KR20010000624A

KR20010000624A - 고성능 컴퓨터를 이용한 연산기능 제공방법

Info

Publication number: KR20010000624A
Application number: KR1020000059421A
Authority: KR
Inventors: 최은석
Original assignee: 최은석; 주식회사 이파워게이트
Priority date: 2000-10-10
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2001-01-05

Abstract

본 발명은 고성능 컴퓨터를 이용한 연산기능 제공방법에 관한 것으로, 고성능 컴퓨터를 네트워크에 연결시켜 방대한 데이터의 처리를 필요로 하는 외부 이용자의 작업 요구에 따라서 연산처리 기능을 제공하는 고성능 컴퓨터를 이용한 연산기능 제공방법에 관한 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 고성능 컴퓨터를 이용한 연산기능 제공방법은 외부 이용자를 인터넷을 통하여 웹서버, 클러스터 서버 및 연산 컴퓨터와 연결하는 고성능 컴퓨터를 이용한 연산기능 제공 시스템에서, 상기 외부 이용자로부터 수행될 작업을 입력받는 단계; 상기 클러스터 서버로부터 사용 가능한 상기 연산 컴퓨터의 정보를 수집하는 단계; 상기 수집된 정보를 참조하여 상기 입력된 작업을 상기 클러스터 서버로 분배하는 단계; 상기 분배된 작업의 연산을 상기 클러스터 서버의 제어에 의하여 상기 연산 컴퓨터에서 수행하는 단계; 및 상기 수행된 작업 결과를 상기 외부 이용자에게 통보하는 단계를 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 작업은 일괄처리와 대화식 처리로 구분되어지고, 상기 처리 구분에 따라 연산되는 것을 특징으로 한다.

Description

고성능 컴퓨터를 이용한 연산기능 제공방법{PROVIDING METHOD OF CALCULATING FUNCTION USING HIGH PERFORMANCE COMPUTER}

현재의 컴퓨터는 일반 사무처리, 통신, 게임을 위한 데스크탑 컴퓨터 및 노트북 컴퓨터 등의 개인용 컴퓨터와 컴퓨터 그래픽 애니메이션 또는 건축 시뮬레이션 등을 위한 전문가용 워크스테이션 등으로 구분되어져 있다. 그리고 이러한 개인용 컴퓨터와 워크스테이션은 유저들의 사용상의 편의를 제공하기 위한 그래픽 사용환경의 요구와 교육 및 게임 산업의 활성화로 인한 그래픽 데이터 처리 요구에 부흥하여 빠른 연산처리와 그래픽 처리를 위한 기술개발이 이루어지고 있다.

한편, 유저들은 갈수록 더욱 편리한고 사용하기 쉬운 소프트웨어를 요구하게 되고, 이러한 요구에 의하여 소프트웨어 개발업체 또한 기존의 프로그램이 가지고 있는 장점들을 통합하여 여러 기능을 수행할 수 있는 응용 소프트웨어가 개발되어지는 추세에 있다. 특히, 항공기 설계 또는 자동차 설계와 같은 산업/건축설계, 대학이나 산업체 연구기관 등의 생명공학, 자연과학, 기초과학 등의 전문분야에서 사용되는 소프트웨어들이 그 예로서, 이러한 소프트웨어들은 그 작업상의 특성상 수많은 기능과 방대한 자료 처리 능력을 필요로 하게 된다.

그러나, 전술한 통합 솔루션 소프트웨어 또는 전문분야에서 사용되는 소프트웨어들은 높은 수준의 컴퓨터 하드웨어의 사양을 요구하기 때문에 일반인들이 이러한 소프트웨어를 사용하기란 쉽지 않을 뿐만 아니라, 소프트웨어의 버젼업에 따른 컴퓨터 하드웨어의 최소 사양의 요구를 일반 이용자가 맞추기에는 한계가 있다. 특히, 슈퍼 컴퓨터에 의하여 사용되어지고 있는 전문분야의 소프트웨어들은 현재 특정한 국책기관이나 연구소들에게만 한정적으로 제공되어지고 있는 것이 현 실정이다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고성능의 컴퓨터를 네트워크에 연결시켜, 네크워크에 연결된 다수의 외부 이용자에게 고속의 연산능력과 방대한 데이터 처리를 필요로 하는 연산처리 기능을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 고성능 컴퓨터를 이용한 연산기능 제공방법이 구현되는 네트워크 구성도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고성능 컴퓨터를 이용한 연산기능 제공방법을 설명한 흐름도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10,12: 외부 이용자 14: 이동 통신 단말기

20: 웹서버 22: 침입 탐지 서버

24: 관리서버 26: 회원관리 DB

28: 라우터 30: 클러스터 서버그룹

32,34: 클러스터 서버 40,50: 연산 컴퓨터 그룹

42,44,46,52,54,56: 연산 컴퓨터

60,70: 파일관리 서버 62,72: 저장매체

80: 운영자

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 고성능 컴퓨터를 이용한 연산기능 제공방법에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 고성능 컴퓨터를 이용한 연산기능 제공방법이 구현되는 네트워크 구성도이다. 도 1에서 도시된 바와 같이 본 발명의 고성능 컴퓨터를 이용한 연산기능 제공방법이 구현되기 위한 에플리케이션 시스템은, 운영자(80)에 의하여 외부 이용자(10,12)에게 웹사이트를 제공하며 외부 이용자(10,12)의 요청에 의하여 수행될 모든 작업을 제어 및 관리하는 웹서버(20), 웹서버(20)로부터 작업을 할당받아 처리하는 클러스터 서버그룹(30) 및 클러스터 서버그룹(30)내의 각 클러스터 서버(32,34)로부터 지시 받은 연산을 수행하는 연산 컴퓨터 그룹(40,50)으로 구성되어진다.

그리고 이러한 클러스터 서버(32,34)는 시스템의 고장 또는 연산 컴퓨터 그룹(40,50)내의 연산 컴퓨터(42,44,46,52,54,56)에 대한 하드웨어 및 소프트웨어 상태 등의 각종 시스템 자원 정보를 웹서버(20)로 제공하며, 웹서버(20)로부터 할당받은 작업을 연산 컴퓨터 그룹(40,50)내의 연산 컴퓨터(42,44,46,52,54,56)로 연결함으로서, 병렬처리나 작업의 부하를 적절히 배분하는 기능을 담당하게 된다. 또한, 연산 컴퓨터 그룹(40,50)내의 연산 컴퓨터(42,44,46,52,54,56)에는 작업의 효율성을 높이기 위해 외부 이용자(10,12)로부터 입력되는 명령어나 스크립트, 각 프로세스의 시작 데이터와 결과 데이터, 진행되는 일련의 작업 과정 등의 데이터를 수시로 백업할 수 있는 저장매체(62)를 구비하고 이러한 기능을 제어할 수 있는 파일서버(60,70)를 두는 것이 바람직하다.

그리고 이외에 별도의 침입 탐지 서버(22)를 구비하여 부정한 목적으로 침입하는 외부 이용자를 사전에 차단시킴으로서, 해킹 또는 바이러스로 인한 시스템의 장애에 대한 신뢰성을 높이도록 구성하는 것이 바람직하며, 웹서버(20)에는 회원관리 DB(26)를 구축하여 외부 이용자(10,12)의 회원 가입시 각종 회원정보를 기록할 수 있는 회원정보 DB와 각 회원이 사용한 컴퓨터 사용시간 등의 정보를 기록할 수 있는 사용시간 기록 DB 를 둘 수 있다. 그리고 이렇게 구성된 본 고안의 시스템은 외부 이용자(10,12)와 통상의 전자 네트워크인 인터넷에 연결되어 이루어진다. 또한, 외부 이용자(10,12)로는 인터넷에 연결되어 사용될 수 있는 컴퓨터로 통상은 개인용 컴퓨터이다. 이러한 외부 이용자(10,12)는 모니터 등의 표시장치, 키보드나 마우스 등의 입력장치, 데이터 처리용 프로세서, 저장매체, 모뎀이나 전용선 등의 통신장치 등의 하드웨어를 기본적으로 탑재하고 있어야 하며, 개인용 컴퓨터뿐만 아니라 디스플레이 장치가 내장된 이동통신 단말기(14)가 될 수 있다.

그리고, 웹서버(20)에는 윈도우즈 시리즈와 같이 GUI(Graphic User Interface)기능을 지원하는 운영 체제 및 웹서버(30)에 링크된 웹문서를 읽어들여 디스플레이 할 수 있는 웹브라우저, 예컨데 마이크로소프트사의 익스플로러나 네스케이프사의 네비게이터 등이 기본적인 소프트웨어로 탑재되어 있어야 하며, 연산 컴퓨터 그룹(40,50)내의 연산 컴퓨터(42,44,46,52,54,56)로 가변적인 작업 부하를 적절히 배분하고 여러 개의 연산 컴퓨터의 병렬처리를 위한 클러스터링 등의 통합 관리를 위한 프로그램은 C, PASCAL, BASIC 등의 프로그래밍 언어를 이용하여 구현할 수 있을 것이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고성능 컴퓨터를 이용한 연산기능 제공방법을 설명한 흐름도이며, 이하에서 설명되는 모든 프로세스는 별다른 설명이 없는 한 웹서버(20)가 주체가 되어 이루어짐을 일러둔다. 인터넷에 연결된 외부 이용자(10,12)가 웹서버(20)에 접속하면 단계(S100)에서 회원의 여부를 파악하고 신규회원인 경우에는 단계(S102)에서 회원가입을 받게된다. 단계(S102)를 거친 외부 이용자(10,12) 또는 기존 회원인 경우에는 단계(S104)에서 사용자의 인증을 거쳐 웹서버(20)의 관리 프로그램에 로그인 시키게 된다.

단계(S106)에서는 로그인 된 외부 이용자(10,12)로부터 처리를 원하는 작업내용을 입력받게 된다. 이때 웹서버(20)는 외부 이용자(10,12)가 사용하기를 원하는 프로그램 즉, 개인이 사용하기에 부적합한 고가 및 고성능 하드웨어를 요구하는 프로그램들을 제공할 수 있다. 예를 들면, 3D 모델링 및 3D 에니메이션을 위한 프로그램인 WAVEFRONT, ALIAS, SOFTIMAGE 3D 와, 건설, 기계, 신소재 개발, 자동차, 항공기 등의 구조해석을 위한 ABAQUS, MSC/NASTRAN, PAM-CRASH, MARC 은 물론 과학기술 계산용 FORTRAN 프로그램, 생명공학과 기초과학 연구에 필요한 응용 프로그램 및 데이터를 이용하여 이전에 발전되지 않았던 데이터 상호간의 상관관계를 분석하여 새로운 결과를 창출시키는 데이터마이닝 프로그램인 SAS, SPSS 등이 그 적용 대상이 될 수 있을 것이며, 이렇게 다양한 응용 프로그램들을 선택할 수 있는 기능을 외부 이용자(10,12)에게 제공하고, 이를 웹 브라우져상에서 구현시켜 연산에 필요한 작업 명령을 입력받게 할 수 있을 것이다.

다음 단계(S108)에서는 요청 받은 작업에 의하여 사용 가능한 CPU 자원을 클러스터 서버(32,34)로부터 수집하게 된다. 여기서 클러스터 서버(32,34)는 각 클러스터 서버(32,34)가 관리하는 연산 컴퓨터(42,44,46,52,54,56)의 현재 CPU 가동률, CPU 장애 및 하드웨어/소프트웨어 상태 체크 등과 같은 연산 가능한 컴퓨터 자원정보를 실시간으로 갱신하여 웹서버(20)에 제공하게 되고, 이러한 데이터를 이용하여 웹서버(20)는 외부 이용자(10,12)로부터 요청된 작업의 양을 분석하여 각 클러스터 서버(32,34)로 그 상황에 가장 적합한 작업을 차등 분배하게 된다. 그리고 이렇게 웹서버(20)로부터 요청 받은 작업을 클러스터링하는 클러스터 서버(32,34)로는 예를 들면, Alpha MPP Cluster 또는 Intel DSMP Cluster 등이 될 수 있을 것이다.

다음 단계(S110)에서 웹서버(20)는 클러스터 서버(32,34)로부터 수집한 데이터를 참조하여 작업 이용 가능한 연산 컴퓨터(42,44,46,52,54,56)의 존재여부를 확인하게 된다. 확인결과 이용 가능한 연산 컴퓨터(42,44,46,52,54,56)가 존재하지 않은 경우에는, 단계(S112)로 진행하여 작업대기 행렬(Queue)에 작업 내용을 등록한 후 대기시킨다. 단계(S114)에서는 작업순서 도달여부를 체크한다. 그리고 체크 결과 작업순서가 도달되지 않은 경우에는 다시 단계(S112)로 복귀시키고, 작업순서 차례가 되었으면 단계(S116)으로 진행시키게 된다.

한편, 단계(S110)에서 작업 이용 가능한 연산 컴퓨터(42,44,46,52,54,56)가 존재하는 경우에는, 단계(S116)로 진행하여 요청된 처리될 작업의 종류를 구분하고 일괄처리 또는 대화식 처리 여부를 판단하게 된다. 판단 후, 일괄처리가 요청된 경우에는 클러스터 서버(32,34)로 일괄처리 할 작업을 명령하게 되는데, 일괄처리 명령을 받은 클러스터 서버(32,34)는, 단계(S118)에서 일괄 처리를 위한 메모리를 할당한 후, 각 연산 컴퓨터(42,44,46,52,54,56)로 작업을 분배한다. 한편, 작업 분배를 받은 연산 컴퓨터(42,44,46,52,54,56)는, 단계(S120)에서 할당받은 메모리에 기록된 순서대로 연산 작업을 수행하게 된다.

상기 작업이 수행되는 과정은 별도의 파일관리 서버(60,70)와 저장매체(62,72)를 구비하여, 수시로 저장매체(62,72)에 기록하여 특정한 연산 컴퓨터 시스템의 고장시 다른 대체 연산 컴퓨터에 의하여 작업이 지속적으로 이루어질 수 있도록 함은 물론, 연산 처리된 결과 데이터 또한 저장매체(62,72)에 기록하여 외부 이용자(10,12)의 요청시 그 결과 값을 확인할 수 있도록 시스템을 구성하는 것이 바람직하다. 그리고 외부 이용자(10,12)의 작업 요청에 빠른 결과를 출력시키는 이러한 연산 컴퓨터(42,44,46,52,54,56)의 하드웨어 사양으로는 64개 이상의 CPU가 연결되고 128GF(Giga Flops) 이상의 처리속도를 가진 하드웨어로 구성되는 것이 바람직하다.

이렇게 작업 처리가 완료되면 연산 컴퓨터(42,44,46,52,54,56)는 그 결과를 웹서버(20)로 전송시키게 되고, 단계(S122)에서 작업 처리 결과를 외부 이용자(10,12)에게 전송함으로서 프로세스를 종료하게 된다.

한편, 단계(S116)에서 요청된 작업이 대화식 처리인 경우에는, 웹서버(20)는 클러스터 서버(32,34)로 대화식 처리 명령을 전달하게 되고, 대화식 처리 명령을 받은 클러스터 서버(32,34)와 연산 컴퓨터(42,44,46,52,54,56)는, 단계(S124)에서 사용 가능한 CPU의 자원을 이용하여 외부 이용자(10,12)로부터 요청된 명령의 연산을 수행한 후 작업 처리 결과를 웹서버(20)로 전송시키게 된다. 그리고 이러한 대화식 처리는 일괄처리 방법과는 달리 외부 이용자의 작업 명령 하나씩을 수행하여 그 결과값을 즉시로 전송하여야 하는 처리 방법의 특성상, 시분할(Time Sharing) 방법을 이용하여 클러스터링 함으로서, 외부 이용자에게는 항상 특정한 CPU를 점유하고 있는 효과를 가져다주고 연산 컴퓨터(42,44,46,52,54,56)에는 특정한 CPU에 대한 과중한 작업 부하를 방지할 수 있도록 시스템을 구성하는 것이 바람직하다.

다음 단계(S126)에서는 외부 이용자(10,12)의 작업 명령이 있는지를 모니터링하여 작업 명령이 있는 경우에는, 단계(S124)로 복귀시켜 사용자의 입력에 대한 실시간 대화식 처리의 결과를 제공하고 외부 이용자(10,12)의 작업 명령이 없는 경우에는, 단계(S120)로 진행하여 외부 이용자의 프로그램 종료 또는 웹서버(20) 접속의 단절 여부 등을 체크하여 작업 종료 여부를 판단하게 된다. 판단후 작업종료로 판단되지 않은 경우에는, 단계(S128)로 복귀시키고 작업종료로 판단되면 모든 프로세스를 종료시키게 된다.

본 발명의 고성능 컴퓨터를 이용한 연산기능 제공방법은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 기술 사상이 허용하는 범위 안에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 시스템에 웹서버(20) 이외에 별도의 관리서버(24)를 두어 웹서버(20)와 클러스터 서버그룹(32,34)간에 일어나는 모든 작업의 제어 및 관리를 할 수 있도록 시스템을 구성할 수 있을 것이며, 여러가지 응용 소프트웨어들은 외부 이용자(10,12)의 컴퓨터에서 실행시키고 연산 작업이 필요한 경우에만 본 발명의 웹서버(20)로 접속하여 연산기능을 손쉽게 제공받을 수 있도록 시스템을 구성할 수 있을 것이다. 또한, 자동 결재 시스템을 도입하여 사용한 시간에 따라 접속한 외부 이용자(10,12)에게 시스템 사용 요금을 자동으로 징수할 수 있는 시스템을 구성할 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 고성능 컴퓨터를 이용한 연산기능 제공방법에 의하면, 외부 이용자가 네트워크를 통하여 고성능 컴퓨터의 연산능력을 활용함으로서, 고성능을 필요로 하는 소프트웨어와 고가의 컴퓨터 하드웨어 장비를 구비하지 않고도 손쉽게 전문 분야의 소프트웨어를 사용할 수 있고, 많은 노력과 시간을 필요로 하는 작업을 극히 짧은 시간에 결과를 얻어냄으로서, 연산 작업에 많은 부하를 가져왔던 시스템을 다른 응용 프로그램으로 전환하여 사용할 수 있는 장점이 있다.

Claims

외부 이용자를 인터넷을 통하여 웹서버, 클러스터 서버 및 연산 컴퓨터와 연결하는 고성능 컴퓨터를 이용한 연산기능 제공 시스템에서,

상기 외부 이용자로부터 수행될 작업을 입력받는 단계;

상기 클러스터 서버로부터 사용 가능한 상기 연산 컴퓨터의 정보를 수집하는 단계;

상기 수집된 정보를 참조하여 상기 입력된 작업을 상기 클러스터 서버로 분배하는 단계;

상기 분배된 작업의 연산을 상기 클러스터 서버의 제어에 의하여 상기 연산 컴퓨터에서 수행하는 단계; 및

상기 수행된 작업 결과를 상기 외부 이용자에게 통보하는 단계를 포함하여 이루어진 고성능 컴퓨터를 이용한 연산기능 제공방법.
제 1항에 있어서,

상기 작업은 일괄처리와 대화식 처리로 구분되어지고, 상기 처리 구분에 따라 연산되는 것을 특징으로 하는 고성능 컴퓨터를 이용한 연산기능 제공방법.