KR20160136489A - 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 자원 관리 방법 - Google Patents

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KR20160136489A
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Abstract

본 발명은 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 자원 관리 방법에 관한 것으로서, 적어도 하나 이상의 가상 머신의 동작 및 생성을 위한 호스트 서버, 각 가상 머신의 데이터 저장을 위한 스토리지 서버를 포함하는 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 자원 관리 방법에 있어서, 상기 호스트 서버와 스토리지 서버를 관리하기 위한 관리 서버가 클라우드 스택을 기반으로 클라우드 인프라의 자원을 관리하며 사용자에게 클라우드 서비스를 제공하는 관리툴을 실행하는 단계; 상기 관리툴에 의해 상기 클라우드 스택에서 관리되는 가상 머신의 관리 작업에 필요한 명령 또는 응답 처리 기능을 수행하며, 상기 클라우드 서비스를 제공시 발생되는 이벤트와 작업 내역을 로그 데이터로 저장하는 관리자 제어 모듈을 생성하는 단계; 및 사용자 단말기를 통해 가상 머신에 대한 사용 신청 정보가 접수되면, 상기 사용 신청 정보에 따라 상기 호스트 서버에서 웹 호스팅 환경에 맞는 가상 머신의 사용에 대한 클라우드 서비스를 제공받도록 사용자 제어 모듈을 생성하는 단계를 포함한다. 따라서, 본 발명은 대규모 가상화 환경을 관리자의 개입을 최소화하면서 빠른 시간 내에 서비스 요구사항에 즉각적으로 대응할 수 있고, 클라우드 스택에서 관리되는 가상 머신의 추가/삭제 등의 작업을 용이하게 할 뿐만 아니라 특정한 가상 머신의 역할 변경 및 확장 등 다양한 운용 환경에 대한 대처를 용이하게 하여 관리 비용의 절감 및 가상화 자원의 모니터링을 통해 대규모 사용자 및 가상화 노드를 감시하게 하여 언제나 안정적인 서비스를 제공할 수 있다.

Description

클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 자원 관리 방법{Method for Resource Management base of Virtualization for cloud service}
본 발명은 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 자원 관리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 클라우드 인프라 관리를 위한 관리툴을 이용하여 가상 머신 기능을 설정하고 관리할 수 있는 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 자원 관리 방법에 관한 것이다.
모바일기기의 공급 및 수요의 증가와 함께 그에 필요한 응용프로그램들의 사용 및 공급도 증가하고 있다. 모바일기기 중 특히 스마트폰의 공급 및 수요의 증가로 인해서 다양한 응용프로그램의 공급이 중요해 졌다.
일반적으로 이러한 응용프로그램의 공급은 기존의 단말기 사업자와 통신 사업자에 의해서 주로 이루어졌다. 그러나 최근에 앱스토어의 등장으로 인해서 응용프로그램의 공급이 일부 사업자뿐만 아니라 다수의 개인 개발자들에게도 개방되었다. 그로 인해서 응용프로그램 공급의 인프라를 소유하지 않은 개인 사업자 및 개발자들도 양질의 응용프로그램 및 응용서비스를 공급할 수 있게 되었다.
그러나 기존의 앱스토어는 응용프로그램의 구입, 판매, 구입에 따른 과금, 해당 응용프로그램의 전송 및 설치를 위한 서비스만 담당하는 것이 일반적이었다. 따라서 기존의 서버 등의 인프라에 기반하여 응용 프로그램과 상호 동작하는 응용서비스를 공급하기 위해서는 응용서비스 제공을 위한 별도의 인프라를 구축해야 한다. 별도의 인프라의 구축은 응용서비스를 공급하고자 하는 개인 사업자 및 개발자들뿐만 아니라 기존의 단말기 사업자와 통신 사업자에게도 부담이 된다. 이러한 부담을 줄이기 위해서 기존의 서버 등의 인프라에 기반하여 응용서비스를 제공하기 위한 기술이 필요하다.
한국공개특허 제10-2011-0026239호는 무선 단말기를 이용한 웹 호스팅 서비스 제공 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 웹 호스팅 서비스를 제공하는 웹 호스팅 서버와, 상기 웹 호스팅 서버와 각각 인프라 연결되어 상기 웹 호스트 서버의 내부공간상에 또는 웹 호스트 서버와 독립된 웹상에 웹사이트 또는 홈페이지를 구축하여 상기 웹 호스트 서버로부터 웹 호스팅 서비스를 제공받는 다수의 호스트와, 무선망 통신망을 통하여 상기 호스트로 제공하는 웹 호스팅 서비스를 상기 웹 호스팅 서버에서 수신하여 해당 호스트 사용자의 무선 단말기로 제공하는 무선망 사업자 서버를 포함한다.
종래의 무선 단말기를 이용한 웹 호스팅 서비스 제공 방법 및 시스템은, WAP(Wireless Application Protocol)을 이용하여 호스팅 서비스에 대한 정보를 실시간으로 이동성을 제공하는 무선 단말기로 제공하여, 시간과 장소에 구애 없이 호스팅 서비스에 대한 관리 및 모니터링이 가능하다.
그러나, 서버 기반의 웹 호스팅은 서버 단위의 운용으로 제한되어 활용성이 떨어지는 문제점이 있다. 즉, 서버 기반의 호스팅은 서버 전체에 대해 완전한 활용이 사실상 어려우며, 상호 협의가 불가능한 전체 고객을 대상으로 서버 호스팅의 효율성을 극대화하는 것은 매우 어렵다. 또한, 서버 기반의 호스팅은 한정된 인력으로 다수의 서버를 관리하고 있어 운용시 관리 인력에 매우 큰 업무 부담을 줄 수 있다.
최근, 인터넷 기술을 활용하여 가상화된 IT 자원을 서비스로 제공하는 클라우드 컴퓨팅에 대한 관심이 높아짐에 따라 전 세계적으로 클라우드 관련 서비스와 제품들이 많이 출시되고 있다.
클라우드 컴퓨팅은 분산 처리 기술과 가상화 기술을 이용하여 스토리지, 네트워크, 플랫폼 및 컴퓨터 리소스를 사용자가 손쉽게 대여할 수 있도록 해주기 때문에 사용자는 인터넷 접속과 연산 기능을 갖춘 단말기만 갖고 있다면 어디서나 전산 작업이 가능하다. 가장 보편적인 클라우드 서비스 유형은 IaaS(Infrastructure as Service), PaaS(Platform as Service), SaaS(Software as Service)이 있다.
SaaS 클라우드는 어플리케이션을 제공하는 서비스로 클라우드 컴퓨팅 서비스 제공자가 인터넷을 통해 소프트웨어를 제공하고, 사용자는 해당 소프트웨어를 사용함에 있어서 어떠한 환경 설정 및 설치를 하지 않아도 손쉽게 접속해 활용할 수 있다.
PaaS 클라우드는 사용자가 소프트웨어를 개발할 수 있는 환경을 제공해주는 서비스로 서비스 제공자는 사용자가 요구하는 개발 플랫폼을 지원한다.
IaaS 클라우드는 전형적으로 하드웨어에 집중된 서비스 제공을 목표로 하는데, 물리적인 영역을 제외하고 운영체제로부터 애플리케이션 영역까지의 제어만 사용자에게 제공한다. IaaS 클라우드는 서비스 인프라를 제공하는 서비스로 인터넷을 통하여 서버, 스토리지, 네트워크를 가상화 환경으로 만들어 필요에 따라 컴퓨팅 능력을 사용자에게 제공하는 개념이다.
이러한 대표적인 서비스 종류 외에도 점차 사용자의 유형을 따라 더욱 세분화되어 새로운 종류의 서비스로 생겨나고 있다. 따라서, IT 인프라 환경 및 관리 능력 기술을 보유하고, 이러한 기술을 토대로 쉽게 접근할 수 있는 IaaS에 대한 환경 구축 및 관리가 필요하다,
한국공개특허 제10-2009-0070933호는 사용자 단말기에 호스팅 서비스를 제공하는 가상 머신을 이용한 호스팅 서비스 장치 및 방법에 관한 것이다.
이러한 가상 머신을 이용한 호스팅 서비스 장치 및 방법은, 적어도 하나의 가상 머신이 실행되는 복수의 작업서버들의 집합인 서버팜; 상기 가상 머신을 부트시키는 시스템 이미지와 상기 시스템 이미지가 상기 사용자 단말기에 의해 수정된 경우, 추후에 상기 사용자 단말기가 이를 이용하여 계속 작업할 수 있도록 수정된 부분과 작업내용을 저장하는 스토리지; 상기 클라이언트 단말기의 서비스 요청에 따라 상기 서버 팜에 있는 작업서버들 가운데 가용 자원이 있는 서버를 판단하여 상기 시스템 스토리지를 이용하여 가상 머신을 부트시키고 상기 사용자 단말기가 사용하도록 하는 관리 서버를 포함한다.
종래의 가상 머신을 이용한 호스팅 서비스 장치 및 방법은 웹 호스팅 방식으로서, 웹 호스팅 전용 서버인 관리 서버와 스토리지에 고유의 도메인으로 홈페이지를 구축하여 웹 사이트를 저렴하면서 효과적으로 운용할 수 있도록 해주는 서비스를 제공한다.
일반적으로 현재 웹 서버 구축용 서버 프로그램은 운영체제 차원에서 지원이 되지만, 그 이외의 FTP 서버나 화상 전화 서버 프로그램 등은 개인이 구입해서 설치하거나 직접 개발해야 한다.
이와 같이, 서버 프로그램의 개발은 다양한 개발 서버와 운영체제(OS, Operating System) 환경을 요구하고, 프로그램 개발과 관련된 환경이 급속히 변화함에 따라 프로그램 개발 업체나 프로그램 교육기관으로 하여금 경제적 부담을 가중시키고 있다. 즉, 서버 프로그램 개발을 의뢰하는 업체마다 그 환경이 다르고 또한 운영체제(OS)의 계속적인 버전 업(version up)과 개발 도구(Tool) 또는 미들웨어의 버전 업이나 프로그램 개발용 언어의 다양화 및 이에 따른 구매 비용의 증가로 인하여 프로그램 개발 업체나 프로그램 교육기관에 경제적인 부담을 발생시키고 있는 문제점이 있다.
한국공개특허 제10-2013-0070489호 " 개방형 모바일 클라우드를 위한 협업 미들웨어 장치 및 서비스 방법 " 한국공개특허 제10-2009-0070933호는 " 가상 머신을 이용한 호스팅 서비스 장치 및 방법 "
본 발명은 클라우드 인프라 관리를 위한 관리툴을 이용하여 가상 머신 기능을 설정하고 관리할 수 있는 관리자 제어 모듈을 생성하고, 클라우드 기반의 웹호스팅 관련 서비스를 제공하고, 사용자가 직접 가상 머신을 제어할 수 있는 사용자 제어 모듈을 생성함으로써 서버 및 웹호스팅을 보다 효율적으로 관리할 수 있고, 인력 활용도를 높여 서비스 품질을 향상시킬 수 있는 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 자원 관리 방법을 제공한다.
실시예들 중에서, 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 자원 관리 방법은, 적어도 하나 이상의 가상 머신의 동작 및 생성을 위한 호스트 서버, 각 가상 머신의 데이터 저장을 위한 스토리지 서버를 포함하는 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 자원 관리 방법에 있어서, 상기 호스트 서버와 스토리지 서버를 관리하기 위한 관리 서버가 클라우드 스택을 기반으로 클라우드 인프라의 자원을 관리하며 사용자에게 클라우드 서비스를 제공하는 관리툴을 실행하는 단계; 상기 관리툴에 의해 상기 클라우드 스택에서 관리되는 가상 머신의 관리 작업에 필요한 명령 또는 응답 처리 기능을 수행하며, 상기 클라우드 서비스를 제공시 발생되는 이벤트와 작업 내역을 로그 데이터로 저장하는 관리자 제어 모듈을 생성하는 단계; 및 사용자 단말기를 통해 가상 머신에 대한 사용 신청 정보가 접수되면, 상기 사용 신청 정보에 따라 상기 호스트 서버에서 웹 호스팅 환경에 맞는 가상 머신의 사용에 대한 클라우드 서비스를 제공받도록 사용자 제어 모듈을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 관리 서버는 사설 영역에서 상기 관리툴에 의해 클라우드 서비스의 제한적 접근이 가능하도록 하고, 공용 영역에서 인터넷을 통해 상기 클라우드 서비스의 무제한 접근이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 관리툴은 상기 관리 서버를 통해 입출력되는 데이터를 관리하는 데이터 영역, 명령 또는 응답을 처리하는 프로세스 영역 및 상기 관리툴 내부에서 발생되는 관리 작업들로부터 생성되는 데이터 또는 기본 정보를 읽고 저장하는 입출력 영역으로 구분되는 것을 특징으로 한다.
상기 데이터 영역은, 상기 관리 서버의 접속과 관련된 보안 인증, 상기 클라우드 스택에서의 상호간 API(Application Program Interface) 호출 및 응답을 위해 미리 정의한 선언부, 작업 내용, 이벤트, 경고에 대한 로그 및 업데이트 관리를 수행하도록 인터페이스를 관리하는 사전 캐시(Dictionary cache); 상기 사전 캐시에서 할당되어 사용되는 데이터 캐시; 및 상기 데이터 캐시에서 사용되는 데이터들의 병목 현상을 방지하는 버퍼 캐시를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 프로세스 영역은, 상기 관리툴의 운영에 필요한 명령어들을 수집하는 커맨드 리시버(Command Receiver); 상기 커맨드 리시버에 의해 수집된 API 호출에 대한 응답값이 누적된 버퍼용 변수에서 데이터의 존재 유무를 확인하고, 해당 데이터가 존재하면 응답된 순서대로 데이터를 불러와 상기 관리툴에서 관리되는 자료 구조 형태로 재가공하여 해당 명령의 종류에 맞게 처리하는 커맨드 워커(Command Worker); 상기 클라우드 서비스에서 사용하는 데이터 또는 상기 관리툴의 환경설정과 관련한 정보를 수집하고 분류하는 데이터 리시버; 상기 데이터 리시버를 통해 수집 및 분류된 데이터를 병렬 처리하는 데이터 워커; 상기 관리 서버로부터 실시간 모니터링되는 가상 머신의 정보 및 리소스에 대한 수집 요청을 API를 통해 스케줄링 방식으로 동작하는 API 커맨드 워커; 상기 관리툴에 접근하기 위한 계정 정보 확인 및 계정 검사를 수행하고, 상기 관리 서버와의 API 연동을 위한 관리자 권한을 얻기 위한 인증처리를 담당하는 인증 워커; 상기 관리툴에서 발생되는 모든 작업 정보와 클라우드 인프라 영역에서 발생되는 이벤트와 로그를 실시간으로 기록된 데이터를 재가공하여 통합적으로 관리하는 로그 워커; 및 상기 관리툴에 접속시 현재 실행되는 관리툴에 대한 업데이트 파일을 다운로드받아 배포하는 업데이트 워커를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 관리툴은 외부 서버와 통신을 위해 Http 소켓과 DB 소켓을 생성하여 데이터를 주고받으며, 해당 데이터들을 화면에 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기 관리툴은 상기 Http 소켓을 통해 입력되는 데이터를 큐(Queue) 타입의 버퍼에 누적하고, 상기 큐 타입의 버퍼에 누적된 데이터마다 쓰레드를 생성하여 처리 작업을 명령하고, 상기 DB 소켓을 통해 입력되는 데이터를 변환없이 사용하도록 명령하는 것을 특징으로 한다.
상기 관리자 제어 모듈을 생성하는 단계는, 상기 가상 머신을 사용하는 사용자 정보에 대한 생성, 수정, 삭제에 대한 처리를 수행하고, 각 사용자 정보별로 가상 머신에 대한 사용 제한 기능을 처리하는 사용자 처리 단계; 상기 호스트 서버 또는 가상 머신의 주소 할당 처리, 상기 가상 머신들 사이의 로드 밸런스 처리, 물리적 네트워크와 가상 네트워크를 처리하는 네트워크 관리 단계; 및 상기 가상 머신의 생성, 수정, 삭제에 대한 처리 기능을 수행하고, 각 가상 머신의 동작 상태를 확인하여 제어하는 가상 머신 제어 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 사용자 제어 모듈을 생성하는 단계는, 상기 가상 머신에 대한 사용 신청 정보가 접수되면 과금 처리에 필요한 화면을 제공하는 단계; 상기 사용 신청 정보에 따라 가상 머신의 사용 트래픽 또는 사양을 확인하여 가상 머신을 생성하고, 해당 가상 머신의 제어를 위한 콘솔(Console), 원격 모니터링, FTP, 웹 호스팅을 포함한 서비스를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 관리자 제어 모듈을 생성하는 단계는, 상기 가상 머신에 대한 백업 정보 확인, 백업 요청에 대한 백업 처리, 백업된 정보의 리스트 확인, 백업 복구를 포함한 백업 관련 화면을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 자원 관리 방법은, 관리자가 관리자 제어 모듈을 통해 클라우드 스택을 활용한 클라우드 서비스를 효율적으로 관리하고, 웹호스팅 작업에 필요한 백업이나 세팅 등을 손쉽게 할 수 있으며, 사용자 제어 모듈을 통해 사용자가 PC, 스마트 단말, 네트워크 단말 등을 이용해 클라우드 서비스를 쉽게 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 대규모 가상화 환경을 관리자의 개입을 최소화하면서 빠른 시간 내에 서비스 요구사항에 즉각적으로 대응할 수 있고, 클라우드 스택에서 관리되는 가상 머신의 추가/삭제 등의 작업을 용이하게 할 뿐만 아니라 특정한 가상 머신의 역할 변경 및 확장 등 다양한 운용 환경에 대한 대처를 용이하게 하여 관리 비용의 절감 및 가상화 자원의 모니터링을 통해 대규모 사용자 및 가상화 노드를 감시하게 하여 언제나 안정적인 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.
따라서, 본 발명은 관리자가 관리툴을 이용해 클라우드 자원의 흐름을 직관적으로 파악할 수 있어 미리 장애 발생에 대한 대처를 할 수 있고, 클라우드 인프라인 호스트, 스토리지 및 네트워크 등의 시스템 자원을 효율적으로 관리할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 관리 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 자원 관리 방법을 설명하는 순서도이다.
도 3은 도 2의 관리툴의 내부 구조를 설명하는 도면이다.
도 4는 도 3의 관리툴의 런타임 환경을 설명하는 도면이다.
도 5는 도 3의 관리툴에 의한 명령을 처리하는 과정을 설명하는 순서도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 관리 시스템을 설명하는 도면이다.
도 1을 참고하면, 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 관리 시스템은 IaaS 서비스 지원을 위해 오픈 소스 플랫폼인 클라우드 기반 스택을 기반으로 구축되어, 웹 호스팅 환경에 특화된 가상 머신을 쉽게 구축할 수 있도록 한다.
이러한 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 관리 시스템은, 호스트 서버(10), 스토리지 서버(20), 관리자 단말(20), 사용자 단말(30) 및 관리 서버(100)를 포함한다.
호스트 서버(10)는 적어도 하나 이상의 가상 머신의 동작 및 생성을 담당한다. 호스트 서버(10)는 복수 개를 연결하여 사용할 수 있고, 관리 서버(100)는 호스트 서버(10)에서 생성된 가상 머신을 하나의 호스트 서버(10)가 아닌 시스템의 여유가 있는 호스트 서버(10)로 이전하여 가상 머신을 동작하고 관리할 수 있도록 한다.
스토리지 서버(20)는 각 가상 머신의 데이터를 저장하기 위한 주 스토리지 서버(21)를 통해 사용자별 자료를 백업 및 재설정하며, 가상 머신 내부에서 사용할 운영체제를 탬플릿 형태 및 ISO 파일로 저장하기 위한 보조 스토리지 서버(22)를 별도로 구성한다.
주 스토리지 서버(21)는 가상 머신의 가상 하드디스크 역할을 하기 때문에 클라우드 스택에서 지원하는 네트워크 연결 방식 중 ISCSI 방식으로 연결하고, 보조 스토리지 서버(22)는 백업 데이터를 저장하며 NFS 방식으로 연결한다.
관리 서버(100)는 가상 머신이 동작하기 위한 호스트 서버(10)와 각 스토리지 서버(20)를 관리한다. 클라우드 스택을 기반으로 하드웨어 자원을 관리하는 클라우드 인프라의 자원을 관리하며 사용자에게 클라우드 서비스를 제공하는 관리툴을 실행하고, 관리툴에 의해 클라우드 스택에서 관리되는 가상 머신의 관리 작업에 필요한 명령 또는 응답 처리 기능을 수행하며, 클라우드 서비스를 제공시 발생되는 이벤트와 작업 내역을 로그 데이터로 저장하여 관리한다.
관리 서버(100)는 클라우드 서비스 접근 영역을 사설 영역과 공용 영역에서 모두 접근이 가능하도록 하고, 사설 영역에서는 사설 대역으로 보안 기능이 강화된 제한적 서비스를 제공하기 위해 관리툴을 이용하도록 하며, 공용 영역은 서비스 이용 대상에 제한이 없기 때문에 인터넷으로 접근 가능하도록 한다.
관리 서버(100)는 L2 스위치 또는 L4 스위치를 이용하여 호스트 서버(10), 관리자 단말(20) 및 사용자 단말(30) 등의 부하를 분산시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 자원 관리 방법을 설명하는 순서도이고, 도 3은 도 2의 관리툴의 내부 구조를 설명하는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 자원 관리 방법은 관리 서버(100)가 관리툴(200)을 실행하면 가상 머신, 가상머신의 사용자, 네트워크, 가상 머신의 제어 및 백업에 관련된 처리를 수행하게 된다.(S1)
관리툴(200)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 데이터 관리를 위한 데이터 영역(210), 명령 또는 응답을 처리하는 프로세스 영역(220) 및 입출력 패킷을 관리함으로써 관리툴(200) 내부에서 발생되는 관리 작업들로부터 생성되는 데이터 또는 기본 정보를 읽고 저장하는 입출력(I/O) 영역(230)으로 나눌 수 있다.
데이터 영역(210)은 세부적으로 사전 캐시(Dictionary cache)(211), 데이터 캐시(212) 및 버퍼 캐시(213)를 포함한다.
사전 캐시(211)는 관리 서버(100)의 접속과 관련된 보안 인증, 클라우드 스택에서의 상호간 API(Application Program Interface) 호출 및 응답을 위해 미리 정의한 선언부와 작업 내용, 이벤트, 경고에 대한 로그 및 업데이트 관리를 수행하도록 인터페이스를 관리한다.
데이터 캐시(212)는 사전 캐시(211)에서 실질적으로 할당되어 사용되고, 버퍼 캐시(213)는 데이터 캐시(212)에서 사용되는 데이터들의 병목 현상을 방지한다. 이러한 버퍼 캐시(213)는 데이터의 전달 및 처리 속도의 차이를 완충하는 역할을 수행한다.
프로세스 영역(220)은 데이터 영역(210) 및 입출력 영역(230)의 실질적인 업무 처리를 위해 관리툴(200) 내부에서 프로그램이 시작되면 같이 시작되는 쓰레드들의 집합이다. 이러한 프로세스 영역(220)은 커맨드 리시버(Command Receiver)(221), 커맨드 워커(Command Worker)(222), 데이터 리시버(223), 데이터 워커(224), API 커맨드 워커(225), 인증 워커(226), 로그 워커(227) 및 업데이트 워커(228)를 포함한다.
커맨드 리시버(221)는 관리툴(200)의 운영에 필요한 명령어들을 수집하는 역할을 수행한다. 일반적으로 관리 서버에 요청한 API에 대한 응답 값을 받는데 관리하는 서비스가 많을 경우에 응답받는 양에 비례하여 처리하는 속도도 빨라져야 하지만, 그렇지 않은 경우에 임시로 메모리 상에 수집된 데이터를 응답받은 순서대로 쌓은 후에 데이터 처리를 커맨드 워커(222)에 위임한다.
커맨드 워커(222)는 커맨드 리시버(221)에 의해 수집된 API 호출에 대한 응답값이 누적된 버퍼용 변수에서 데이터의 존재 유무를 확인하고, 해당 데이터가 존재하면 응답된 순서대로 데이터를 불러와 관리툴(200)에서 관리되는 자료 구조 형태로 재가공하여 해당 명령의 종류에 맞게 처리하는 역할을 수행한다.
데이터 리시버(223)는 API 요청으로 응답되는 데이터를 제외하고, 데이터베이스(231)에서 조회되는 정보나 특정 파일로부터 읽어들이는 입출력 영역(230)의 데이터를 수집하고 분류하는 역할을 수행한다. 데이터베이스(231)에서 조회되는 정보는 일반적으로 클라우드 서비스에서 사용하는 데이터이며, 파일로부터 읽어오는 데이터는 관리툴(200)의 환경 설정과 관련된 정보이다.
데이터 워커(224)는 데이터 리시버(223)를 통해 수집 및 분류된 데이터를 순차적으로 병렬 처리하며, 데이터 처리를 위해 별도의 쓰레드를 생성하여 다중 작업으로 동기화되어 같은 자원을 공유하는 상황에서 충돌없이 처리되도록 한다.
API 커맨드 워커(225)는 관리 서버(100)로부터 실시간 모니터링되는 가상 머신의 정보 및 기타 리소스에 대한 수집 요청을 API를 통해 스케줄링 방식으로 동작한다.
인증 워커(Authenticate Worker)(226)는 관리툴(200) 로그인시 웹 서버와 계정 정보 확인, VPN(Virtual Private Network) 계정 검사 및 관리 서버(100)와의 API 연동을 위한 관리자 권한을 얻기 위해 인증 처리를 담당하며, 계속 스케줄링 방식으로 검사를 수행한다.
로그 워커(227)는 관리툴(200)에서 발생되는 모든 작업 정보와 클라우드 인프라 영역에서 발생되는 이벤트와 로그를 실시간으로 기록된 데이터를 재가공하여 통합적으로 관리하는 역할을 수행한다. 로그 워커(227)는 관리되는 로그 기록 정보를 관리툴(200)의 화면에 표시되도록 한다.
업데이트 워커(228)는 관리툴(200) 로그인시 관리 서버(100)의 데이터베이스(231)에 기록된 관리툴 릴리즈 버전 정보를 비교하며, 현재 실행되는 관리툴(200)의 버전 정보가 낮다면 업데이트할 파일을 다운받아 배포하여 항상 최신 버전의 관리툴(200)로 유지되도록 한다.
한편, 입출력 영역(230)은 관리 서버(100)의 데이터베이스(231)에 접속하여 데이터를 기록하거나 로컬에 Ini 파일 형식으로 기록한다.
이러한 관리툴(200)은 가상 머신의 생성, 삭제 및 수정을 위한 작업을 처리하고, 가상 머신을 생성한 후 시스템 자원인 CPU, 메모리, 하드디스크 용량에 대한 변경 작업을 수행하며, 가상 머신의 시작/종료/재시작을 위한 처리 작업을 수행하고, 가상 머신에 접근 가능하면서 가상 머신의 현재 상태 파악 및 관리를 수행하도록 제어화면을 제공하는 관리자 제어 모듈를 생성한다.(S2)
사용자가 사용자 단말(30)을 통해 직접 가상 머신을 생성하고 제어할 수 있도록 클라우드 웹호스팅 관련한 서비스를 제공하는 사용자 제어 모듈을 생성한다.(S3)
이와 같이, 관리자 제어 모듈은 클라우드 스택을 활용한 클라우드 서비스를 효율적으로 관리하고, 웹호스팅 작업에 필요한 백업이나 세팅 등을 손쉽게 할 수 있도록 하고, 사용자 제어 모듈은 사용자가 PC, 스마트 단말, 네트워크 단말 등을 이용해 클라우드 서비스를 쉽게 사용할 수 있도록 한다.(S4) 관리자 제어 모듈과 사용자 제어 모듈은 웹페이지 형태로 관리자 또는 사용자에게 제공될 수 있다.
따라서, 관리자는 관리툴(200)을 이용해 클라우드 자원의 흐름을 직관적으로 파악할 수 있어 미리 장애 발생에 대한 대처를 할 수 있고, 클라우드 인프라인 호스트 서버(10), 스토리지 서버(20) 및 네트워크 등의 시스템 자원을 효율적으로 관리할 수 있다.
또한, 관리툴(200)은 가상 머신을 생성하여 사용자에게 클라우드 서비스를 제공할 뿐만 아니라 가상화된 호스트 서버(10)의 리소스 모니터링을 통해 추가로 증설할 시점을 미리 예측할 수 있고, 사용자에게 할당된 가상 머신의 정량적인 서비스 사용량 측정이 가능하여 서비스 개선 및 향상이 가능하다.
관리자 제어 모듈에서 관리툴(200)은 가상 머신 사용자 처리 모듈, 네트워크 관련 모듈, 백업 관련 모듈, 가상 머신 제어 관련 모듈을 실행한다.
먼저, 가상 머신 사용자 처리 모듈은 기본적인 기능인 사용자 생성, 수정 및 삭제에 대한 처리를 수행하고, 각 사용자에 따라 가상 머신 생성에 대한 사용 제한과 백업에 대한 사용 제한 등을 기능을 처리한다. 이때, 가상 머신 사용자 처리 모듈은 클라우드 서비스를 신청한 사용자 리스트를 확인하고, 클라우드 서비스에 대한 과금 처리를 수행할 수 있는 화면을 제공한다.
네트워크 관련 모듈은 네트워크 설정 기능, 가상 머신들 사이에서 발생하는 로드밸런스에 대한 처리 기능, 물리적 네트워크와 가상 네트워크의 처리 기능, 방화벽에 대한 처리 기능, 가상 머신에 IP 할당을 위한 라우터 기능 처리, 호스트 서버(10)에서 생성된 가상 머신을 하나의 호스트 서버(10)가 아닌 시스템 자원에 여유가 있는 호스트 서버(10)로 이전하여 가상 머신을 동작 및 관리하는 기능, 가상 머신 및 호스트 서버의 IP 주소 할당 기능을 수행한다.
이때, 관리툴(200)은 가상 머신의 CPU, 메모리 네트워크 트래픽 등을 확인하기 위한 화면을 제공하고, 장애 발생시 관리자가 쉽게 가상 머신을 관리할 수 있도록 장애 관련한 모듈을 통해 화면을 제공한다.
백업 관련 모듈은 가상 머신에 할당된 가상 하드디스크에 대한 정보를 백업하고, 백업된 내용을 새로운 가상 머신으로 구성하기 위한 템플릿 변환하는 기능을 수행한다.
관리툴(200)은 사용자들이 가상 머신에 대한 백업 정보를 확인하고, 백업 요청시 백업 처리를 수행하고, 백업된 정보의 리스트를 확인하며, 백업 복구를 위한 화면을 제공한다.
가상 머신 제어 관련 모듈은 가상 머신의 생성, 수정 및 삭제에 대한 처리 기능을 수행하는 것으로서, 가상 머신의 생성, 수정 및 삭제를 위한 항목들을 표시하며, 각 가상 머신의 동작 여부를 확인하며, 가상 머신에 대하여 쉽고 편리하게 제어할 수 있는 화면을 제공한다.
사용자 제어 모듈에서 관리툴(200)은 클라우드 서비스를 신청할 수 있는 화면을 제공하고, 클라우드 서비스 신청 후 서비스 요금 정책에 대한 결제 처리를 수행하며, 서비스 신청 완료 후에 가상 머신 제어를 위한 화면을 제공한다.
또한, 사용자 제어 모듈에서 관리툴(200)은 가상 머신 사용 중에 데이터 백업에 대한 요청이 가능하고, 백업된 목록을 확인하며, 가상 머신의 사용 트래픽 및 시스템 사양을 확인할 수 있는 화면을 제공한다.
도 4는 도 3의 관리툴의 런타임 환경을 설명하는 도면이다.
도 4를 참고하면, 관리툴(200)은 물리적으로 원격지에 위치한 서버와 통신을 하여 데이터를 수집 및 화면 표시 기능을 수행한다. 이러한 관리툴(200)은 외부 서버와 통신을 하기 위해 Http 소켓(232)과 DB 소켓(233)을 생성하여 데이터를 주고받으며, 이를 통해 각각의 가상 머신 또는 가상 머신 그룹을 관리 및 모니터링할 수 있다.
Http 소켓(232)으로 들어온 데이터는 관리툴(200)에서 상주하는 큐 타입의 버퍼 공간에 누적되고, 관리툴(200)의 리시버(221, 223)와 워커(222, 224, 225, 226, 227, 228)에서 큐에 쌓인 데이터를 하나씩 별도의 쓰레드를 생성하여 처리 작업을 명령한다. 별도로 생성된 임시 쓰레드는 해당 데이터를 분석하여 명령을 수행한다.
이때, 임시 쓰레드에서 주로 처리되는 명령은 관리 서버(100)에서 전달되는 API에 대한 호출 응답 값이다. 프로세스 영역(220)은 클라우드 스택에서 관리하는 가상 머신이 증가될수록 처리량이 많아져 병목 현상이 발생하기 때문에 데이터들을 병렬 처리한다.
관리툴(200)은 DB 소켓(233)으로 전달되는 데이터들을 별도의 변환없이 바로 사용한다.
도 5는 도 3의 관리툴에 의한 명령을 처리하는 과정을 설명하는 순서도이다.
도 5를 참고하면, 관리툴(200)은 관리 서버(100)로 클라우드 스택에서 요구하는 명령어를 규약에 맞게 Http 통신으로 인증 절차를 수행한다.(S11) 명령어 규약은 API 형식으로 미리 정의된 내용을 전달된다.
관리툴(200)은 관리 서버(100)로 명령어를 전송하고, 관리 서버(100)는 관리툴(200)에서 전달된 명령어를 내부적으로 실행되고 있는 프로세스에서 인지하여 API 종류별 그에 맞는 기능을 처리한다.(S12)
관리 서버(100)는 관리툴(200)에서 전달된 명령어를 하이퍼바이저인 호스트 서버(10)가 인식할 수 있는 명령어로 재해석하여 호스트 서버(10)로 전송하고, 호스트 서버(10)에서 응답하는 명령어를 관리툴(200)에서 요청한 응답 형식에 맞게 재해석하여 관리툴(200)에 전달한다.(S13)
호스트 서버(10)는 관리 서버(100)에서 전송되는 명령어에 해당되는 명령을 실행하여 네트워크로 연결된 스토리지 서버(20)를 제어하면서 가상 머신의 가상 디스크의 추가, 삭제, 백업 등과 같은 동작과 관련된 명령을 수행한다.(S14)
관리 서버(100)는 호스트 서버(10)와 스토리지 서버(20)를 통해 관리툴(200)에서 요청한 명령어를 실행한 결과인 응답값을 관리툴(200)에서 요구하는 응답 형식에 맞게 재해석하여 관리툴(200)에 전달한다.(S15 및 S16)
이와 같이, 클라우드 인프라를 관리하는 관리툴(200)은 시스템 구축 현황과 리소스 현황을 크리 구조 또는 챠트 형태로 화면에 출력함으로써 관리되는 노드를 직관적으로 표시되어 노드의 장애 발생 여부, 가상 머신의 상태를 확인할 수 있도록 한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 호스트 서버 20 : 관리자 단말
30 : 사용자 단말 100 : 관리 서버
200 : 관리툴

Claims (10)

  1. 적어도 하나 이상의 가상 머신의 동작 및 생성을 위한 호스트 서버, 각 가상 머신의 데이터 저장을 위한 스토리지 서버를 포함하는 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 자원 관리 방법에 있어서,
    상기 호스트 서버와 스토리지 서버를 관리하기 위한 관리 서버가 클라우드 스택을 기반으로 클라우드 인프라의 자원을 관리하며 사용자에게 클라우드 서비스를 제공하는 관리툴을 실행하는 단계;
    상기 관리툴에 의해 상기 클라우드 스택에서 관리되는 가상 머신의 관리 작업에 필요한 명령 또는 응답 처리 기능을 수행하며, 상기 클라우드 서비스를 제공시 발생되는 이벤트와 작업 내역을 로그 데이터로 저장하는 관리자 제어 모듈을 생성하는 단계; 및
    사용자 단말기를 통해 가상 머신에 대한 사용 신청 정보가 접수되면, 상기 사용 신청 정보에 따라 상기 호스트 서버에서 웹 호스팅 환경에 맞는 가상 머신의 사용에 대한 클라우드 서비스를 제공받도록 사용자 제어 모듈을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 자원 관리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 관리 서버는 사설 영역에서 상기 관리툴에 의해 클라우드 서비스의 제한적 접근이 가능하도록 하고, 공용 영역에서 인터넷을 통해 상기 클라우드 서비스의 무제한 접근이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 자원 관리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 관리툴은 상기 관리 서버를 통해 입출력되는 데이터를 관리하는 데이터 영역, 명령 또는 응답을 처리하는 프로세스 영역 및 상기 관리툴 내부에서 발생되는 관리 작업들로부터 생성되는 데이터 또는 기본 정보를 읽고 저장하는 입출력 영역으로 구분되는 것을 특징으로 하는 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 자원 관리 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 데이터 영역은,
    상기 관리 서버의 접속과 관련된 보안 인증, 상기 클라우드 스택에서의 상호간 API(Application Program Interface) 호출 및 응답을 위해 미리 정의한 선언부, 작업 내용, 이벤트, 경고에 대한 로그 및 업데이트 관리를 수행하도록 인터페이스를 관리하는 사전 캐시(Dictionary cache);
    상기 사전 캐시에서 할당되어 사용되는 데이터 캐시; 및
    상기 데이터 캐시에서 사용되는 데이터들의 병목 현상을 방지하는 버퍼 캐시를 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 자원 관리 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 프로세스 영역은,
    상기 관리툴의 운영에 필요한 명령어들을 수집하는 커맨드 리시버(Command Receiver);
    상기 커맨드 리시버에 의해 수집된 API 호출에 대한 응답값이 누적된 버퍼용 변수에서 데이터의 존재 유무를 확인하고, 해당 데이터가 존재하면 응답된 순서대로 데이터를 불러와 상기 관리툴에서 관리되는 자료 구조 형태로 재가공하여 해당 명령의 종류에 맞게 처리하는 커맨드 워커(Command Worker);
    상기 클라우드 서비스에서 사용하는 데이터 또는 상기 관리툴의 환경설정과 관련한 정보를 수집하고 분류하는 데이터 리시버;
    상기 데이터 리시버를 통해 수집 및 분류된 데이터를 병렬 처리하는 데이터 워커;
    상기 관리 서버로부터 실시간 모니터링되는 가상 머신의 정보 및 리소스에 대한 수집 요청을 API를 통해 스케줄링 방식으로 동작하는 API 커맨드 워커;
    상기 관리툴에 접근하기 위한 계정 정보 확인 및 계정 검사를 수행하고, 상기 관리 서버와의 API 연동을 위한 관리자 권한을 얻기 위한 인증처리를 담당하는 인증 워커;
    상기 관리툴에서 발생되는 모든 작업 정보와 클라우드 인프라 영역에서 발생되는 이벤트와 로그를 실시간으로 기록된 데이터를 재가공하여 통합적으로 관리하는 로그 워커; 및
    상기 관리툴에 접속시 현재 실행되는 관리툴에 대한 업데이트 파일을 다운로드받아 배포하는 업데이트 워커를 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 자원 관리 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 관리툴은 외부 서버와 통신을 위해 Http 소켓과 DB 소켓을 생성하여 데이터를 주고받으며, 해당 데이터들을 화면에 표시하는 것을 특징으로 하는 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 자원 관리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 관리툴은 상기 Http 소켓을 통해 입력되는 데이터를 큐(Queue) 타입의 버퍼에 누적하고, 상기 큐 타입의 버퍼에 누적된 데이터마다 쓰레드를 생성하여 처리 작업을 명령하고,
    상기 DB 소켓을 통해 입력되는 데이터를 변환없이 사용하도록 명령하는 것을 특징으로 하는 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 자원 관리 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 관리자 제어 모듈을 생성하는 단계는,
    상기 가상 머신을 사용하는 사용자 정보에 대한 생성, 수정, 삭제에 대한 처리를 수행하고, 각 사용자 정보별로 가상 머신에 대한 사용 제한 기능을 처리하는 사용자 처리 단계;
    상기 호스트 서버 또는 가상 머신의 주소 할당 처리, 상기 가상 머신들 사이의 로드 밸런스 처리, 물리적 네트워크와 가상 네트워크를 처리하는 네트워크 관리 단계; 및
    상기 가상 머신의 생성, 수정, 삭제에 대한 처리 기능을 수행하고, 각 가상 머신의 동작 상태를 확인하여 제어하는 가상 머신 제어 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 자원 관리 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 제어 모듈을 생성하는 단계는,
    상기 가상 머신에 대한 사용 신청 정보가 접수되면 과금 처리에 필요한 화면을 제공하는 단계;
    상기 사용 신청 정보에 따라 가상 머신의 사용 트래픽 또는 사양을 확인하여 가상 머신을 생성하고, 해당 가상 머신의 제어를 위한 콘솔(Console), 원격 모니터링, FTP, 웹 호스팅을 포함한 서비스를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 자원 관리 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 관리자 제어 모듈을 생성하는 단계는,
    상기 가상 머신에 대한 백업 정보 확인, 백업 요청에 대한 백업 처리, 백업된 정보의 리스트 확인, 백업 복구를 포함한 백업 관련 화면을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클라우드 서비스를 위한 가상화 기반 자원 관리 방법.
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