병렬 컴퓨터에서의 결함 허용 메시지 전달 인터페이스 구현

송대기(Dae-Ki Song),이철훈(Cheol-Hoon Lee) 한국정보과학회 2000 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.6 No.3

메시지 전달 인터페이스(MPI)는 기존의 다양한 병렬 프로그램 개발 환경을 표준화한 것으로써, 메시지 전달 인터페이스를 기반으로 하는 병렬 컴퓨터 시스템은 응용 프로그램을 수많은 프로세서들에 분산 배치시켜 수행한다. 구성되는 각각의 프로세서 노드들은 연산을 하고 서로 결과를 메시지로 교환하여 수행을 하게 된다. 그러나 병렬 컴퓨터를 구성하는 노드들 중에서 어느 한 노드 또는 작업 중인 프로세스가 고장을 일으킨다면 수행되는 응용 프로그램은 그 동안의 수행 결과를 잃게 되며, 또한 응용 프로그램을 구성하는 모든 프로세스들은 중단될 것이다. 본 논문에서는 이와 같은 문제를 해결하기 위해 기존의 MPI에 고장 관리자(Fault Manager) 모듈을 추가함으로써 고장 허용 메시지 전달 인터페이스인 FT-MPI 를 제안한다. 제안한 FT-MPI는 고장 처리를 위한 추가적인 하드웨어 지원이 필요하지 않으며 기존의 MPI 응용 프로그램들이 수정 없이 수행될 수 있다는 장점을 지닌다. 제안한 고장 허용 방법은 프로세스 이중화 기법인 hot-spare 방법을 사용하였으며, 시뮬레이션을 통해 제안한 FT-MPI가 고장이 발생하더라도 응용 프로그램이 올바르게 수행되며, 고장 허용 기능으로 인한 수행 시간상의 오버헤드는 5%를 넘지 않음을 보인다. The Message-Passing Interface(MPI) is a standard interface for parallel programming environment, based on that application programs run on the processors of a parallel computer. Processor nodes execute processes consisting the program by passing messages to one another. During executing, however, if a fault occurs on a processor node or a process, this will result an inconsistent state, and consequently, the whole program will have to be stopped. To solve this problem, in this paper, we propose a fault-tolerant message passing interface(FT-MPI) by adding a fault manager module to MPI. The proposed FT-MPI does not need any hardware support, and each application program based on MPI can run on the FT-MPI without any modification. The proposed fault tolerance scheme uses the so-called hot-spare process duplication method, and verified by simulations that application programs run despite of any fault with less than 5% overhead on execution time.

고신뢰성 발사통제시스템을 위한 고장허용 통신 미들웨어 설계 및 구현

송대기(Dae-Ki Song),장부철(Bu-Cheol Jang),이철훈(Cheol-Hoon Lee) 한국콘텐츠학회 2008 한국콘텐츠학회논문지 Vol.8 No.8

발사통제시스템(Launch Control System)은 유도무기체계에서 유도탄의 발사와 관련된 일련의 절차들을 제어하는 시스템이다. 이 시스템은 지정된 시간 안에 목표물에 대한 교전계획을 생성하고 이 정보를 탄에 장입하며 탄의 발사 제어를 수행해야 한다. 이 때문에 시스템의 하드웨어, 소프트웨어 고장뿐만 아니라 정해진 수행 시간의 초과 때문에도 임무가 실패될 수 있다. 본 논문에서 제안한 것은 발사통제시스템과 같은 내장형 실시간 시스템을 위한 고장허용 이더넷으로 별도의 하드웨어나 소프트웨어 없이 기존 상용의 이더넷 디바이스를 이중화하여 네트워크에 고장허용 기능을 제공하는 방법이다. 이를 위해 시스템의 각 구성 노드들을 이중의 네트워크 채널로 중복 시키고, 네트워크 트래픽에 대한 고장탐지 및 복구를 위해 통신 미들웨어를 설계하고 개발하였다. 이중채널 기반의 통신 미들웨어를 통해 처리 시간이 중요한 시스템 에 네트워크 고장으로 인한 시스템 중지를 방지하고 노드에 통신 손실이 발생하지 않도록 하였다. Launch control system controls the sequence for launching missile in weapon systems. This system have to generate the engagement plan, input information and launch the missile in timeliness requirement. Such a system may fail to operate correctly either due to errors in hardware and software or due to violation of timing constraints. We presented fault-tolerant ethernet for embedded real-time system like launch control system. This approach is designed to handle network faults using dual commercial-off-the-shelf(COTS) network devices. To support fault-tolerant ethernet each node is composed dual channel ethernet and designed the communication middleware for network fault detect and recovery. Especially for time-critical system, the middleware is being developed to achieve that no single point of network failure shall take down or cause loss of communication to network nodes.

병렬 및 분산 환경에서의 고장 감내 메시지 전달 인터페이스

송대기(Dae-Ki Song),김종훈(Jong-Hoon Kim),강용호(Yong-Ho Kang),이철훈(Cheol-Hoon Lee) 한국정보과학회 1998 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2Ⅲ

본 논문에서는 메세지 전달을 기반으로 하는 병렬 분산 시스템상에 고장 감내 기능을 추가하기 위한 고장 감내 기법과, 고장 복구에 따른 프로세스들간의 일관성 유지 방법을 제안하였다. 메시지 전달을 기반으로 하는 병렬 컴퓨터 시스템상에서 응용 프로그램들은 수많은 노드들에 분산 배치되어 수행이 되는데, 그 중 어느 한 노드 또는 작업 중인 프로세스가 고장을 일으킨다면 이로 인하여 전체 응용프로그램이 중단 될 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 고장 감내 기능 추가가 필요하며, 그 방법으로서 동일한 작업을 수행하는 프로세스를 서로 다른 노드 상에 이중화하여 하나의 프로세스에 고장이 발생하더라도 계속 작업 중인 예비 프로세스를 이용함으로써 전체 응용프로그램이 아무런 영향을 받지 않도록하였다. 그리고 이를 MPI상에 서브 모듈로써 설계하고 구현하였다.

분산 병렬 컴퓨터를 위한 고장 감내 커널의 설계

김종훈(Jong-Hoon Kim),송대기(Dae-ki Song),오수영(Soo-young Oh),김주만(Joo Man Kim),이철훈(Cheol-Hoon Lee) 한국정보과학회 1997 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.24 No.2Ⅳ

본 논문에서는 분산 병렬 컴퓨터의 가용도를 높이기 위한 한 방안으로 소프트웨어적인 고장 감내 기법을 제시하였는데, 이것은 프로세스 이중화 방식을 사용하여, 하나의 프로세스에 문제가 발생하여서 더 이상 서비스를 수행할 수가 없을 때, 다른 backup 프로세스가 이를 계속 이어 받아서 서비스를 제공하도록 함으로서, 시스템의 가용도를 더욱더 높일 수 있게 하였다. 본 논문에서는 이를 위하여, 제공되어야 할 요소들인, 안정영역(Stable Area), 포트 가명(Port Alias), 고장 관리자(Fault Tolerant Manager)등에 대하여 언급하였으며, 이들을 사용한 고장 복구 및 처리에 관한 사항도 언급하였다.

GPS / INS 통합 항법 시스템을 위한 실시간 운영체제의 설계 및 구현

배장식(Jang-Sik Bae),송대기(Dae-Ki Song),이철훈(Cheol-Hoon Lee) 한국정보과학회 2001 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.28 No.1A

본 논문에서는 GPS(Global Positioning System)와 관성 항법 시스템(INS: Inertial Navigation System 이하 INS)을 혼합 구성한 수신보드의 운영을 위한 Embedded 운영체제를 설계하고 구현 하였다. 이 운영체제는 실시간으로 인공위성과 IMU로부터 수신되어지는 Raw Measurement 획득, GPS 항법, 자세 결정, 통합항법, 위성 추적을 수행하는 태스크들을 우선순위 기반으로 처리하는 선점형(Preemptive) 스케줄링 방식을 채택한 실시간 운영 체제이다. 본 논문에서는 자세 결정용 GPS와 INS를 이용한 통합시스템보드를 위한 실시간 운영체제의 개발 환경, 운영체제의 구조, 개발 내용과 실험내용에 대해 언급하였다.

PKDA 를 이용한 Jini Security의 확장

전문광(Mun-Gwang Jeon),유지영(Ji-Young Yoo),송대기(Dae-Ki Song),이철훈(Cheol-Hoon Lee) 한국정보과학회 2001 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2Ⅰ

Sun Microsystems 에 의해서 개발된 Jini 네트워킹 기술은 자바 프로그래밍 언어를 기반으로 하여 분산 환경을 만드는데 좋은 아키텍쳐를 제공한다. 그러나 현재의 자바 security solution 만으로는 분산환경에서의 보안 요구사항을 충족시키기에 충분하지 않다. 이를 해결하기 위한 여러 방법들이 있지만, 대부분이 centralized computing 을 기반으로 하여 분산환경에는 맞지 않다. 이 논문에서는 PKDA(Public key based Kerberos for Distributed Authentication)를 사용하여 Jini 의 security 를 확장함으로써 분산환경에서의 security 요구사항을 충족시킬 수 있음을 보인다.

Roll - Forward Recovery 를 적용한 고가용 웹서버 구현

김용희(Yong-Hee Kim),이재규(Jae-Gyu Lee),박희상(Hi-Sang Park),송대기(Dae-Ki Song),이철훈(Cheol-Hoon Lee) 한국정보과학회 2002 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.29 No.2Ⅰ

본 논문은 Recovery 기법 중의 하나인 Roll-Forward 를 적용한 고가용 웹 서버의 설계 및 구현에 대해서 그 방안을 제시한다. Roll-Forward Recovery 는 복구에 드는 시간을 감소시킬 수 있다는 장점이 있다. 즉, 일반적인 중복 시스템에서 결함이 발생하면 시스템의 상태는 가장 최근의 checkpoint 지점으로 Rollback 되어야 하기 때문에 복구에 많은 시간을 소비하게 되지만, Roll-Forward 를 적용함으로써 복구에 드는 시간을 감소시킬 수 있다. 단일 서버시스템 또는 Rollback Recovery 를 적용한 시스템의 결함발생시 서비스를 제공할 수 없는 상태가 되거나 복구에 많은 시간을 소비한다. 이에 비해 Roll-Forward 를 적용한 중복 서버시스템을 구성하여 동작 운용중인 서버의 결함발생시 즉시 다른 서버가 결과를 보여줌으로써 고가용 웹 서비스를 제공할 수 있다. 본 논문에서 제시하는 Roll-Forward 를 적용한 고가용 웹 서버의 동작원리는 마스터서버에 들어오는 요청을 백업서버에서도 똑같이 수행하며, 마스터 서버가 동작 중 결함이 발생하였을 경우 백업서버가 그 결과를 보여줌으로써 고가용의 서비스가 제공되는 웹 서버를 구현하고자 한다.

외상후 사망한 환자의 임상적 분석

정경석,송대기,이계균,문성하 대한외상학회 1995 大韓外傷學會誌 Vol.8 No.1

Trauma is a leading cause of death in Korea, but trauma care system are not well developed. To characterize cause of death and unexpected death following trauma, 295 traumatic deaths from January, 1987 to December, 1994 at Kangnam Sacred Heart Hospital were retrospectively reviewed for mechanism of injury, trauma indices, cause of death, and preventability. Of the 295 traumatic deaths, 119 patients(40%) died in the emergency room (ER) and 176 patients(60%) died in operating room or intensive care unit (ICU). Male-to-female ratio was 2.2:1 and the mean age was 36 + 20 years (range, 1-86 years). The mean time between the injury and initial treatment in ER was 227 + 888 minutes (441 + 1295 minutes for prehospital care group vs. 86+393 minutes for non- prehospital care group), but there was no significant difference hetween prehospital care group and non-prehospital care group in trauma indices. There were 209(70.8%) motor vehicle crashes, 51(17.4%) fall downs, 16(5.4%) violences, 16(5.4%) stab wounds, and 3(1. 0%) other injuries. Brain injury was judged to be the main cause of death in 51. 5% of patients. The causes of 20 unexpected deaths in ICU inspite of Ps>0.5 via TRISS methodology were hypovolemic shock(40.0%) and brain injury(25.0%). The APACHE II system significantly overestimated the risk of cleath in the lower ranges of predicted risk and underestimated the deaths in the higher ranges. Although TRISS methodology was not developed for ICU trauma patients, it tended to perform better than APACHE II system in our sample.