시안 필터(Gaussian Filter)를 적용할 수 있다
이와 같이, 스토리지 자원 할당 시 마다 가우시안 필터를 사용하여 시간이 지남에 따라 오래 전 사용한 스토리지 자원의 영향도를 점진적으로 줄여나감으로써, 보다 정확하게 동적으로 현재 스토리지 이용 상황에 부합한 스토리지 자원을 할당할 수 있게 된다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 스토리지 시스템의 QoS 관리 장치(100)는, 시스템 운영자의 개입 없이 시스템 스스로 스토리지(50)의 자원 운용 상황을 파악하여, 스토리지(50)의 부하가 높은 경우 스토리지 자원을 과도하게 사용하는 대상 사용자 단말에 제한을 주어 나머지 사용자 단말들의 스토리지 자원 사용을 원활하게 할 수 있다.
아울러, 스토리지(50)의 부하가 낮은 경우 상기 제한 대상 사용자 단말의 제한을 풀어 탄력적으로 스토리지 자원을 운용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스토리지 시스템의 QoS 관리 방법의 흐름도이다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 스토리지 시스템의 QoS 관리 방법을 설명하되, 전술한 본 발명의 실시 예에 따른 스토리지 시스템의 QoS 관리 장치와 동일한 내용에 대해서는 그 설명을 생략하겠다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 스토리지 시스템의 QoS 관리 방법은, 단계(S10) 내지 단계(S80)을 포함할 수 있다.
먼저, 입력부(110)는, 복수의 사용자 단말(10)이 사용한 (n-1)(여기서, n은 2이상의 정수)번째 및 n번째 제1 스토리지 자원을 입력 받는다(S10).
다음, 비교부(120)는, n번째 상기 제1 스토리지 자원의 합과 스토리지 가용 자원을 비교한다(S20).
여기서, 자원 할당부(140)는, n번째 제1 스토리지 자원의 합이 스토리지 가용 자원 보다 작으면, 복수의 사용자 단말에 (n+1)번째 제1 스토리지 자원을 할당할 수 있다(S70).
즉, n번째 제1 스토리지 자원의 합이 스토리지 가용 자원 보다 작다는 의미는 스토리지 시스템이 다음 복수의 사용자 단말(10)에 제공할 수 있는 스토리지 자원 여력이 충분한 상황을 의미한다.
이에 따라, 자원 할당부(140)는 복수의 사용자 단말(10)에 이전에 할당한 스토리지 자원과 동일한 스토리 자원 또는 스토리지 시스템의 스토리지 가용 자원의 한도 내에서 이전에 할당된 스토리 자원 보다 증가된 스토리지 자원을 할당할 수 있다.
마찬가지로, 제한된 자원인 제2 스토리지 자원을 할당 받았던 제한 대상 사용자 단말도 이후 스토리 자원 사용량이 줄어들게 되면, 제한을 풀어 스토리지 시스템의 스토리지 가용 자원의 한도 내에서 이전에 할당된 스토리 자원 보다 증가된 스토리지 자원을 할당할 수 있다.
다음, 산출부(130)는, n번째 제1 스토리지 자원의 평균 및 표본 편차를 산출한다(S30).
그리고, 비교부(120)는 n번째 제1 스토리지 자원의 표본 편차와 기준값을 비교한다(S40).
자원 할당부(140)는 n번째 제1 스토리지 자원의 합이 스토리지 가용 자원 보다 크고, n번째 제1 스토리지 자원의 표본 편차가 기준값 이상이면, 복수의 사용자 단말 중 n번째 제1 스토리지 자원의 평균을 초과하여 사용한 제한 대상 사용자 단말에 제한적인 (n+1)번째 제2 스토리지 자원을 할당한다(S60).
여기서, 복수의 사용자 단말(10) 중 n번째 제1 스토리지 자원의 평균을 초과하여 사용한 제한 대상 사용자 단말을 검색하는 단계를 더 포함할 수 있다(S50).
n번째 제1 스토리지 자원의 합이 스토리지 가용 자원 보다 크다는 의미는 스토리지 시스템이 다음 복수의 사용자 단말(10)에 제공할 수 있는 스토리지 자원 여력이 없는 상황을 의미하며, n번째 제1 스토리지 자원의 표본 편차가 기준값 이상이란 의미는 복수의 사용자 단말(10)이 사용한 스토리지 자원이 복수의 사용자 단말(10) 간에 편차가 큰 것으로서, 적어도 하나 이상의 특정 사용자 단말이 스토리지 자원을 독점하고 있는 것으로 판단할 수 있다.
여기서, 스토리지 자원을 독점하고 있는 특정 사용자 단말을 제한 대상 사용자 단말로 정의하였다.
이와 같은 제한 대상 사용자 단말은, 복수의 사용자 단말(10) 중 복수의 사용자단말(10)이 사용한 스토리지 자원의 평균을 초과하여 사용한 사용자 단말로서, 다음 스토리지 자원 할당 시 제한적인 스토리지 자원을 할당한다.
여기서, 제한적인 (n+1)번째 제2 스토리지 자원이란 이전에 할당 받은 n번째 제1 스토리지 자원 보다 줄어든 스토리 자원을 의미한다.
(n+1)번째 제2 스토리지 자원은 제한 대상 사용자 단말이 사용한 n번째 제1 스토리지 자원을 표본 편차로 나누어 산출될 수 있다.
또한, (n+1)번째 제2 스토리지 자원은 n번째 제1 스토리지 자원의 평균으로 수렴될 수 있다.
즉, 바로 다음 스토리지 자원 할당 시 한 번에 (n+1)번째 제2 스토리지 자원을 n번째 제1 스토리지 자원의 평균으로 줄이는 것이 아니라, 스토리지 자원 할당 시 마다 단계적으로 줄여 n번째 제1 스토리지 자원의 평균이 되도록 함으로써, 제한 대상 사용자 단말의 사용자가 느끼는 불편함을 최소할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스토리지 시스템의 QoS 관리 방법은 LSTM 알고리즘을 이용해, 복수의 사용자 단말(10)의 이전에 할당 받아 사용한 스토리지 자원을 기반으로, 동적으로 스토리지 자원을 효율적으로 관리하여 할당함으로써, 보다 빠른 스토리지 사용을 가능하도록 할 수 있다.
즉, 스토리지 자원을 독점하고 있는 제한 대상 사용자 단말에 다음 스토리지 자원의 양을 줄여 할당함으로써, 이와 다른 복수의 사용자 단말(10)에 스토리지 서비스 이용에 불편함이 없도록 할 수 있다.
다음, 자원 할당부(140)는, n번째 제1 스토리지 자원의 합이 스토리지 가용 자원 보다 크고, n번째 제1 스토리지 자원의 표본 편차가 기준값 미만이면, 복수의 사용자 단말에 제한적인 (n+1)번째 제3 스토리지 자원을 할당한다(S80).
n번째 제1 스토리지 자원의 합이 스토리지 가용 자원 보다 크다는 의미는 스토리지 시스템이 다음 복수의 사용자 단말(10)에 제공할 수 있는 스토리지 자원 여력이 없는 상황을 의미하며, n번째 제1 스토리지 자원의 표본 편차가 기준값 미만이란 의미는 복수의 사용자 단말(10)이 사용한 스토리지 자원이 복수의 사용자 단말(10) 간에 편차가 작은 것으로서, 특정 사용자 단말이 아닌 복수의 사용자 단말(100)이 모두 스토리지 자원을 초과하여 사용하는 것으로 판단할 수 있다.
여기서, 제한적인 (n+1)번째 제3 스토리지 자원이란 이전에 할당 받은 n번째 제1 스토리지 자원 보다 줄어든 스토리 자원을 의미한다.
또한, (n+1)번째 제3 스토리지 자원은 n번째 제1 스토리지 자원의 합을 스토리지 가용 자원으로 나누고, 이를 n번째 제1 스토리지 자원에서 차감하여 산출될 수 있다.
또한, (n+1)번째 제3 스토리지 자원의 합은 스토리지 가용 자원으로 수렴될 수 있고, 결국 복수의 사용자 단말(10)에 할당되는 스토리지 자원은 스토리지 가용 자원에서 복수의 사용자 단말(10) 수로 나눈 값으로 수렴될 수 있다.
즉, 바로 다음 스토리지 자원 할당 시 한 번에 (n+1)번째 제2 스토리지 자원을 스토리지 가용 자원에서 복수의 사용자 단말(10) 수로 나눈 값으로 줄이는 것이 아니라, 스토리지 자원 할당 시 마다 단계적으로 줄여 스토리지 가용 자원에서 복수의 사용자 단말(10) 수로 나눈 값이 되도록 함으로써, 복수의 사용자 단말(10)의 사용자가 느끼는 불편함을 최소할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스토리지 시스템의 QoS 관리 방법은 LSTM 알고리즘을 이용해, 복수의 사용자 단말(10)의 이전에 할당 받아 사용한 스토리지 자원을 기반으로, 동적으로 스토리지 자원을 효율적으로 관리하여 할당함으로써, 보다 빠른 스토리지 사용을 가능하도록 할 수 있다.
즉, 스토리지 가용 자원을 초과 사용하고 있는 복수의 사용자 단말(10)에 다음 스토리지 자원의 양을 모두 줄여 할당함으로써, 다음 복수의 사용자 단말(10)에 스토리지 서비스 이용에 불편함이 없도록 할 수 있다.
자원 할당부(140)는 (n+1)번째 제1 스토리지 자원 내지 제3 스토리지 자원 할당 시, (n-1)번째 제1 스토리지 자원을 반영한다.
예를 들어, 자원 할당부(140)는 세 번째 스토리지 자원 할당 시 이전에 할당된 두 번째 스토리 자원뿐 만 아니라 그 이전에 할당된 첫 번째 스토리지 자원까지 반영한다.
이와 같은 스토리지 자원 반영은 (n+1)번째 스토리지 자원 할당 시까지 누적적으로 수행되기 때문에, QoS 관리 장치(100)는 동적으로 스토리지 자원을 효율적으로 관리하여 할당함으로써, 보다 빠른 스토리지 사용을 가능하도록 할 수 있다.
전술한 제1 스토리지 자원 내지 제3 스토리지 자원은 IOPS(Input/Output Operation Per Second) 또는 대역폭(Bandwidth)일 수 있다.
한편, LSTM 알고리즘을 이용해, 복수의 사용자 단말(10)의 이전에 할당 받아 사용한 스토리지 자원을 기반으로, 동적으로 스토리지 자원을 할당함에 있어, 최근 사용한 스토리지 자원뿐만 아니라 오래 전 사용한 스토리지 자원도 모두 동등하게 다음 스토리지 자원 할당 시 반영되면, 스토리지 자원 이용 상황에 부합되지 않을 수 있다.
즉, 특정 사용자 단말이 오래 전 사용한 스토리지 자원은 많지만, 최근 사용한 스토리지 자원이 적음에도 불구하고, 이를 토대로 할당한 스토리지 자원이 많게 되면, 현재 스토리지 자원 이용 상황에 부합하지 않게 된다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 자원 할당부(140)는 (n+1)번째 제1 스토리지 자원 내지 상기 제3 스토리지 자원 할당 시 마다 가우시안 필터(Gaussian Filter)를 적용할 수 있다.
이와 같이, 스토리지 자원 할당 시 마다 가우시안 필터를 사용하여 시간이 지남에 따라 오래전 사용한 스토리지 자원의 영향도를 점진적으로 줄여나감으로써, 보다 정확하게 동적으로 현재 스토리지 이용 상황에 부합한 스토리지 자원을 할당할 수 있게 된다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 스토리지 시스템의 QoS 관리 장치(100)는, 시스템 운영자의 개입 없이 시스템 스스로 스토리지(50)의 자원 운용 상황을 파악하여, 스토리지(50)의 부하가 높은 경우 스토리지 자원을 과도하게 사용하는 대상 사용자 단말에 제한을 주어 나머지 사용자 단말들의 스토리지 자원 사용을 원활하게 할 수 있다.
아울러, 스토리지(50)의 부하가 낮은 경우 상기 제한 대상 사용자 단말의 제한을 풀어 탄력적으로 스토리지 자원을 운용할 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 사용자 단말
50: 스토리지
100: QoS 관리 장치
110: 입력부
120: 비교부
130: 산출부
140: 자원 할당부

Claims (18)

  1. 복수의 사용자 단말에 스토리지 서비스를 제공하는 스토리지 시스템의 QOS 관리 장치로서,
    상기 복수의 사용자 단말이 사용한 (n-1)(여기서, n은 2이상의 정수)번째 및 n번째 제1 스토리지 자원을 입력 받는 입력부;
    n번째 상기 제1 스토리지 자원의 합과 스토리지 가용 자원을 비교하는 비교부;
    n번째 상기 제1 스토리지 자원의 평균 및 표본 편차를 산출하는 산출부; 및
    n번째 상기 제1 스토리지 자원의 합이 상기 스토리지 가용 자원 보다 크고, n번째 상기 제1 스토리지 자원의 상기 표본 편차가 기준값 이상이면, 상기 복수의 사용자 단말 중 n번째 상기 제1 스토리지 자원의 상기 평균을 초과하여 사용한 제한 대상 사용자 단말에 제한적인 (n+1)번째 제2 스토리지 자원을 할당하는 자원 할당부를 포함하고,
    (n+1)번째 상기 제2 스토리지 자원은
    상기 제한 대상 사용자 단말이 사용한 n번째 상기 제1 스토리지 자원을 상기 표본 편차로 나누어 산출되는
    스토리지 시스템의 QOS 관리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자원 할당부는
    n번째 상기 제1 스토리지 자원의 합이 상기 스토리지 가용 자원 보다 크고, n번째 상기 제1 스토리지 자원의 상기 표본 편차가 기준값 미만이면, 상기 복수의 사용자 단말에 제한적인 (n+1)번째 제3 스토리지 자원을 할당하는
    스토리지 시스템의 QOS 관리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 자원 할당부는
    n번째 상기 제1 스토리지 자원의 합이 상기 스토리지 가용 자원 보다 작으면, 상기 복수의 사용자 단말에 (n+1)번째 상기 제1 스토리지 자원을 할당하는
    스토리지 시스템의 QOS 관리 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 자원 할당부는
    (n+1)번째 상기 제1 스토리지 자원 내지 상기 제3 스토리지 자원 할당 시, (n-1)번째 상기 제1 스토리지 자원을 반영하는
    스토리지 시스템의 QOS 관리 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    (n+1)번째 상기 제2 스토리지 자원은
    n번째 상기 제1 스토리지 자원의 평균으로 수렴되는
    스토리지 시스템의 QOS 관리 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    (n+1)번째 상기 제3 스토리지 자원은
    상기 제1 스토리지 자원의 합을 상기 스토리지 가용 자원으로 나누고, 이를 n번째 상기 제1 스토리지 자원에서 차감하여 산출되는
    스토리지 시스템의 QOS 관리 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 자원 할당부는
    (n+1)번째 상기 제1 스토리지 자원 내지 상기 제3 스토리지 자원 할당 시 마다 가우시안 필터를 적용하는
    스토리지 시스템의 QOS 관리 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 스토리지 자원 내지 상기 제3 스토리지 자원은 IOPS 또는 대역폭인
    스토리지 시스템의 QOS 관리 장치.
  10. 복수의 사용자 단말에 스토리지 서비스를 제공하는 스토리지 시스템의 QOS 관리 방법으로서,
    상기 복수의 사용자 단말이 사용한 (n-1)(여기서, n은 2이상의 정수)번째 및 n번째 제1 스토리지 자원을 입력 받는 단계;
    n번째 상기 제1 스토리지 자원의 합과 스토리지 가용 자원을 비교하는 단계;
    n번째 상기 제1 스토리지 자원의 평균 및 표본 편차를 산출하는 단계; 및
    n번째 상기 제1 스토리지 자원의 합이 상기 스토리지 가용 자원 보다 크고, n번째 상기 제1 스토리지 자원의 상기 표본 편차가 기준값 이상이면, 상기 복수의 사용자 단말 중 n번째 상기 제1 스토리지 자원의 상기 평균을 초과하여 사용한 제한 대상 사용자 단말에 제한적인 (n+1)번째 제2 스토리지 자원을 할당하는 단계를 포함하고,
    (n+1)번째 상기 제2 스토리지 자원은
    상기 제한 대상 사용자 단말이 사용한 n번째 상기 제1 스토리지 자원을 상기 표본 편차로 나누어 산출되는
    스토리지 시스템의 QOS 관리 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    n번째 상기 제1 스토리지 자원의 합이 상기 스토리지 가용 자원 보다 크고, n번째 상기 제1 스토리지 자원의 상기 표본 편차가 기준값 미만이면, 상기 복수의 사용자 단말에 제한적인 (n+1)번째 제3 스토리지 자원을 할당하는 단계
    를 더 포함하는 스토리지 시스템의 QOS 관리 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    n번째 상기 제1 스토리지 자원의 합이 상기 스토리지 가용 자원 보다 작으면, 상기 복수의 사용자 단말에 (n+1)번째 상기 제1 스토리지 자원을 할당하는 단계
    를 더 포함하는 스토리지 시스템의 QOS 관리 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    (n+1)번째 상기 제1 스토리지 자원 내지 상기 제3 스토리지 자원 할당 시, (n-1)번째 상기 제1 스토리지 자원을 반영하는
    스토리지 시스템의 QOS 관리 방법.
  14. 삭제
  15. 제 10 항에 있어서,
    (n+1)번째 상기 제2 스토리지 자원은
    n번째 상기 제1 스토리지 자원의 평균으로 수렴되는
    스토리지 시스템의 QOS 관리 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    (n+1)번째 상기 제3 스토리지 자원은
    상기 제1 스토리지 자원의 합을 상기 스토리지 가용 자원으로 나누고, 이를 n번째 상기 제1 스토리지 자원에서 차감하여 산출되는
    스토리지 시스템의 QOS 관리 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    (n+1)번째 상기 제1 스토리지 자원 내지 상기 제3 스토리지 자원 할당 시 마다 가우시안 필터를 적용하는
    스토리지 시스템의 QOS 관리 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 스토리지 자원 내지 상기 제3 스토리지 자원은 IOPS 또는 대역폭인
    스토리지 시스템의 QOS 관리 방법.

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