단일 시스템 이미지

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1. 개요
2. SSI 클러스터링 시스템의 특징
3. SSI 시스템의 예시
- 3.1. 주요 SSI 시스템 목록
참조

1. 개요

단일 시스템 이미지(SSI)는 여러 컴퓨터를 하나의 시스템처럼 보이게 하는 클러스터링 시스템의 일종이다. SSI는 프로세스 마이그레이션, 체크포인팅, 단일 프로세스 공간, 단일 루트 파일 시스템, 단일 I/O 공간, 단일 IPC 공간, 클러스터 IP 주소 등의 특징을 가질 수 있다. 이러한 기능들은 자원 균형, 작업 손실 최소화, 클러스터 관리 등을 용이하게 한다. SSI 시스템의 예시로는 Amoeba, NonStop Guardian, OpenSSI 등이 있다.

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단일 시스템 이미지
클러스터 전용 운영 체제
일반 정보
유형	클러스터 전용 운영 체제
특징	단일 시스템 이미지 (SSI) 구현 시도
단일 시스템 이미지 (SSI)
정의	사용자에게 클러스터가 하나의 시스템처럼 보이게 하는 기술
목표	단일 시스템 이미지 (SSI)는 여러 컴퓨터의 클러스터가 사용자에게 단일 컴퓨터 시스템처럼 보이도록 하는 것이다. 클러스터의 모든 노드에서 리소스를 공유하고 액세스할 수 있도록 한다.
장점	사용 편의성 증가 자원 관리 효율성 향상 시스템 확장성 향상 고가용성 및 내결함성 제공
구현 방식	단일 커널 접근 방식: 모든 노드에서 실행되는 단일 운영 체제 커널 사용 계층적 접근 방식: 각 노드에 자체 운영 체제가 있고, 클러스터 전반의 시스템 관리 기능을 제공하는 계층이 존재
예시	Kerrighed MOSIX OpenSSI Rocks Cluster Distribution TruCluster

2. SSI 클러스터링 시스템의 특징

SSI 클러스터링 시스템은 사용 목적에 따라 다양한 기능을 제공한다. 모든 SSI 시스템이 모든 기능을 제공하는 것은 아니며, 목적에 맞게 필요한 기능을 선택적으로 제공한다.^[7]

기능	설명
프로세스 마이그레이션	프로세스를 다른 노드로 이동시켜 자원을 균형있게 분배하거나 관리를 용이하게 한다.
프로세스 체크포인팅	실행 중인 프로세스의 상태를 저장하여 나중에 다시 로드할 수 있게 한다.
단일 프로세스 공간	모든 프로세스가 동일 머신에서 실행되는 것처럼 보이게 하여, 프로세스 관리 도구를 클러스터 전체에서 사용할 수 있다.
단일 루트 파일 시스템	파일 시스템을 단일하게 보이도록 제공한다. 이를 통해 프로세스는 어느 노드에서나 필요한 파일에 접근할 수 있다.
단일 I/O 공간	모든 노드가 다른 노드의 I/O 장치에 접근할 수 있다.
단일 IPC 공간	서로 다른 노드의 프로세스들이 프로세스 간 통신 메커니즘을 통해 통신할 수 있도록 한다.
클러스터 IP 주소	클러스터 외부에서 보이는 단일 주소를 제공하여 클러스터 연결을 단순화한다.

2. 1. 프로세스 마이그레이션

많은 단일 시스템 이미지 시스템은 프로세스 마이그레이션을 지원한다.^[26] 프로세스는 자원 균형 또는 관리 목적으로 하나의 노드에서 시작하여 다른 노드로 옮겨질 수 있다. 프로세스가 한 노드에서 다른 노드로 옮겨지면서 관련된 다른 자원(예: IPC 자원)도 함께 옮겨질 수 있다.^[27]

2. 2. 프로세스 체크포인팅

일부 SSI는 동작 중인 프로세스의 체크포인팅을 지원하여 현재 상태를 저장하고 나중에 다시 로드할 수 있다.^[28] 이는 클러스터가 오동작하거나 다시 시작해야 할 때 작업 손실을 최소화하는 데 유용하다. 체크포인트는 마이그레이션의 일종으로 볼 수 있다.^[9] 프로세스를 한 노드에서 다른 노드로 마이그레이션하는 것은 먼저 프로세스를 체크포인팅한 다음 다른 노드에서 다시 시작함으로써 구현할 수 있기 때문이다. 또는 체크포인팅을 ''디스크로의 마이그레이션''으로 간주할 수도 있다.

2. 3. 단일 프로세스 공간

일부 SSI 시스템은 모든 프로세스가 동일한 머신에서 실행되는 듯한 환상을 제공하며, 유닉스 계열 시스템의 "ps", "kill"과 같은 프로세스 관리 도구는 클러스터의 모든 프로세스에서 작동한다.

2. 4. 단일 루트 파일 시스템

대부분의 SSI 시스템은 파일 시스템의 단일 보기를 제공한다. 이는 간단한 NFS 서버, 공유 디스크 장치 또는 파일 복제를 통해 달성될 수 있다.

단일 루트 뷰의 장점은 사용 가능한 모든 노드에서 프로세스를 실행하고 특별한 예방 조치 없이 필요한 파일에 접근할 수 있다는 것이다. 클러스터가 프로세스 마이그레이션을 구현하는 경우 단일 루트 뷰는 프로세스가 현재 실행 중인 노드에서 파일에 직접 접근할 수 있게 해준다.

일부 SSI 시스템은 단일 루트에서도 일부 노드별 파일을 갖는, "환상을 깨는" 방법을 제공한다. HP TruCluster는 접근하는 노드에 따라 다른 파일을 가리키는 "컨텍스트 종속 심볼릭 링크"(CDSL)를 제공한다. HP VMScluster는 필요한 경우 클러스터 공유 파일을 가리는 노드별 파일과 함께 검색 목록 논리 이름을 제공한다. 이 기능은 모든 노드가 동일한 구성을 갖지 않는 ''이질적인'' 클러스터를 처리하는 데 필요할 수 있다. 여러 아키텍처의 여러 노드가 여러 사이트에 걸쳐 있는 것과 같은 더 복잡한 구성에서 여러 로컬 디스크가 결합하여 논리적 단일 루트를 형성할 수 있다.

2. 5. 단일 I/O 공간

일부 SSI 시스템은 모든 노드가 다른 노드의 I/O 장치(예: 테이프, 디스크, 직렬 회선 등)에 접근하는 것을 허용한다. 허용되는 접근 종류에는 몇 가지 제한이 있을 수 있다. (예를 들어, 오픈SSI는 한 노드의 디스크 장치를 다른 노드에서 마운트할 수 없다).

2. 6. 단일 IPC 공간

일부 SSI 시스템은 서로 다른 노드의 프로세스가 같은 머신에서 실행되는 것처럼 프로세스 간 통신 메커니즘을 사용하여 통신할 수 있도록 한다. 일부 SSI 시스템에서는 분산 공유 메모리로 소프트웨어에서 에뮬레이션할 수 있는 공유 메모리까지 포함할 수 있다.^[1]

대부분 노드 간 IPC는 같은 머신의 IPC보다 느리며, 공유 메모리의 경우 속도가 크게 느려질 수 있다. 일부 SSI 클러스터에는 이러한 속도 저하를 줄이기 위한 특수 하드웨어가 포함되어 있다.^[1]

2. 7. 클러스터 IP 주소

일부 SSI 시스템은 "클러스터 IP 주소"를 제공하는데, 이는 클러스터 외부에서 볼 수 있는 단일 주소로, 마치 하나의 시스템인 것처럼 클러스터에 연결하는 데 사용할 수 있다. 이는 클러스터로 들어오는 호출의 부하 분산을 위해 부하가 적은 노드로 트래픽을 분산하거나, 노드가 클러스터에 참여하거나 떠날 때 클러스터 주소를 한 시스템에서 다른 시스템으로 이동시켜 중복성을 확보하는 데 사용될 수 있다.^[10]

3. SSI 시스템의 예시

단일 시스템 이미지(SSI)는 확장 기능을 갖춘 상용 플랫폼에서 분산 시스템을 구축하기 위한 패키지/프레임워크는 물론, 실제로 단일 시스템 이미지를 구현하는 것까지 다양하다.

참조

_[1] 서적 In search of clusters https://archive.org/[...] Prentice Hall PTR
_[2] 간행물 Single System Image http://www.buyya.com[...]
_[3] 간행물 Single system image: A survey https://cora.ucc.ie/[...]
_[4] 서적 Distributed systems: concepts and design https://books.google[...] Addison Wesley
_[5] 간행물 6th Workshop on Hot Topics in Operating Systems (HotOS-VI) 1997-05-05
_[6] 서적 Grid And Cluster Computing https://books.google[...] Phi Learning
_[7] 간행물 A survey of process migration mechanisms http://www.cis.upenn[...]
_[8] 문서
_[9] 문서
_[10] 문서
_[11] 문서
_[12] 문서
_[13] 웹사이트 Amoeba
_[14] 웹사이트 AIX PS/2 OS http://www-01.ibm.co[...]
_[15] 문서
_[16] 문서
_[17] 문서
_[18] 문서
_[19] 문서
_[20] 문서
_[21] 웹사이트 Open-Sharedroot GitHub repository https://github.com/O[...]
_[22] 간행물 Plan 9 from Bell Labs
_[23] 문서
_[24] 서적 In search of clusters Prentice Hall PTR
_[25] 간행물 Single System Image http://www.buyya.com[...]
_[26] 간행물 A survey of process migration mechanisms http://www.cis.upenn[...]
_[27] 문서
_[28] 문서

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