KR20030089285A - 티켓 방법을 이용한 웹 서비스 허용 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웹 서버가 포함된 서버 시스템과 클라이언트들로 구성된 네트워크에서 상기 클라이언트들로부터 상기 서버 시스템의 최대 처리량을 초과하는 웹 요청이 있을 경우를 제어하기 위한 웹 서비스 허용 제어 방법에 관한 것으로, 상기 서버 시스템이 상기 최대 처리량을 초과하게 하는 웹 요청을 한 클라이언트에 대해서, 티켓을 부여하고 일정한 대기 시간 경과 후 자동적으로 상기 웹 요청에서와 동일한 서비스를 재요청하도록 하는 기능을 가진 티켓 메시지를 보내 응답하고, 여러 차례 재요청을 한 사용자들에게 우선권을 주어 서비스하는 것을 특징으로 하는 티켓 방법을 이용한 웹 서비스 허용 제어 방법을 제공함으로써, 웹 서버의 성능 감소를 막고 사용자에게 재요청 시도의 빈도를 기반으로 평등한 서비스를 제공할 수 있다.

Description

티켓 방법을 이용한 웹 서비스 허용 제어 방법 {TICKET BASED ADMISSION CONTROL METHOD FOR WEB SERVICE}
본 발명은 웹 서버 시스템에 있어서 웹 서버의 상태를 감시하여 과부하로 인한 성능 저하가 일어나지 않도록 웹 요청 비율을 제어하는 허용 제어(admission control) 방법에 관한 것이다.
도 1은 인터넷상에서 웹 서비스를 하기 위한 전형적인 클라이언트/서버 구조를 도시한 것으로서, 서버 시스템(30)은 웹 서버를 포함하고 있어서 인터넷(20)을 통해 접속하는 클라이언트(10)의 웹 요청에 대하여 응답하게 된다.
도 2는 종래의 일반적인 웹 서버 시스템에서 동시 웹 요청이 웹 서버의 최대 처리량을 초과하였을 때의 초당 처리량을 나타낸 그래프로서, x 축은 동시 접속자 수를 표시하고 y 축은 초당 처리량을 표시한 것이다. 기존의 웹 서버 시스템은 웹 서버의 최대 처리량(도 2의 예에서는 약 160명의 동시 웹 요청 처리)을 초과하는 동시 웹 요청이 발생하였을 때 초당 처리량이 현저히 감소하는 특성을 보인다.
상기와 같이 웹 서버가 분주(busy)하게 되었을 때의 성능 저하를 방지하기 위해서 최대 처리량을 초과하는 사용자 요청에 대하여는 서비스를 제한하는 기능이 필요한데, 이와 같은 동작을 웹 서버의 허용 제어(admission control)라고 하며, 그 방법으로는 일시적으로 서버를 사용할 수 없다는 정보를 알려 주는 서버 분주 페이지(server busy page)로 응답하는 방법과 사용자의 웹 요청을 무작위로 버리는 방법 등이 사용되고 있다.
서버 분주 페이지를 사용하는 방법에는 다음과 같은 문제점이 있다. 웹 서버로 정보를 요청한 사용자가 원하는 웹 페이지가 아닌 서버 분주 페이지를 응답 받게 되었을 때, 사용자는 즉시 웹 브라우저의 갱신(refresh) 버튼을 이용하여 재요청을 시도하는 경향이 있다. 이렇게 사용자가 즉시 재요청을 하게 되면, 웹 서버가 계속해서 분주한 상태일 경우 서버 시스템에 과부하를 더욱 가중시키는 결과를 초래하게 된다.
또한, 웹 서버의 상태가 계속해서 분주하다면, 첫번째 요청에 대하여 분주 페이지를 응답받은 사용자가 두번째 이후의 재요청시에도 분주 페이지를 응답 받게 될 경우가 많고, 여러 차례의 재요청에도 올바른 응답을 받지 못하고 결국 해당 웹 서비스를 포기하는 사용자가 발생하게 된다. 또한, 서버의 입장에서는 분주 페이지를 1회 응답 받고 재요청을 시도한 사용자와 처음으로 요청을 시도한 사용자가 같은 우선순위를 가지게 되어, 지연시간의 측면에서 사용자간 평등성이 제공되지 않는다는 문제점이 있다.
사용자의 요청을 무작위로 버리는 방법을 사용하는 경우에도 상기와 유사한 문제가 발생한다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 웹 서버의 최대 처리량을 초과하는 웹 요청 발생시에 웹 서비스 허용이 제한된 사용자에게 티켓을 부여하고 재요청에 대한 우선순위를 높이는 방식을 통해, 웹 서버의 과부하를 방지하고 사용자에게 재요청 빈도수의 측면에서 평등한 서비스를 제공할 수 있는 티켓 방법을이용한 허용 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 인터넷상의 전형적인 클라이언트/서버 구조를 나타내는 구성도,
도 2은 종래의 전형적인 웹 서버에서 동시에 발생하는 웹 요청이 웹 서버의 최대 처리량을 초과했을 때 초당 처리 비율이 낮아지는 현상을 도시한 그래프,
도 3은 본 발명에 따른 허용 제어 방법의 실시예를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 허용 제어 방법의 실시예에 있어서의 상태 천이 다이어그램,
도 5는 본 발명에 따른 허용 제어 방법의 실시예에 있어서의 타이밍 다이어그램,
도 6은 본 발명의 실시예에 있어서 티켓 기반 허용 제어기(Ticket Based Admission Controller)가 구성하여 클라이언트에게 전달하는 티켓 메시지의 예를 도시한 도면,
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
310: 웹 서버
320: 티켓 기반 허용 제어기(이하 'TBAC')
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 웹 서버(310)가 포함된 서버 시스템(30)과 클라이언트(10)로 구성된 네트워크에서 상기 클라이언트(10)로부터 상기 웹 서버(310)의 최대 처리량을 초과하는 웹 요청이 있을 경우를 제어하기 위한 웹 서비스 허용 제어 방법에 있어서, 상기 서버 시스템(30)이 상기 최대 처리량을 초과하게 하는 웹 요청을 한 클라이언트(10)에 대해서, 티켓을 부여하고 일정한 대기 시간 경과 후 자동적으로 상기 웹 요청에서와 동일한 서비스를 재요청도록 하는 기능을 가진 티켓 메시지를 보내 응답하는 것을 특징으로 하는 티켓 방법을 이용한 웹 서비스 허용 제어 방법을 제공한다.
또한, 웹 서버가 포함된 서버 시스템(30)과 클라이언트(10)로 구성된 네트워크에서의 웹 서비스 허용 제어 방법에 있어서, 상기 서버 시스템(30)에 상기 웹 서버(310)와 별도의 모듈(TBAC, 320)을 두어, 상기 클라이언트(10)로부터의 웹 요청을 상기 웹 서버(310)가 처리할 수 있는 상태인 경우는 상기 웹 서버(310)로 상기 웹 요청을 전달하고, 상기 최대 처리량을 초과하는 경우는 상기 웹 요청을 한 클라이언트(10)에 대해서 티켓을 부여하고 일정한 대기 시간 경과 후 자동적으로 상기 웹 요청에서와 동일한 서비스를 재요청하도록 하는 기능을 가진 티켓 메시지를 보내 응답하는 것을 특징으로 하는 웹 서비스 허용 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 재요청에 대해서도 상기 웹 서버(310)의 과부하로 인해 웹 서비스를 할 수 없는 경우는 재요청 횟수를 표시한 티켓을 부여하고, 상기 웹서버(310)가 웹 서비스 가능한 상태인 경우는 상기 클라이언트의 재요청시 상기 클라이언트로부터 상기 티켓을 읽어 상기 재요청 횟수가 큰 클라이언트(10)를 먼저 서비스하는 것을 특징으로 하는 웹 서비스 허용 제어 방법을 제공한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 동작을 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예로서, 본 발명에 따른 웹 서비스 허용 제어 방법이 서버 시스템(30) 내부에 추가로 구현된 경우의 구성도를 도시한 것이다. 도 3에서는 본 발명에 따른 허용 제어 방법을 기존의 방식과 구분하기 위하여 TBAC(티켓 기반 허용 제어기, 320)라 명시하고 있다. 도시된 바와 같이 서버 시스템(30)은 웹 서버(310)와 TBAC(320)를 포함하며, 클라이언트(10)가 인터넷을 통하여 웹 요청을 했을 때 웹 서버(310)의 앞단에 있는 TBAC(320)가 클라이언트(10)의 요청을 받아 웹 서버(310)로 전달하면 웹 서버(310)는 클라이언트(10)에게 웹 응답을 한다. 그러나, 웹 서버(310)의 접속자 수가 증가하여 클라이언트(10)의 초당 웹 요청 비율이 웹 서버(310)의 최대 처리량을 초과하게 되면, TBAC(320)는 웹 서버(310)로 전달되어야 할 클라이언트(10)의 웹 요청을 미리 제한한다.
도 4는 상기 TBAC(320)의 간략한 상태 다이어그램으로서, TBAC(310)는 크게 클라이언트(10)의 웹 요청을 웹 서버에 전달하는 정상(Normal) 상태(510)와 웹 요청을 부분적으로 제한하는 분주(Busy) 상태(520) 중 하나의 상태에 있게 된다. 웹 서비스 개시시에 TBAC(320)는 정상 상태(510)이나, 웹 서버(310)의 최대 처리량을 초과하는 웹 요청이 발생하면 TBAC(320)는 정상 상태(510)에서 분주 상태(520)로전환된다. 한편, 웹 요청이 최대 처리량 이하로 감소되면 다시 정상 상태(510)로 전환된다.
도 5는 본 발명에 따른 허용 제어 방법의 실시예에 있어서의 타이밍 다이어그램이다. 먼저 TBAC(320)가 정상 상태(510)인 경우, 클라이언트(10)로부터의 웹 요청이 있으면 TBAC(320)는 상기 웹 요청을 받아 그대로 웹 서버(520)에 전달하여 정상적인 웹 서비스를 제공하도록 한다(110, 120). 반면, TBAC(320)가 분주 상태(520)에 있을 때 웹 요청을 시도한 클라이언트(10)의 일부 혹은 전체가 TBAC(320)로부터 일정 시간 후에 자동적으로 다시 웹요청을 시도하도록 하는 HTML 문서 형식의 메시지를 받게 된다(130, 140). 이후, 웹 요청 비율이 웹 서버(310)의 최대 처리량 이하로 감소한다면, TBAC(320)의 상태는 다시 분주 상태(520)에서 정상 상태(510)로 전환되어 클라이언트(10)의 웹 요청을 제한없이 웹 서버(310)로 전달하게 된다(150, 160).
다음으로, 웹 요청 비율이 증가하여 TBAC(320)가 분주 상태(520)로 전환되었을 때 TBAC(320)가 웹 요청을 시도한 클라이언트(10)에게 보내주어 일정 시간 후에 자동적으로 재요청을 하도록 하는 티켓 메시지에 대하여 예를 들어서 설명한다.
클라이언트(10)가 요청한 웹 서버의 URL이 http://www.web.server라 가정할 때, TBAC(320)는 예컨대 도 6에 도시된 것과 같은 티켓 메시지로 클라이언트(10)에 응답을 하게 된다. 도 6은 TBAC(320)가 구성하여 클라이언트(10)에게 전달해 주는 HTML 문서로서, JavaScript를 이용하여 티켓 메시지의 기능을 수행하도록 구현한 것이다. 티켓 메시지의 기능은 (1) TBAC(320)가 명시한 시간 만큼 대기하고 (2) 상기 대기 시간이 지나면 사용자에게 쿠키를 생성˙부여하며 (3) 원래 요청했던 URL을 다시 요청하는 것이다. 쿠키를 생성하는 이유는 TBAC(320)가 처음 요청을 시도하는 사용자인지 재시도 하는 사용자인지를 구분하기 위한 것이며, 재시도하는 사용자에 대해서는 우선순위를 높여 서비스할 수 있도록 하기 위함이다. 도 6의 예에서는 "retry"라는 쿠키의 값이 재시도 회수를 포함하고 있다. 이 예에서는 "retry" 값을 1로 세팅하였으므로 클라이언트(10)는 "retry=1"이라는 쿠키를 가지고 TBAC(320)에 웹 요청을 재시도하며, TBAC(320)는 이 요청이 1회 재시도된 것임을 인지하고 쿠키가 없는 요청보다 우선적으로 서비스하게 된다. 만일, "retry=2"라는 쿠키를 가지는 클라이언트(10)의 재시도 요청이 입력된다면 "retry=1"을 가진 요청보다 우선순위가 높다.
상기 대기 시간은 TBAC(320)가 웹 서버(310)의 부하량에 따라 적응적으로 갱신할 수 있다. 예컨대, TBAC(320)는 평상시 상기 대기 시간을 2초로 설정하여 티켓 메시지를 보내다가, 웹 서버(310)의 과부하가 심해질 것으로 예상되면 도 6과 같이 10초 정도로 길게 설정하여 티켓 메시지를 보냄으로써 웹 서버(310)의 과부하를 방지할 수 있다.
한편, 웹 서버(310)가 계속해서 과부하 상태에 있을 때는, 도 6의 티켓 메시지를 응답 받은 클라이언트(10)의 재요청에 대하여서도 TBAC(320)가 웹 서버(310)의 앞단에서 또 다시 도 6과 같은 재전송을 요구하는 메시지를 전송하게 될 가능성이 있다. 본 발명은 이와 같이 여러 차례에 걸쳐서 재전송 요구를 받아서 응답 시간이 지연된 클라이언트(10)의 웹 요청에 우선순위를 두어서 응답의 지연시간 측면에서 평등함을 제공하기 위해 다음 방법을 사용한다.
사용자의 첫번째 웹 요청에 대한 TBAC(320)의 메시지에 따라 사용자가 정상적으로 TBAC(320)가 요구하는 시간 만큼 대기를 하였다면, 상기 티켓 메시지는 클라언트(10)에 쿠키를 생성하고, 두번째 이후의 요청시에는 이미 존재하는 쿠키의 정보를 변경하므로, 웹 요청을 두번째로 하게 될 때 TBAC(320)는 이번의 요청은 두번째 시도라는 정보를 HTTP 헤더의 쿠키에 의해 전송받게 된다. 이에 의하여, TBAC(320)는 처음 요청을 시도한 사용자와 위와 같이 처음 요청을 시도하여 도 6과 같은 티켓 메시지를 응답 받고 TBAC(320)가 명시한 만큼의 시간을 대기한 후에 재요청을 시도한 사용자를 구분할 수 있게 된다. 또한, 사용자의 웹 요청에 포함된 쿠키 정보를 바탕으로 서버 시스템(30)은 사용자가 올바른 응답을 받기 위해 시도한 요청 횟수와 대기 시간에 대한 정보를 알 수 있게 되며, 여러 차례 요청을 시도하여 응답 대기 시간이 길어진 사용자에게 우선순위를 주어 서비스를 함으로써, 과부하 상태의 웹 서버(310)에서 지연시간 측면의 평등한 서비스를 사용자에게 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 웹 서버(310)의 최대 처리량을 초과하는 웹 요청이 발생하였을 때, 클라이언트(10)의 웹 요청을 웹 서버(310)로 전달하는 역할을 하는 TBAC(320)가 웹 요청의 일부분을 제한하여 웹 서버(310)로 전달하지 않고 클라이언트(10)로 하여금 일정 시간 후에 자동적으로 재요청을 시도하도록 요구하는 티켓을 보냄으로써, 사용자로부터 즉시의 재요청을 방지하여 웹 서버(310)의 과부하 가중을 방지할 수 있는 한편, 사용자는 대기한 시간 만큼 우선순위를 가지게 되어 다음재요청을 시도할 때 유리하게 되므로 지연시간의 측면에서 평등함을 보장할 수 있다. 또한, 웹 서버(310)는 성능의 저하 없이 최대 처리량의 웹 요청에 대하여 웹 응답을 할 수 있으며, 웹 요청 비율은 최대 처리량을 초과하지 않아 과부하 상태에 있지 않고 최대의 성능을 내므로 웹 서버(310)의 웹 응답 지연 시간이 감소한다.
본 발명은 특히 병렬 웹 서버의 로드 밸런스에 적용할 수 있는 것이나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 웹 서버 이외에 인터넷상에서 서비스를 제공하는 FTP서버, DB 서버, VOD 서버, 어플리케이션 서버 등에도 응용할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 허용 제어 방법을 기존의 웹 서버 시스템의 내부에 추가로 구현하면, 웹 서버의 최대 처리량을 초과하는 웹 요청이 발생하였을 때 종래의 방법과 같이 단순히 서버가 분주함을 표시하는 서버 분주 페이지로 응답하는 것이 아니라, 사용자에게 일정 시간을 대기한 후에 자동적으로 재요청을 유도하는 티켓 메시지를 전송함으로써 사용자의 즉시의 재요청으로 인한 서버의 과부하 가중을 방지하고, 재요청 횟수가 많은 사용자에게 우선순위를 두어 서비스하는 방법으로 응답 지연 시간의 측면에서 평등함을 제공할 수 있다. 또한, 임의의 시간에 급격히 증가하는 특성을 가지는 사용자 요청 비율을 웹 서버의 최대 처리량 이하로 평형을 유지하여 웹 서버로 전달하므로, 웹 서버는 도 2와는 달리 항상 최대 처리량을 유지하며 서비스를 할 수 있게 된다.

Claims (5)

  1. 웹 서버가 포함된 서버 시스템과 클라이언트로 구성된 네트워크에서 상기 클라이언트로부터 상기 웹 서버의 최대 처리량을 초과하는 웹 요청이 있을 경우를 제어하기 위한 웹 서비스 허용 제어 방법에 있어서,
    상기 서버 시스템이 상기 최대 처리량을 초과하게 하는 웹 요청을 한 클라이언트에 대해서, 티켓을 부여하고 일정한 대기 시간 경과 후 자동적으로 상기 웹 요청에서와 동일한 서비스를 재요청하도록 하는 기능을 가진 티켓 메시지를 보내 응답하는 것을 특징으로 하는 티켓 방법을 이용한 웹 서비스 허용 제어 방법.
  2. 웹 서버가 포함된 서버 시스템과 클라이언트로 구성된 네트워크에서의 웹 서비스 허용 제어 방법에 있어서,
    상기 서버 시스템에 상기 웹 서버와 별도의 모듈을 두어, 상기 클라이언트로부터의 웹 요청을 상기 웹 서버가 처리할 수 있는 상태인 경우는 상기 웹 서버로 상기 웹 요청을 전달하고, 상기 웹 서버의 최대 처리량을 초과하는 경우는 상기 웹 요청을 한 클라이언트에 대해서 티켓을 부여하고 일정한 대기 시간 경과 후 자동적으로 상기 웹 요청에서와 동일한 서비스를 재요청하도록 하는 기능을 가진 티켓 메시지를 보내 응답토록 하는 것을 특징으로 하는 티켓 방법을 이용한 웹 서비스 허용 제어 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 재요청에 대해서도 상기 웹 서버의 과부하로 인해 웹 서비스를 할 수 없는 경우는 상기 재요청을 한 클라이언트에게 재요청 횟수를 표시한 티켓을 부여하고, 상기 웹 서버가 웹 서비스 가능한 상태인 경우는 상기 클라이언트의 재요청시 상기 티켓을 읽어 상기 클라이언트 중 상기 재요청 횟수가 가장 큰 클라이언트에게 우선권을 주어 먼저 서비스하는 것을 특징으로 하는 티켓 방법을 이용한 웹 서비스 허용 제어 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 티켓의 부여를 위해 쿠키를 이용하는 것을 특징으로 하는 티켓 방법을 이용한 웹 서비스 허용 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 대기 시간은 상기 웹 서버의 부하량에 따라 적응적으로 변경되는 것을 특징으로 하는 티켓 방법을 이용한 웹 서비스 허용 제어 방법.
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