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터미널 환경에서 서버측 객체 수행및 동영상 재생 분산 처리를 이용한 실용적 가상화 서비스 구현

An Practical Virtualization Service using distributed processing of moving picture & execution of Server-side object

초록/요약

컴퓨팅 자원의 효율성을 위하여 1960년대 가상 메모리 활용에서부터 시작된 가상화 기술은 메인 프레임을 시작으로 C/S환경을 거쳐 지속적인 발전을 통해서 물리적 가상화와 논리적 가상화 그리고, Hypervisor에 이르기 까지 괄목상대한 단계적 발전을 선보이고 있다. 최근 IT투자의 효율성에 대한 관심의 증진이 정보시스템의 과다한 투자와 이에 따른 비용증가로 인해 증가되고, 필연적으로 다양한 해결 방안들이 대두되어, 바야흐로 가상화 기술은 IT 투자 효율성을 높이기 위한 대표적 기술로써 각광받고 있다. 가상화는 물리적인 한 개의 자원을 논리적으로 분할해 효율적으로 사용하거나, 물리적으로 다른 여러 개의 자원을 논리적으로 통합하는 기술이다. 이를 활용하여 사용자는 자신이 보유한 장비의 성능과 형태 그리고, 클라우딩 컴퓨팅 환경에 접속한 연결 방식과 사용하고자 하는 서비스 또는 응용프로그램을 기본적 사용 요건만 갖추고 있다면 어떤 제약사항 없이 사용할 수 있어야 한다. 요구 조건에 발맞추어 가상화의 분야는 서버 가상화, 데스크톱 가상화, 프리젠테이션 가상화, 어플리케이션 가상화 등 사용자 중심의 분야와 데이터 및 파일 가상화, 네트웍과 스토리지 가상화등의 공급자 중심의 분야로 발전 하였고, PC가상화와 같은 개인별 가상화가 등장하고 있다. 최근 R&D 및 특수 목적용이 아닌 범용화에 대한 요구가 늘어남에 따라 VDI(Virtual Desktop Infrastructure)로 일컬어 지는 데스크톱 가상화와 SBC(Server Based Computing)로 불려져왔던 프리젠테이션 가상화가 서비스 중심 체제로 변화하는 가상화 흐름의 선두에 위치해 있다. 그러나, VDI는 서버의 자원을 분할하여 데스크톱의 운영체제를 개별 로딩하는 방식으로 과다한 하드웨어 요구조건이 필수적이기 때문에 비용지출의 부담과 같은 현실적 난관이 있을 뿐만 아니라 클라이언트의 접속용 프로토콜은 동영상 재생과 서버 컴포넌트 및 사용자 프로파일 등의 가상화 기술의 부재로 인해서 PC와 동일한 수준의 성능과 질을 제공하지 못한다는 문제점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 서버 자원의 요구조건이 비교적 적게 요구하는 프리젠테이션 가상화를 통해서 이러한 문제점을 해결하고자 한다. 프리젠테이션은 서버의 실행화면을 사용자별로 그룹정책을 반영한 후 사용자에게 제공하는 구조의 특성 때문에 VDI보다는 서버 자원의 활용도가 높기 때문이다. 다만, 앞서 언급한 터미널 프로토콜의 문제점이 여전히 상존하고 있기 때문에 이를 해결하기 위해서 서버 컴포넌트 객체의 수행을 원격 단말기에서 분산 처리하기 위한 기법을 기반으로 동영상 재생 우회 처리 방법을 구현하였다. 서버에서 실행되는 컴포넌트 혹은 동영상을 서버측에는 대체 객체를 생성하고 클라이언트 측에서 실제 컴포넌트 객체를 실행하는 구조를 제안한다. 터미널 환경의 서버에서 실행되는 응용프그램 및 동영상 플레이어등의 고화질 멀티미디어 콘텐츠 실행이 서버의 부하를 많이 발생시키는 경우에도 화면 프레임 손실이나 지연 문제의 해결이 그 목적이다. 목적 달성을 입증하기 위해서 분산 처리 기술을 활용한 프로토콜과 타 가상화 솔루션의 프로토콜과의 성능 및 시나리오 실험을 통해 실효성에 대한 결과를 비교 분석하였다.

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초록/요약

For better efficiency of utilizing computer resources, virtualization technology has been driven from the start in 1960 with virtual memory utilization. From there, it continued its path to the mainframe technology and to the C/S environment. This led to a step-by-step innovation in the areas of physical virtualization, logical virtualization, and the Hypervisor technology. Recently, the return on investments in the IT area has emerged as an issue due to heavy investments in information systems which leads to increasing costs, Therefore, several solutions have been suggested among professionals but one solution, virtualization technology, has been represented as the best return on investments in the IT area. The virtualization technology is defined as dividing several resources logically from one physical resource or integrating several physical resources into one logical resource. By using this technology, users are able to use their own device to process applications and access the service they want without having any resource constraints. This can be possible through a cloud computing environment. There are several types of virtualization technology. Server virtualization, desktop virtualization, and application virtualization all fall into the user centric category where data&file virtualization, network virtualization, and storage virtualization fall into the supplier centric category. PC virtualization falls into the individual category. Recently, instead of R&D purpose or special usage of virtualization technology, the market is in need for general computing usage. Two solutions have been the focus and leading is this area. VDI(Virtual Desktop Infrastructure) also known as desktop virtualization technology is one solution and the other solution is SBC(server based computing) also known as presentation virtualization technology. The VDI architecture can be explained by dividing the server resources and having each desktop OS loaded onto these divided resources. This results in requiring higher hardware specifications which leads to high cost of implementation. Moreover, this technology cannot provide the same performance and quality compared to an individualized PC environment. The reason is due to the lack of virtualization technology of the client's connecting protocol that runs motion pictures, server components, and user profiles. Therefore, this research intends to identify a solution to this issue by discussing the presentation virtualization technology which requires less server resources compared to the VDI. Presentation virtualization maximizes the utilization of server resources than the VDI technology. This is because the architecture itself has a group policy for each user and it is presented to each user on the server. However, the problem with the terminal protocol exists which has been mentioned earlier in this document. In order to resolve this problem, a successful execution of a motion picture can be implemented by dividing the resources and having it executed on both the server and the remote device. The motion picture that is executed on the server is created as a replacement object and from the client end, the real object is executed. The purpose of this document is to resolve the issue of delayed picture frames or loss of the picture frames when running an application, motion picture, or a high quality multimedia content on the server through a terminal environment. In order to meet the goals, the results of testing the protocol that uses the distributed processing technology and the results of testing protocols that uses other virtualization technologies have been analyzed and provided to compare the performance of each through various scenarios.

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목차

제1장 서론 = 1
1.1 연구의 배경 = 1
1.2 연구의 내용 = 2
제2장 관련연구 = 4
2.1 가상화 기술에 대한 이해 = 4
2.2 가상화 솔루션의 종류 = 5
2.3 Presentation 가상화에 대한 이해 = 8
2.4 기존 가상화 솔루션 서비스의 제약성 = 10
제3장 서버측 객체수행과 동영상 재생 분산처리 설계 및 구현 = 11
3.1 Presentation 가상화의 범용서비스를 위한 해결 과제 = 11
3.2 VaaS(Virtualization as a Service)를 위한 추가 고려사항 = 13
3.2.1 인증서 가상화 = 13
3.2.2 Active-X 가상화 = 14
3.2.3 리소스 가상화 = 16
3.3 서버측 객체수행을 분산처리하기 위한 방법 및 적용 = 16
3.3.1 의미와 목적 = 16
3.3.2 구현 방법 및 적용 = 17
3.3.3 구현 효과 = 23
3.4 터미널 환경에서 동영상 재생 분산처리 방법 및 적용 = 24
3.4.1 의미와 목적 = 24
3.4.2 구현 방법 및 적용 = 25
3.4.3 구현 효과 = 31
제4장 검증 = 32
4.1 테스트환경 = 32
4.1.1 물리적 환경 = 32
4.1.2 소프트웨어 구성 환경 = 34
4.2 테스트실행 = 35
4.2.1 기본 가동 어플리케이션 환경 = 35
4.2.2 시나리오 테스트 = 36
4.3 실험 결과 = 38
제5장 결론 = 42
참고문헌 = 44
표차례
[표 3-1] Bandwidth consumption between RDC client and different server operating systems = 12
[표 4-1] 테스트용 서버측 구성 = 32
[표 4-2] 테스트용 클라이언트측 구성 = 33
[표 4-3] 소프트웨어 구성 = 34
[표 4-4] 1User 세션 연결시 기본 메모리 사용량 = 35
[표 4-5] Application 기본 메모리 사용량 = 35
[표 4-6] 1User당 컨텐츠에 따른 점유율 비교 = 38
[표 4-7] 응용프로그램 및 시나리에 따른 가동 여부 = 38
[표 4-8] 프로토콜 종류별 서버 부하 테스트 = 39
[표 4-9] 프로토콜 종류별 서버 부하 테스트 = 40
[표 4-10] 프로토콜 종류별 서버 부하 테스트 = 40
그림차례
[그림 2-1] SOI 가상화 분류 = 6
[그림 2-2] 프리젠테이션 가상화의 작동 = 9
[그림 3-1] 인증서 가상화의 여러 형태와 종류 = 14
[그림 3-2] 가상화를 통한 Active-X Componet 관리 운영 = 15
[그림 3-3] 프리젠테이션 가상화 사용자 단말 구조와 터미널 서버 구조 = 18
[그림 3-4] 컴포넌트 객체의 분산처리를 위한 초기화 과정 = 20
[그림 3-5] 컴포넌트 객체의 분산처리 과정 = 22
[그림 3-6] 동영상재생의 분산 처리 방식 적용 구성도 = 25
[그림 3-7] 동영상 재생의 분산처리를 위한 초기화 과정 = 27
[그림 3-8] 동영상 재생의 우회 처리 과정 = 28
[그림 3-9] 화면 동기화 처리 과정 = 29
[그림 4-1] 서버 및 클라이언트의 구성 = 34

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