PARFAIT : 이종의 Xen-ARM스케줄러를 지원하는 새로운 스케줄러 구조

국문 초록 (Abstract)

최근 신뢰성, 보안성의 이유로 가상화가 등장하기 시작하였다. 가상화 시스템은 여러 운영체제들을 하나의 물리 머신 위에서 각각 고립적으로 실행시켜 물리 머신에 대한 활용도를 높일 수 있게 해주는 시스템이다. 또한 각 운영체제들이 서로에게 성능상의 영향을 주지 않고 데이터에 대한 접근도 차단이 되어 있는 시스템이다. 이러한 특성은 모바일이나 임베디드 장치에 사용자들의 민감한 자료들을 보호하고 물리 머신 장치에 대한 활용도를 높이기 위한 목적으로 사용되기 시작하였다.
이런 가상화에서 종류에 상관 없이 다양한 운영체제들이 스케줄링 되어 각 운영체제들의 특성을 한 물리 머신에서 모두 얻을 수 있다. GPOS는 일반적으로 다양한 기능들을 제공할 수 있고 RTOS는 임베디드 시스템에서 실시간 특성을 만족시킬 수 있는 운영체제이기에 시간의 엄격성을 가져다 줄 수 있는 운영체제이다.
가상화에서 운영체제를 스케줄링 하는 방식에는 Fair-share와 Resource partition(resource reservation)방식이 있다. Fair share기법은 CPU를 운영체제들끼리 공평하게 사용하도록 하는 기법이고 Resource partition기법은 각 운영체제 마다 CPU 사용제한 량이 정해져 있는 기법이다. RTOS처럼 정해져 있는 주기마다 사용해야 하는 CPU대역폭이 정해져 있는 운영체제의 경우에는 Resource partition처럼 CPU를 사용할 수 있는 대역폭이 보장되는 스케줄러를 사용해야 된다. 그리고 GPOS처럼 운영체제간의 공평성을 보장하기 위해서는 Fair-share 기법이 필요하다.
하지만 현 가상화는 스케줄링 방식이 하나로만 정해져서 사용되고 있다. Fair-share나 resource partition 중 하나로 정해져서 사용되면 RTOS나 GPOS중에 정해진 스케줄링 방식에 맞는 운영체제는 적절하게 스케줄링 될 수 있겠지만 RTOS경우에는 임계시간을 지키지 못하게 되고 GPOS경우에는 GPOS들간의 공평성을 지키지 못하게 된다.
따라서 본 논문은 RTOS, GPOS 모두 스케줄링 할 때 각각의 스케줄링 방식에 맞게 스케줄링 되도록 새로운 스케줄링 프레임워크를 제시하고 실제로 CPU사용량을 체크하여 각 운영체제 특성에 맞게 CPU가 사용되는지 확인한다.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• 1 서론 6
• 1.1 연구배경 6
• 1.2 논문의 구성 9
• 2 관련연구 10
• 2.1 XEN-ARM에서 사용되는 스케줄러 10
• 2.1.1 SEDF 스케줄러 11
• 2.1.2 BVT, Credit 스케줄러 13
• 2.2 GPOS에서 실시간 응용프로그램 지원경우 15
• 3 설계 17
• 3.1 구조 17
• 3.2 PARFAIT를 위한 필요사항 20
• 4 구현 23
• 4.1 스케줄러 초기화 부분 24
• 4.2. 도메인 생성 부분 25
• 4.3. CURRENT VCPU의 시간 재는 부분 26
• 4.4. 다음에 스케줄링 될 시간 계산 30
• 4.5. 스케줄러 동작 부분 30
• 5. 평가 31
• 5.1. GPOS들 간의 공평성 32
• 5.2. PARFAIT스케줄링 34
• 6 결론 및 향후 연구 과제 36
• 참고 문헌 37