2007 컴퓨터 연계활용 기반 구축 사업 성과 및 활용 사례집

(1)

국민의 풍요와 행복을 가져다 줄

유비쿼터스 사회 실현을 앞당기는

국가적 차원의 사이버인프라스트럭처 구축은

KISTI가 앞장서겠습니다.

(2)

http://www.gridforumkorea.org

인사말

컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

인사말 그리드 컴퓨팅 환경을 기반으로 한 유비쿼터스 사회를 실현하기 위해 미국, EU 일본 등 각 국 정부는 그리드 분야 원천기술을 선점하고자 집중적인 투자를 아끼지 않고 있으며, 응용분야 핵심기술 개발에도 총력을 기울이고 있습니다. 이러한 추세에 발맞춰 우리 정부도 유비쿼터스 사회 구현을 위해‘u-KOREA 기본계획’을 수립하고 유비쿼터스 사회의 기본 인프라인 그리드 컴퓨팅 환경 구축을 강력하게 추진해 왔습니다. 앞으로 펼쳐질 유비쿼터스 사회에 대비하기 위해서는 먼저, 전문가 그룹 간에 첨단 연구 장비를 공 유하고, 지식을 활발하게 교류할 수 있는 연구 환경을 조성하는 것이 무엇보다 중요합니다. 정보통신부는 이러한 연구 환경을 조성하기 위해 2001년「국가 그리드 기본계획」수립과「그리드 포럼 코리아」를 출범시켜 그리드 기술개발을 위한 발판을 마련하였으며, 2002년부터 국가 그리드 프로젝트(K Grid)인「국가 그리드 기반 인프라 구축」사업을 추진하여 인프라 구축, 국제 표준기반 서비스 개발, 비즈니스 시범사업 등 그리드 기반 분산 컴퓨팅 서비스 환경을 구축하였습니다. 이를 토대로 2005년부터 과학기술부의 차세대 응용연구 환경 구축, 건설교통부의 분산공유형 건설연구 인프라 구축 등 범부처적인 그리드 응용프로젝트를 지원하고 있습니다. 또한, 광 네트워크 컴퓨팅 기술, FULL HD급 협업용 영상공유 기술, 대규모 데이터 전송기술 등을 이용하여 19개 기관, 32대의 슈퍼컴퓨터, 클러스터 컴퓨터, 대용량 스토리지, 전문가 등을 활용한 그리드 연계기반을 구축하였으며, 그리드 미들웨어를 개발하여 기존의 첨단산업 및 과학기술 연구는 물론 ASP, 게임 등에 그리드 비즈니스모델을 창출 하였습니다. 우리가 꿈꾸는‘누구든지, 언제 어디서나 쉽고 안전하게’컴퓨팅 자원을 이용할 수 있는 유비쿼터스 세상은 그리드 기술을 토대로 이루어질 수 있습니다. 인터넷이라는 기술이 개발되고 웹(Web)이라는 서비스가 생활 속에 큰 영향을 미쳤듯이, 그리드 컴퓨팅이라는 기술 기반의 다양한 그리드 서비스가 제2의 인터넷 생활 혁명을 이끌 것으로 예상됩니다. 정보통신부는 유비쿼터스 시대의 컴퓨팅 파워와 네트워크의 폭발적인 수요 증가를 대비하기 위한 그리드 컴퓨팅 기술을 연구하고 이를 IT산업에 적용하기 위한 비즈니스 모델 개발로, 앞으로 그리드 컴퓨팅 환경이 국가 전반적으로 확산될 수 있도록 최선을 다할 것을 약속드립니다. 아울러, 그동안의 그리드 기술발전에 선도적 역할을 담당한 한국과학기술정보연구원(KISTI)의 노고에 진심으로 감사를 드립니다. 2007년 7월 정보통신부 미래정보전략본부장

양 준 철

, Ph.D. 미국을 중심으로 선진 각국은 미래의 국가 핵심인프라로서 사이버인프라스트럭처 구축 사업을 경쟁적으로 추진하고 있습니다. 이를 위하여 1억불 이상의 예산을 지원하는 국가만도 미국, EU, 중국, 일본, 영국 등 5개 국가가 넘습니다. 현재 세계 최대 규모의 사이버인프라스트럭처 구축 사업은 테라그리드 프로젝트로 미국 과학재단(NSF) 주관하에 국가슈퍼컴퓨팅센터(NCSA), 캘리포니아공과대학(Caltec), 샌디에고슈퍼컴퓨터센터 등이 참여하여 100테라플롭스의 계산 성능과 15페타바이트의 저장 용량 제공을 목표로 하고 있습니다. 이러한 사이버인프라스트럭처는 의료서비스, 교육서비스 등 우리의 일상생활에 필수적인 Off-line 서비스들을 첨단 IT 기술과 결합시켜서 언제, 어디서 든지 국민들이 편리하게 이용할 수 있는 유비쿼터스 서비스를 제공하기 위한 지능형 고성능 정보인프라입니다. 여러분도 이미 잘 아시는 바와 같이 우리나라에서도 최근 WiBro, DMB 등 IT839 관련 연구 사업들이 하나 둘씩 성공적인 결과를 창출하고 있으며, 동시에 통신과 방송의 융합, 유선 네트워크와 무선 네트워크의 연동으로 u-Korea가 점점 더 가까이 현실 속으로 다가오고 있는 것을 느끼고 계실 것입니다. 한국과학기술정보연구원(KISTI)에서는 이러한 IT 기술 방향을 미리 예측하고 기존의 정보통신망 중심의 국가 정보 인프라와 슈퍼컴퓨팅 인프라를 결합하기 위해 2002년부터 정보통신부의 지원하에 지리적으로 분산된 국가 연구자원을 효율적으로 상시 공동 활용할 수 있는“국가 그리드 인프라 구축”, “그리드 미들웨어 개발”, “그리드 응용”및“비즈니스 모델”을 발굴하고 있습니다. “국가 그리드 기반 구축 사업”을 통해 확보된 그리드 핵심 기술 및 구축된 상용 수준의 국가그리드 인프라를 활용하는 사업으로는 과학기술부의 e-Science사업과 건설교통부의 KOCED(분산공유형 건설 연구인프라 구축) 사업 등이 추진되고 있으며, 이 외에도 현재 다양한 분야에서 그리드 기반의 e-Health 사업, e-Education 사업 등이 고려되고 있습니다. 이에 지금까지 확보한 그리드 핵심 기술 및 인프라를 기반으로 진정한 유비쿼터스 사회로의 전환을 준비하기 위하여 우리나라도 범국가 차원에서 보다 효율적으로 국가 사이버인프라스트럭처를 구축 및 활용하기 위한 종합계획을 수립 해야할 시점이라고 생각합니다. 아무쪼록 국가그리드 기반 구축 사업이 성공적으로 추진될 수 있도록 적극적으로 아낌없는 지원을 해주고 계신 정보 통신부에 진심으로 감사드립니다. 향후 KISTI는 국가그리드 기반 구축 사업의 경험을 바탕으로 u-Korea 시대의 지능형 정보 기반 국가 사이버인프라스트럭처 구축에 최선을 다할 것을 약속드립니다. 감사합니다. 2007년 7월 한국과학기술정보연구원장

양 병 태

, Ph.D.

우리가 꿈꾸는

유비쿼터스 세상

은

그리드 기술

을 통해

실현

이

가능

합니다

이제는

미래의 국가 정보인프라의 핵심

이 되는 그리드 기반의

국가 사이버인프라스트럭처

를 구축해야 할 때입니다

HPcN Project Division

인사말

컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

(3)

http://www.gridforumkorea.org

컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

목 차 C ontents

HPcN Project Division

컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

인 사 말

한국과학기술정보연구원장

한국정보통신부 미래정보전략본부장

|

1. 그리드란?

|

2. 컴퓨터 연계활용 기반 구축 사업 소개

|

3. 분야별 성과 및 활용 사례

그리드 미들웨어

|

그리드 미들웨어 서비스 패키지(KMI-R1) 개발

|

그리드 환경에서 작업 관리를 위한 그리드 자원 관리 시스템(GRASP) 개발

|

분산 구조의 유연성을 이용한 그리드 자원 정보 서비스 시스템(GAIS) 개발

|

결함 내성 및 사설 IP 환경을 지원하는 그리드 기반 병렬 컴퓨팅 라이브러리(MPICH-GX) 개발

|

그리드 인증서 관리 시스템(KGridCA) 개발

|

국제 표준 기반 그리드 어카운팅 시스템 개발

그리드 인프라

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국가 그리드 테스트베드 구축 연구

|

TIGRIS(Tera-scale Infrastructure for K GRId Services)인프라 구축 연구

|

웹(Web) 기반 그리드 포털 개발 연구

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GHPN(Grid High Performance Network)기반의 SCTP 전송시스템 기술개발

|

광네트워크 기반의 융합형(Hybrid) 그리드 네트워크 연구

IT 응용

|

그리드 기반 온라인게임 시범 서비스

|

그리드 기반 ASP 시범 서비스

|

그리드 기반 UCC 서비스

|

그리드 기반의 음원저작권유통관리 서비스 구축

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그리드 기반 렌더링 서비스

|

텔레매틱스 분야 그리드 기반의 내비게이션 시스템 프로토타입 구축

|

그리드 기반 온라인게임 프로토타입 서버 개발

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그리드 기반 렌더팜 연동 및 서비스 시스템 프로토타입 구축

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35 과학기술 응용

|

효율적ㆍ안정적 분자모사를 위한 그리드 컴퓨팅 시스템 개발과 이를 이용한 바이오ㆍ나노물질의 대규모 분석

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그리드 기반의 가상풍동을 이용한 최적 형상 설계 기술 개발

|

국가 고에너지 물리 데이터 그리드 프로젝트

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초고전압 전자 현미경(UHV-TEM)을 위한 연구장비 그리드 구축

|

기상연구 및 학제간 연구를 위한 가상 연구실 시범 구축

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그리드 기반 신약 후보물질 독성 예측 시스템에 관한 연구

|

그리드 컴퓨팅을 활용한 폐 종양 검진 어플리케이션

|

고성능 고처리 생물정보학 분석을 위한 그리드 응용 기술 및 컴퓨팅 그리드 자원 구축

|

그리드 네트워크에 기초한 통합적인 생물정보학 그리드 시스템 구축

|

그리드 네트워크에 기반한 단백질 side-chain 구조 예측 프로그램 개발

|

Grid Computing 환경 하의 Load Balancing 구현 및 발사체의 단 분리 운동 해석

|

그리드 환경에서 항공우주 구조물의 가상설계 및 구현에 관한 연구

|

전산화학 및 나노 물질 계산 그리드

|

나노물질 계산 그리드 연구

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환경 유체 종합 모형의 컴퓨팅 그리드에 관한 연구

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그리드 환경 하에서 열 교환기 설계 기술 개발

|

물질의 원자/전자구조 계산 및 정보 그리드 구축

그리드

|

디지털 해부학 워크숍(International Anatomy Workshop 2006)

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그리드 상에서의 HDV급 영상 전송 기술 개발

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대한의사협회 종합학술대회

Korea@Home

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신약 후보물질 탐색을 위한 PC 기반 가상탐색 기술 개발

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한반도 장기 기후변동 예측을 위한 대기 대순환 모형 개발

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인터넷기반 분산컴퓨팅을 적용한 한반도 고해상도 강수량 예측기술 개발

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HDTV용 TFT-LCD패널의 이미지 특성 분석기술 개발

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유전체 서열비교 분석을 통한 생물정보학 DB 구축

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기업의 리스크 최소화를 위한 PC기반 글로벌 리스크 관리기술 개발

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인수분해 기반 공개키 암호시스템의 암호 분석기술 개발

국제협력 및 공동연구

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OGF-KR 구축 운영 사업

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미국 TeraGrid 프로젝트 협력

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유럽연합 EGEE 프로젝트 협력

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APEC-TEL 아·태지역 그리드 구축(APEC-TEL APGrid 구축) 사업

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PRAGMA(Pacific-Rim Applications and Grid Middleware Assembly) 프로젝트 협력

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KISTI에서 개발한 MPICH-GX의 공동 활용을 위한 국제 공동 연구

(4)

그리드는

지리적으로 분산되어 있는 고성능 컴퓨터 등

여러 자원들을 네트워크로 연결하여

상호 공유 및 활용할 수 있는

IT 인프라를 일컫음

WWW vs Grid

1. 그리드란?

정보 공유

인터넷 상에 구축된 WWW 통하여

컴퓨터들 상호간의 정보 공유가

가능하게 되었다.

정보&자원 공유

그리드로 연동된 컴퓨터와 연구장비들은

정보뿐만 아니라 저장장치, 데이타베이스 및

소프트웨어를 공유 할 수 있다.

Grid goes

one step

further!

“그리드란 고품질의 서비스를 제공하기 위해 표준화되고 개방된 범용 프로토콜 및 인터페이스를 통하여

중앙 집중적인 관리하에 있지 않은 자원들을 조화롭게 조정하는 시스템이다.”

이안 포스터(시카고대 교수), What is the Grid? A Three Point Chekist

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1. 그리드란

9 컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

그리드란?

HPcN Project Division

1. 그리드란?

8

그리드란?

컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

그리드 종류

그리드의 기능

- 인프라스트럭처 제공 : 서비스 제공에 필요한 컴퓨팅 자원, 연구장비, 네트워크 및 인력 네트워크를

제공하고 이에 접근하기 위한 시스템 제공

- 투명성 제공 : 컴퓨팅 파워, 저장 용량 등 사용자의 요구 사항에 항상 충족 하는 컴퓨팅 환경 제공

- 퍼베이시브(Pervasive) 환경 제공 : 사용자의 사용 환경에 관계없이 그리드 환경에 쉽게 접근 가능

그리드기술의 향후 전망

컴퓨팅그리드

컴퓨터-컴퓨터 - 미국의 TeraGrid, SETI@Home - 한국의 K Grid, Korea@Home

- 유럽의 DataGrid(CERN, ESA, ESRIN, NFN, NIKHEF, PPARC)

- 미국(NCSA, ANL, APAG)

그리드

전문가-전문가

대용량 데이터 처리 및 실시간 처리를 위한 인프라 요구

데이터 그리드 기술을 적용한 차세대 인프라 구축

대규모 문제 해결을 위한 대용량 데이터 처리 인프라 요구 과학기술 분야의 요구 RFID, USN의 보급으로 인한 실시간 처리 데이터량은 기하급수적으로 증가 유비쿼터스 환경의 도래 산업계 장비들의 고도화로 데이터 정밀도가 높아짐 인터넷, PC 및 디지털 TV 등의 보급으로 디지털 콘텐츠의 지속적인 증가 IT 기술의 고도화

데이터그리드

데이터-데이터

(5)

http://www.gridforumkorea.org

2. 컴퓨터 연계활용 기반 구축 사업 소개

11 컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

컴퓨터 연계활용 기반 구축 사업 소개

사업 개요

- 총 사업기간 : 2002년 ~ 2008년(총 7년)

- 사업규모 : 약 203억원

- 사업주관부처 : 정부통신부

- 주관기관 : 한국과학기술정보연구원

사업 비전

그리드 기술을 이용하여 각종 고성능 자원을

필요로 하는 다양한 분야의 응용을 상시 효율적

으로 지원하는 국가 사이버인프라스트럭처

(Cyber-infrastructure) 구축

단계별 사업 목표

사업 구성

2. 컴퓨터 연계활용 기반 구축 사업 소개

고성능 계산 자원을 필요로 하는 응용

공공 서비스 IT839 응용 산업 및 과학 기술 응용 전자정부 건강 및 복지 원격의료 재난방지 홈네트워크 내장형 S/W 신 이동통신 지능형 로봇 차세대 PC 테레매틱스 시스템 온칩 디지털 콘텐츠 교통정보(TIS) 에너지 및 환경 e-Science Disaster Prevention e-Commerce e-Health e-Learning e-Entertainment

u-Korea 달성을 위한 그리드 인프라 구축

그리드 응용 프로젝트 추진

그리드 미들웨어 인터넷 / 차세대인터넷 서비스 인프라 KOREN / KREONET 등 초고속네트워크 ■컴퓨팅그리드 ■데이터그리드 ■그리드 고성능컴퓨터 대용량 DB 서버 첨단장비 / 전문가 IT, BT, NT, ET 등 신 산업분야 및 기존 산업분야의 그리드 응용 프로젝트 추진 1단계 목표 ’02~’04 IT기술 융합을 통한 첨단 과학기술 연구환경 조성 IT839 전략 연계를 통한 비즈니스 그리드 창출기반 조성 u-Korea 달성을 위한 그리드 인프라 구축 2단계 목표 ’05~’07 3단계 목표 ’08~’10

HPcN Project Division

2. 컴퓨터 연계활용 기반 구축 사업 소개

10

컴퓨터 연계활용 기반 구축 사업 소개

컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

추진 경과

추진 체계

2007년도 사업 추진 내용

향후 추진 계획

비즈니스 그리드 성공사례 2006 2009 2012 그리드 상용 서비스 u-Korea 컴퓨팅 인프라 서비스

국가연구자원의

상시적 공동활용체제

확립 및

그리드 산업화

기반 조성

Production Level의 그리드 인프라 구축 인프라[네트워크,AG] 인터넷기반 분산컴퓨팅 플랫폼 구현 Korea@Home 웹기반 그리드 서비스 기술 개발 그리드서비스 개발 u-IT839 전략 연계 그리드 시범서비스 추진 비즈니스 그리드

2005년 : 그리드 응용을 첨단과학에서 IT839 및 산업 응용으로 확장

그리드 원천기술 개발 IT839 및 산업화 연계 응용기술 개발 비즈니스 그리드 시범사업 유틸리티 원천기술 개발 그리드 기본계획 수립 K Grid 사업 시작 그리드 테스트베드 구축 과학기술응용 연구 수행 GGF13 국제 컨퍼런스 개최 Production level 그리드 인프라 구축 KMI-R1 개발 완료 및 출시 비즈니스 그리드 시범사업 시작 그리드 시범 사업 서비스 오픈 KISTI-부산대 MoU 체결

9 2001

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2005

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5

응용 발굴 및 적용 IT839 전략 연계 응용 비즈니스 그리드 응용 산업화 연계 응용 KMI-R1 MoreDream WSRF OGSA/OGSI GT4 등 웹기반 그리드 포탈 로그인 서버 그리드 어카운팅 모니터링 등 미들웨어 개발 그리드서비스 그리드 응용 연구 그리드 미들웨어 기술 개발 그리드 인프라 구축

선진국 수준의 국가 그리드 기반 구축

산업체 연구소 대학 국제 그리드 표준회의 아태지역 그리드학회 APEC 그리드 기구 해외 그리드센터 통신기술 표준협회 한국 그리드 포럼 한국슈퍼컴 센터 협의체 계산과학 연구센터 산업체 국내 협력 국제 협력

(6)

그리드

미들웨어

그리드 미들웨어 서비스 패키지(KMI-R1) 개발 | 그리드 환경에서 작업 관리를 위한 그리드 자원 관리 시스템(GRASP) 개발 분산 구조의 유연성을 이용한 그리드 자원 정보 서비스 시스템(GAIS) 개발 | 결함 내성 및 사 설 IP 환경을 지원하는 그리드 기반 병렬 컴퓨 팅 라이브러리(MPICH-GX) 개발 그리드 인증서 관리 시스템(KGridCA) 개발 | 국제 표준 기반 그리드 어카운팅 시스템 개발

[ SECTION | 3.1 ]

Cyber-infrastructure

HPcN Project Division

“그리드 기술은 세계를 바꿀 10대 기술의 하나로

영화에서 보아왔던 미래사회의 기반사업입니다”

KISTI 고성능연구망사업단이 세계 최고의 사이버인프라스트럭처(Cyber-infrastructure)를 구축하겠습니다

3. 분야별 성과 및 활용 사례

(7)

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3. 분야별 성과 및 활용 사례

그리드 환경에서 작업 관리를 위한

그리드 자원 관리 시스템

(GRASP)

개발

연구의 최종 목표

그리드 환경에서 작업의 제출 및 관리를 위해 필요한 서비스를 제공하는 그리드 자원 관리 시스템 개발

연구의 배경 및 중요성

- 그리드 자원 관리 분야에서 중요시 되는 것은 사용자들 에게 분산된 계산 자원, 데이터 저장 용량, 네트워크 자원 등을 얼마나 효율적으로 제공할 수 있느냐의 문제임 - 글로버스 툴킷(Globus Toolkit)의 자원 관리 서비스는 이러한 사용자의 작업을 원격의 자원 위에서 실행되도록 해주는 자원관리 서비스이지만, 단순한 기능만을 제공 할 뿐이며 이를 더욱 유용한 그리드 서비스로 제공하기 위해서는 자원 중개(Resource Brokering), 스케줄링, 작업 관리 등의 사용자 중심의 기능들이 필요함 - 위의 요구사항을 충족시키기 위해서 만들어진 것이

GRASP(Grid Resource Allocation Services Package) 이며 사용자로 하여금 그리드 자원을 좀 더 효율적이고 편리한 방법으로 사용할 수 있게 함

연구내용

- 그리드 스케줄링 서비스(GSS) : 사용자의 작업에 따라 필요한 자원을 자원정보 서비스로부터 찾아내어 자원 예약 서비스(RRS)를 통해 자원을 예약하는 서비스. 적절한 자원 선택을 위하여 GSS는 사용자가 제시하는 자원의 사양과 자원의 현재 상태를 토대로 하여 자원 선택함 - 작업 제출 서비스(JSS) : 자원의 공동 할당 및 작업의 모 니터링을 담당하는 서비스. GRASP에서 공동 할당은 다수의 자원에 대한 작업 제출을 가능하게 하며, 작업 모니터링을 통해 사용자가 원격에 흩어져 있는 작업의 상태를 알 수 있음 - 자원 관리자 서비스(RMS) : 원격 작업이 로컬 자원에서 실행되도록 하기 위해 인증 과정을 거친 후 PBS와 같은 배치 스케쥴러에 작업을 제출하는 서비스 - 자원 예약 서비스(RRS) : 선택된 자원에 대해 미리 예약을 하는 자원 예약 서비스 그리드 미들웨어| 그리드 인프라 | IT 응용 | 과학기술 응용 | 액세스 그리드 | Korea@Home | 국제협력 및 공동연구 공동연구기관 | 한국과학기술정보연구원 연구기간 | 2003년 ~ 2004년

02

SECTION | 3.1

15 컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

그리드 미들웨어

HPcN Project Division

3. 분야별 성과 및 활용 사례

연구의 최종 목표

연구자들로 하여금 손쉽게 계산 그리드 환경을 구축하고 활용할 수 있도록 하는 그리드 미들웨어 패키지(KMI-R1: K Grid Middleware Initiative - Release 1) 개발

연구의 배경 및 중요성

- 그리드 미들웨어는 그리드 인프라 및 서비스 구축을 위한 필수 소프트웨어로서, 분산된 이기종의 자원을 연동하여 통합 관리를 가능케 함 - 그리드 미들웨어 기술은 그리드 컴퓨팅 분야에 있어서 필수적인 기술로서 지속적인 연구 개발을 통해 기술력 확보가 필요한 분야임

연구내용

- 국제 표준에 맞춘 그리드 미들웨어 핵심 기술 연구 및 개발을 토대로 하여 국내 연구자들이 자체적으로 그리드 시스템을 구성할 수 있도록 관련 도구들을 패키지화 하여 보급 - 주요 구성 요소 공동 할당, 스케쥴링 등을 지원하는 그리드 자원관리 시스템 (GRASP) 분산 구조의 유연성을 이용한 그리드 자원 정보 서비스 시스템(GAIS) 결함 내성 및 사설 IP 환경을 지원하는 그리드 기반 병렬 컴퓨팅 라이브러리(MPICH-GX) 그리드 인증서 관리 서비스(Certificate Authority) 구축을 위한 인증서 관리 시스템(KGridCA) 그리드 환경의 자원 사용에 관한 어카운팅 시스템(AIService) 포틀릿 기반 그리드 포털 프레임워크(GridSphere) 도입 - KMI-R1 보급 및 활용 국내외 80여개 기관에 300여건 보급 중소기업 기술이전 1건 KMI-R1을 이용하여 전국 5개 사이트를 연결한 그리드 테스트베드 구축 PRAGMA 기상 분야 응용 연구자들을 위한 KMI-R1 테스트 베드 지원

그리드 미들웨어 서비스 패키지

(KMI-R1)

개발

01

SECTION | 3.1

14 컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

Grid Users Resource Manager Service Resource Manager Service Job Submission Service Grid Scheduling Service GRASP 구조도 KMI-R1 및 MoreDream 구성도 그리드 미들웨어 패키지 KMI-R1 보급 현황

(8)

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3. 분야별 성과 및 활용 사례

결함 내성 및 사설 IP 환경을 지원하는 그리드 기반

병렬 컴퓨팅 라이브러리

(MPICH-GX)

개발

연구의 최종 목표

그리드 환경에서 MPI 어플리케이션의 수행을 위해 필요한 다양한 기능을 제공하는 MPI 라이브러리(MPICH-GX) 개발

연구의 배경 및 중요성

- MPI와 같은 고성능 컴퓨팅이 필요한 환경이 그리드 환경으로 확장됨에 따라 그리드 상에서의 MPI라이브 러리의 지원이 필요함 - MPICH-G2는 MPI v1.1을 바탕으로 한 구현물로써 그리드 환경에서 제공하는 기능을 최대한 활용할 수 있도록 설계됨

연구내용

- 결함 내성 기능 : 체크 포인팅을 이용한 결함 내성 기능을 지원함. 결함 내성을 위해서 MPICH의 추상화(Abstract) 디바이스 수준에서 구현이 필요하지만 사용자 수준으로 구현이 되어, 사용자는 응용프로그램의 소스 코드를 고칠 필요 없음 - 사설 IP 환경 지원 : 홀 펀칭 기법을 이용하여 클러스터 내의 컴퓨터가 외부에서도 접근 가능한 주소를 얻을 수 있고, 외부에서 이 주소를 사용하여 메지시를 전송하게 함으로써 별도의 부하 없이 사설 IP 클러스터 내의 컴퓨 터에게 메시지를 전달할 수 있음

활용사례

04

SECTION | 3.1

17 컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

HPcN Project Division

3. 분야별 성과 및 활용 사례

연구의 최종 목표

- 그리드에 연동된 자원들의 상태 정보를 제공함으로써 자원의 발견 및 선택, 모니터링 등에 활용할 수 있도록 하는 그리드 자원 정보 서비스 제공 - 국내 그리드 인프라(K Grid) 환경을 위해 요구되는 다양한 자원 정보를 제공하고, VO(Virtual Organization) 구성에 유연성을 가지는 분산 구조의 자원 정보 서비스 개발

연구의 배경 및 중요성

- 그리드 자원 정보 서비스는 자원의 상태에 대한 기본적인 모니터링 뿐만 아니라 글로벌 스케쥴러 등의 다른 그리드 미들웨어 콤포넌트를 위해 필요한 기본적인 서비스임 - Production-level의 그리드 인프라에서 실제적인 자원 정보 서비스를 제공하기 위해 정보 스키마의 확장 및 이에 맞는 구조의 자원 정보 서비스가 요구됨

연구내용

- 주요 특징 및 기능 정보를 생성하는 디렉토리 서버의 동적 관리를 통해 VO를 구성하는 자원의 추가 및 제거에 있어서 유연성 제공 디렉토리 서버 간 단층 구조의 네트워크를 통해 정보 전달의 효율성 보강 자원 정보 검색의 효율성 제고 - 주요 구성 요소 VO 기반의 자원 등록 및 관리 서비스(VO Subscription Service) VO 기반의 자원 정보 검색 서비스 (VO Query Service)

사이트 단위의 자원 정보 데이터 수집 서비스(Data Collec-tion Service) 그리드 서비스에 대한 인덱싱 서비스(GSH Discovery Service) - 확장된 자원 정보 스키마 글로벌 스케쥴러를 위해 필요한 자원 정보 추가 스토리지 관리 시스템인 SRB를 위한 스토리지 자원 정보 추가

분산 구조의 유연성을 이용한

그리드 자원 정보 서비스 시스템

(GAIS)

개발

03

SECTION | 3.1

16 컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

MPICH-GX 구조도 그리드 포털 상에서의 자원 정보 및 모니터링 화면 GAIS 구조 및 자원 정보 서비스 시스템 구성 예

(9)

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3. 분야별 성과 및 활용 사례

국제 표준 기반 그리드 어카운팅 시스템 개발

연구의 최종 목표

그리드 환경의 다양한 로컬 큐잉 시스템에서 생성되는 자원 사용량 데이터를 수집 및 관리하는 그리드 어카운팅 서비스 개발

연구의 배경 및 중요성

다양한 플랫폼에서 정확한 리소스 사용량 추적이 용이한 어카운팅 서비스는 그리드에 컴퓨팅 자원을 제공하는 각 자원 관리자에게 있어서 필수적인 기능임

연구내용

- 주요 특징 및 기능 이기종의 자원 및 큐잉 시스템(PBS, LoadLeveler 등)에서 생성되는 자원 사용 기록 수집 및 통합 관리 서비스 사용자별, 자원별 일정 기간 동안의 어카운팅 정보에 대한 검색 기능 제공 국제 그리드 표준 기구인 OGF에서 제정된 어카운팅 정보 표준에 맞는 정보 생성 KMI-R1의 그리드 서비스와 호환되는 OGSI 호환 인터페이스 제공 - 주요 구성 요소

Accounting Information Tracker: 각 자원에서 다양한 큐잉 시스템으로부터 주기적으로 자원 사용 기록을 수집 및 중앙 데이터베이스에 저장

Accounting Information Service: 데이터베이스에 저장된 어카운팅 정보에 대한 검색 서비스

06

SECTION | 3.1

19 컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

HPcN Project Division

3. 분야별 성과 및 활용 사례

연구의 최종 목표

그리드 환경에서 SSO(Single Sign On)를 위해 요구되는 인증서를 발급 및 관리하기 위한 인증 기관(Certificate Authority)을 구성하기 위한 인증서 관리 시스템 개발

연구의 배경 및 중요성

- 그리드 환경에서는 많은 종류의 자원과 미들웨어, 서비스, 사용자가 함께 얽혀 있어, 획일화된 한 가지 종류의 보안 방법만으로는 모든 요소들의 요구사항을 만족시키기가 상당히 어려움

- 많은 보안 수단 중 PKI(Public Key Infrastructure)에 기반한 보안 시스템이 그리드 환경에서 많이 사용 되고 있으며 표준으로 자리잡았음 - 국제적으로 자원 공유와 상호 연동성이 중요시 되는 그리드 환경에서는 PKI 기반 공개키 인증서와 이를 발급해 주는 인증기관(Certificate Authority)의 역할이 매우 중요한 요소임

※ PKI(Public Key Infrastructure, 공개키 기반구조) 란? 공개키 알고리즘을 통한 암호화 및 전자서명을 제공 하는 복합적인 보안시스템 환경으로써, 암호화와 복호 화키로 구성된 공개키 쌍을 이용하여 송수신 데이터를 암호화하고 디지털 인증서를 통 해 사 용 자 를 인 증 하 는 시스템. 그리드 컴퓨팅 분야 에서는 글로버스 툴킷(Globus Toolkit)을 포함하여 많은 종류의 소프트웨어가 공개 키 와 PKI를 이 용 한 보 안 체계를 채택하고 있음

연구내용

- 효율적인 인증서 발급, 갱신, 보관 시스템 개발 : KGridCA 시스템 개발(2003~2004년) - 인증서 발급 업무와 관련하여 국제적 상호 협력 : IGTF 및 APGrid PMA 활동 참여(2004년 이후) - 그리드 포털 시스템을 위한 인증서 관리 및 보안 모듈 개발 - K Grid 를 위한 인증서 발급 업무 수행

그리드 인증서 관리 시스템

(KGridCA)

개발

05

SECTION | 3.1

18 컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

인증서 발급 시스템 구조도 그리드 어카운팅 서비스 아키텍쳐 그리드 포털에서의 어카운팅 정보 검색 그리드 CA 운영 관련 PMA 홈페이지

(10)

그리드

인프라

국가 그리드 테스트베드 구축 연구

| TIGRIS(Tera-scale Infrastructure for K

GRId Se rvices)인프라 구축 연구 | 웹(Web) 기반 그리드 포털 개발 연구

GHPN(Grid High Performance Network)

기반의 SCTP 전송시스템 기술개발 | 광네트워크 기반의 융합형(Hybrid) 그리드 네트워크 연구

[ SECTION | 3.2 ]

GRID

HPcN Project Division

“필요한 정보를 언제 어디에서건 찾아볼 수 있는 미래

유비쿼터스 정보사회”

KISTI 고성능연구망사업단이 함께합니다.

분야별 성과 및 활용 사례

(11)

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3. 분야별 성과 및 활용 사례

TIGRIS

(Tera-scale Infrastructure for K GRId Services)

인프라 구축 연구

연구목적 및 배경

- 최첨단 과학기술 응용 연구시에 분산된 대규모 자원을 공동 활용할 필요성이 점차적으로 증가하고 있음(예: CERN의 초강입자 가속기를 위한 고에너지 물리 데이터 공유 환경 등) - 국내 대표 연구 기관의 고성능 컴퓨팅 자원을 그리드 기반으로 연동하고 이를 공동 활용하기 위한 그리드 인프라 구축 기술 연구

연구방법

- 해외 대표 그리드 인프라 프로젝트(Tera Grid, EGEE 등)의 사례 파악을 통한 그리드 인프라 구축 기술 연구 - 국내 최상위 연구 기관이 보유하고 있는 고성능 컴퓨팅 자원의 일부를 그리드 기반 으로 연동하여 이기종 대규모 컴퓨팅 자원을 그리드 기반으로 연동하기 위한 기반 기술 확보

연구결과 요약

- 국내 대표 연구 기관인 KISTI, 서울대, 부산대의 고성능 컴퓨팅 자원을 그리드 기반 으로 연동하는 TIGRIS 인프라 구축 추진 - 그리드 인프라 구축을 위한 국제 표준 (WSRF) 기반 그리드 미들웨어(Globus Toolkit v4) 분석 및 적용 - 고성능 컴퓨팅 자원의 공동 활용을 위한 웹기반 그리드 포털 시스템 구축

연구의 중요성

그리드 기술은 초고속 네트워크을 기반으로 분산된 컴퓨팅 자원을 공동 활용함으로서 과거에는 불가능했던 대규모의 기초과학 및 응용과학 분야 연구를 가능하게 하는 핵심 기술 분야임

기대효과 및 향후계획

02

SECTION | 3.2

23 컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

그리드 인프라

HPcN Project Division

3. 분야별 성과 및 활용 사례

연구목적 및 배경

- 최첨단 과학기술 응용 연구시에 분산된 대규모 자원을 공동 활용할 필요성이 점차적으로 증가하고 있음(예: CERN의 초강입자 가속기를 위한 고에너지 물리 데이터 공유 환경 등) - 국내 그리드 기술 기반의 계산 자원 공동 활용을 위한 국가 그리드 테스트베드 구축 기술 연구

연구방법

- 해외 선도 기관(ANL, TeraGrid 등)의 사례 파악을 통한 그리드 테스트베드 구축 기술 연구 - 국내 대학 및 연구소의 소규모 컴퓨팅 자원을 그리드 기반으로 연동하여 그리드 테스트베드 시범 구축 국가그리드 테스트베드 모니터링 시스템

연구결과 요약

- 국내 10여개 기관의 소규모 클러스터 및 슈퍼컴퓨터 자원을 그리드 기반으로 연동하여 국가 그리드 테스트 베드 시범 구축 - 그리드 테스트베드 구축을 위한 그리드 미들웨어(Globus Toolkit) 분석 및 적용 - 그리드 자원 모니터링을 위한 그리드 자원 모니터링 기술(Ganglia, SCMSWeb) 분석 및 적용 - 그리드 사용자 지원을 위한 인증서 발급 시스템 연구 및 개발

연구의 중요성

그리드 기술은 초고속 네트워크을 기반으로 분산된 컴퓨팅 자원을 공동 활용함으로서 과거에는 불가능했던 대규모의 기초과학 및 응용과학 분야 연구를 가능하게 하는 핵심 기술 분야임

기대효과 및 향후계획

- 국내 연구 기관에 분산된 연구 자원을 그리드 기반으로 연동함으로서 컴퓨팅 자원의 효율적인 공동 활용 기대 - BT, NT등 대규모 컴퓨팅 자원이 필요한 기초과학 및 응용과학 분야에서 그리드 기반으로 요구 자원 공급 가능

국가 그리드 테스트베드 구축 연구

01

SECTION | 3.2

22

그리드 인프라

컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

서울 대전 포항 전주 부산 광주 KISTI IBM p630 포항공대 HP V-2500 동명정보대 IBM RS/6300 43P 전북대 IBM RS/6300 SP 명지대 SGI Origin 3400 상용 SMP 리눅스 클러스터 ’02년도 ’03년도 ’04년도 서울대 IBM SP NighthawkⅡ 금호그룹 SGI Origin 3200 KISTI 포항공대 부산대 서울대 서울시립대 한국천문연구원 건국대 한국정보통신대학교 한국과학기술원 국가그리드 테스트베드 구축 TIGRIS 네트워크 현황 Seoul Daejeon KREONET Pusan Portal PNU SGI Altix 1350 (Itanium-Ⅱ, PB6Pro) SNU IBM BladeCenter J620 (Power3-Ⅱ, LoadLeveler) KISTI IBM eServer x335 (Xeon, PB6Pro) TIGRIS 인프라 구축 현황

(12)

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3. 분야별 성과 및 활용 사례

GHPN

(Grid High Performance Network)

기반의

SCTP 전송시스템 기술개발

연구목적 및 배경

- 현재의 그리드네트워크 기반에서 대용량 데이터전송 시에 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 특성상 성능저하 요소가 존재하며 네트워크 장애에 효과적으로 대처할 수 없다는 치명적인 단점을 가지고 있어 다양한 방법들을 이용하여 이러한 문제를 해결

- 차세대 프로토콜인 SCTP(Stream Control Transmission Protocol)를 이용하여 네트워크 생존성과 서비스 안정 성을 확보하여 SCTP 기반 대용량 전송 프로토콜의 프로토타입을 개발하는 것을 목적

연구의 중요성

- 그리드네트워크를 효율적으로 이용하기 위해 연구 데이터를 교환하는 데 있어서 대용량 데이터 전송을 더 빠르고 안전하게 보내는 데에 그 목적이 있으며 SCTP 기반 대용량 데이터 전송으로 기존의 TCP 기반의 응용 프로그램의 한계를 극복 - 대용량 데이터전송 시 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 특성상 성능저하 요소가 존재하며 네트워크 장애에 효과적으로 대처할 수 없다는 치명적인 단점을 해결하고자 TCP와 SCTP의 성능을 분석 - RFC 문서를 통해 SCTP의 기본적인 특징과 Chunk의 연구와 기존의 TCP 기반의 FTP 소스를 분석하여 SCTP 소켓 API에 대한 연구를 토대로 멀티플 파일 전송과 관련된 함수와 변수 구조 개발

기대효과 및 향후계획

04

SECTION | 3.2

25 컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

그리드 인프라

HPcN Project Division

3. 분야별 성과 및 활용 사례

웹

(Web)

기반 그리드 포털 개발 연구

03

SECTION | 3.2

24

그리드 인프라

컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

연구목적 및 배경

지역적으로 분산된 이기종 컴퓨팅 자원을 연동하여 사용자 들이 시간과 장소에 구애받지 않고 편리하게 그리드 자원을 공동 활용할 수 있는 플랫폼 개발

연구방법

- 웹포털 개발 전문 기관과의 공동 연구 개발을 통한 그리드 포털 개발 연구 수행 - 다양한 이기종 컴퓨팅 자원을 수용할 수 있도록 확장 가능한 프레임워크 설계 및 구현 - 다양한 이기종 자원에 대한 기본 그리드 서비스가 가능 하도록 작업관리 서비스, 자원정보 서비스, 어카운팅 서비스, 파일관리 서비스 개발

연구결과 요약

- 웹 상에서 이기종 큐잉 시스템(PBS, LoadLeveler 등)을 대상으로 작업 연산(작업 제출, 상태환인, 삭제 등)이 가능한 그리드 작업 관리 서비스 개발 - 다양한 자원(Linux, AIX 등)의 정보를 웹상에서 제공 하는 그리드 자원정보 서비스 개발 - 그리드 자원을 대상으로 사용자의 자원 사용량을 웹상으로 제공하는 그리드 자원 어카운팅 서비스 개발 - 그리드 자원 간의 파일 전송을 지원하는 탐색기 기반의 그리드 파일 관리 서비스 개발

연구의 중요성

- 시간과 장소에 구애받지 않고 쉽고 편리하게 그리드 자원을 활용할 수 있는 환경의 필요성 증가 - 그리드 자원을 다수의 사용자가 공정하고 효율적으로 동시에 사용할 수 있는 웹기반의 그리드 서비스 플랫폼 개발이 점차적으로 중요해짐

기대효과 및 향후계획

- 사용자에게 익숙한 웹 인터페이스를 사용함으로써 그리드의 범용화 촉진 기대 - 분산된 그리드 자원의 공동 활용을 통해 국가 고성능 연구 자원의 효율적인 활용이 가능 웹 기반 그리드 포털 아키텍쳐

대표 발표논문

Jae-Hyuck Kwak, Sangwan Kim, Young Chul Hwang and Pillwoo Lee, “Development of web-based Grid service platform for K Grid infrastructure”, Proceedings of the Conference on Computational Physics 2006(vol.177), July 2007.

HTTP 브라우저 웹모듈 : 신규 개발 모듈 : 자동생성, 기존모듈 Web Server 큐엉 시스템 HTTPs /SOAP 웹 서비스 클라이언트 모듈 웹 서비스 서버 모듈 작업 제출 서비스 작업 관리 서비스 그리드 인증 서비스 파일 관리 서비스 그리드 관리 모듈 자원 예약 서비스 자원 정보 서비스 통합 DB 자원 어카운팅 서비스 파일 관리 서비스 SCTP 전송시스템 화면 기존 전송 프로그램(FTP)간의 생성파일수를 통한 성능비교 SCTP를 활용한 전송속도를 통한 성능비교 그리드 네트워크 사이의 FTP파일전송 성능비교 웹 기반 그리드 포털 화면

(13)

HPcN Project Division

3. 분야별 성과 및 활용 사례

연구목적 및 배경

- 미래 네트워크 발전의 핵심 기술인 광섬유에 파장 다중화 방식을 적용한 DWDM은 낮은 비용으로 글로벌하고 거대한 대역폭을 얻을 수 있지만, 네트워크 전체 장비 교체라는 문제점이 존재

- 미국에서는 Internet2에서의 HOPI(Hybrid Optical and Packet Infrastructure) 실험 망의 BRUW(Band-width Reservation for User Work) 를 운영하여 그리드 사용자의 요구에 따라 동적으로 파장단위의 연결 프로 젝트를 수행 중이며, 유럽의 경우 GEANT2 등에서 그리드 서비스를 위한 동적의 광 네트워크에 관한 연구에 큰 투자를 하고 있음

연구의 중요성

- 그리드응용 특성상 네트워크 자원이 다르기 때문에 그리드 네트워크는 효율적인 네트워크 자원 할당 및 관리에 대한 방안이 필요 - 향후 인터넷은 IPv4에서 점차 광망으로 전이되어 갈 것임. 그리드 네트워크에서도 MPLS 또는 GMPLS 네트 워크 환경에서도 원활한 서비스가 필요 - 실제 국가 그리드 응용의 그리드 네트워크 연구 동향을 분석하여 어떠한 요구사항을 가지는지를 분석 - MPLS 네트워크 기반에서 그리드 응용의 네트워크 사용 특성에 따라 자원 할당과 QoS 제공 등 네트워크 상태에 따라 네트워크의 경로를 사용자에게는 투명하게 변경 하여 향상된 네트워크 성능을 보장하는 그리드 응용 특성에 따른 네트워크 인지 자원 할당 시스템의 개발

기대효과 및 향후계획

- 응용 특성에 따라 그리드 사용자에게는 투명하고 효율 적인 네트워크 환경을 제공 - QoS를 제공하는 DiffServ 모델과 MPLS 네트워크의 그리드네트워크 환경에서 네트워크의 상태와 그리드 컴퓨팅 자원을 인지하여 네트워크 간의 스위칭을 제공 하기 위한 연구필요

광네트워크 기반의

융합형

(Hybrid)

그리드 네트워크 연구

05

SECTION | 3.2

26

그리드 인프라

컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

융합형 네트워크 구성 테스트베드 연구망중심의 광네트워크 기반구성 그리드 자원 간 트래픽의 변화

IT 응용

[ SECTION | 3.3 ]

분야별 성과 및 활용 사례

(14)

서버 활용율 다운로드 시간 과부하 대응시간미디어 변환 시간 (그리드 처리/기존 처리) 기존 서비스 모델 평균 20% 이하 평균 3초 이내 평균 4시간(수작업) 1 그리드 적용 모델 평균 55.8% 평균 1초 이내 3분 이내 20% 수준 바인딩데몬/ 총 예약데몬 최대 수용인원수(A) (명) 평균동시접속인원수(B) (명) 활 용 률(B/A) (%) 기존 서비스 모델 35 / 35 7,000 2,104 30 그리드 적용 모델 11 / 35 2,200 2,070 94 사용 서버 수/ 예약 서버 수 기존 서비스 모델 5 / 5 그리드 적용 모델 1 / 5 최대수용 데몬 수 50 50 일 평균 바인드 데몬 수 50 11 서버 점유률 (%) 100 100 데몬 이용률 (%) 100 22

HPcN Project Division

3. 분야별 성과 및 활용 사례

연구목적 및 배경

온라인게임 서비스의 과다한 IT 인프라 구축 관리 비용 문제를 해결하기 위해 다수의 온라인게임들이 서버 인프라를 공동 활용하는 그리드 기반의 온라인게임 서비스를 구축

연구방법

- 엠파스에서 제공하고 있는 온라인게임 중 가장 많은 사용자가 있는‘강호동 신맞고’와‘강호동 고스톱’ 서비스에 그리드 기술 적용 구축 - 3개월간 기존 사용자들을 대상으로 상용 시범 서비스 수행

연구결과 요약

- 기존의 서비스 모델을 보면 최대 서비스 유저를 미리 산정해놓고, 그에 따른 게임 서버의 규모를 설정해 놓음으로써 서버 자원의 활용률이 매우 떨어지나, 그리드 기반의 서비스 모델의 경우 필요에 따라 동적 할당이 가능함으로 필요한 소프트웨어만을 바인드 해놓음으로써 하드웨어 자원 비용 평균 75% 절약 - 여러 게임 채널에 흩어져 있는 유저들이 현재 바인딩 되어 있는 서버로 집중됨으로 인해 커뮤니티의 효율성을 증대시킴 으로써 유저들의 게임에 대한 친밀도를 올리는 부대 효과 발생

연구의 중요성

- 온라인게임은 디지털 콘텐츠 서비스 분야 중에서도 우리나라가 우수한 경쟁력을 보유하고 있는 분야이며, 현재도 지속적으로 성장하고 있는 분야임 - 그러나 서비스 사용자들의 생활 패턴에서 나타나는 특정 시간 대역의 급격한 트래픽 상승과 인터넷의 불안정한 네트워크 조건에서 발생하는 네트워크 단절은 실시간 응답을 기본으로 이루어지는 서비스의 안정성을 위협 하고 있는 대표적인 문제임 - 그리드 기술을 상용서비스에 적용하여, 관련 문제들을 해결함과 동시에 온라인게임 서비스 분야에서의 비즈 니스 그리드 모델을 도출

적용된 그리드 기술

서버 자원의 활용율을 증대하기 위한 동적 할당이 가능 하도록 하는 그리드 자원관리 서비스 기술, 그리드 스케줄링 서비스 기술, 그리드 자원정보 서비스 기술

활용분야 및 기대효과

- 게임 서비스 공급 업체의 서비스 운용비용의 절감에 기여하여, 리소스 운용의 효율성을 향상시키고, 대고객 서비스의 질을 높여줄 것으로 기대 - 현재 일괄처리(Batch) 방식으로 수행되고 있는 검색 로봇에 그리드 기술을 적용하여 검색 엔진의 성능 향상 및 검색 콘텐츠의 정확도를 높일 수 있을 것으로 기대

그리드 기반 온라인게임 시범 서비스

01

SECTION | 3.3

28

IT 응 용

컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

http://www.gridforumkorea.org

3. 분야별 성과 및 활용 사례

그리드 기반 ASP 시범 서비스

연구목적 및 배경

그리드 기술을 비즈니스 영역에 적용하여 기존 ASP 사업 자가 제공하는 다양한 응용 프로그램들을 그리드 기반의 통합 컴퓨팅 인프라 환경에서 서비스할 수 있는 그리드 기반 ASP 서비스 솔루션 개발

연구방법

- 서비스별 전용서버 풀을 구성하지 않고 그리드 기술을 이용하여 공용 서버 풀을 구성하여 시간공유방식(Time Sharing)으로 사용 - 현재 제공되고 있는 서비스들 중 CDN 서비스와 미디어 변환 서비스를 그리드 기반 ASP 솔루션에 적용하여 상용 서비스 제공 ※ CDN 서비스 : 동일한 콘텐츠 내용을 복제 및 분산시켜 사용자의 콘텐츠 접속 속도를 향상시키는 서비스 ※ 미디어 변환 서비스 : 이미지, 동영상 등을 타 매체에서 사용가능하도록 미디어 형식 변환지원 서비스

연구결과 요약

- 기존 서비스 모델에 비하여 CDN 서비스 25.8%, 미디어 변환 서비스 82.6%, 평균 55.89%의 자원 활용률을 보여 높은 자원 활용률을 나타냄 - 품질 측면에서도 CDN 서비스를 수행하는 서버의 증가를 통해 CDN 서비스의 응답시간이 개선됨 - 성과를 보였고, 미디어변환의 경우에도 다수개의 파일 들을 처리해야 하는 경우 처리 소요시간이 단축되는 성과를 나타냄

적용된 그리드 기술

공용 서버풀의 자원들을 시간공유방식으로 사용하기 위한 그리드 자원관리 서비스 기술, 그리드 스케줄링 서비스 기술, 그리드 자원정보 서비스 기술

연구의 중요성

- ASP 사업의 경우 기업의 초기 정보 시스템 구축에 필요한 하드웨어 구매 비용, 소프트웨어 라이센스 비용뿐만 아니라 정보 시스템 유지에 필요한 전산실 유지 및 전산 요원 비용, 소프트웨어 유지보수 비용 등에 초기 투자비용이 큼 - 그리드 기술을 이용하여 중소형 서버들을 연결해 하나의 커다란 컴퓨터 처럼 사용하여 값비싼 대형 시스템을 도입할 필요가 없으며, 고성능을 유지하면서도 대형 시스템보다 더욱 많은 자원을 활용할 수 있는 효율적인 IT 인프라 구축을 통한 비용 절감 기대

활용분야 및 기대효과

02

SECTION | 3.3

29 컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

IT 응 용 그리드 기반 온라인게임 시스템 주요 화면 서버 추가할당의 경우 서비스 응답시간 추이 서비스 응답시간 추이 다운로드를 위한 접속이 증가 시 응답 시간도 자연 감소하기 전까지 지속적으로 증가 다운로드를 위한 접속이 증가 시 서버 할당에 따라 응답시간이 감소 서버 고정의 경우

(15)

HPcN Project Division

3. 분야별 성과 및 활용 사례

연구방법

현재 베타서비스로 제공되고 있는 UCC 서비스인 크레팟(www.crepot.com)에 그리드 기술을 적용 하여 기존 사용자에게 상용 서비스 제공

연구목적 및 배경

최근 전 세계적으로 급성장하고 있는 UCC 서비스에 대하여 그리드 기술을 활용한 UCC 디지털 콘텐츠 저작 및 유통 서버 인프라를 공동 활용하는 그리드 기반 UCC 서비스 시스템을 구축 그리드 기반 UCC서비스 개념도

연구내용

- 웹서비스로부터 공지, 이벤트, 콘텐츠 업데이트, 메시지 등의 정보를 수신하는 크레팟게이트와 플래쉬기반의 온라인 발행(Publish) 서비스인 스타일록 등 UCC서비스 2종 이상을 그리드 기반으로 이식하여 기존 사용자를 대상으로 서비스 ※ 플래쉬기반의 온라인 발행 서비스: 개인이 보유하는 있는 다양한 미디어들(사진, 동영상, 글 등)을 모아서 하나의 테마가 있는 e-book으로 발행할 수 있도록 도와주는 1인 미디어 서비스

연구의 중요성

- UCC 서비스는 그 특성상 급격한 트래픽을 유발하며, 인터넷의 불안정한 네트워크 조건에서도 실시간 응답을 요하므로 UCC 서비스는 일반 웹서비스들보다 신속성, 안정성 측면에서 보다 높은 기술적 지원이 필요 - 그리드 기술을 적용한 복합 미디어 저작 유통 시스템을 구축함으로써 다양한 측면에서 그리드 기술의 성능과 안정성, 경제성을 검증하고, UCC 저작 및 유통 서비스 사업의 핵심 기술로 활용

적용된 그리드 기술

UCC서비스의 신속성 및 안정성을 확보하기 위한 그리드 자원정보 서비스 기술, P2P 기반 그리드 Delivery 기술, 그리드 자원관리 서비스 기술

활용분야 및 기대효과

- 이미지/동영상/음악 등이 접목된 멀티미디어 콘텐츠 유통 플랫폼의 구축이 가능하여 현재 UCC를 대체하는 새로운 서비스 수요 창출 가능 - 그리드 기술의 효과적 적용을 통해 동일한 IT 인프라 및 자원으로도 품질 높은 서비스 제공이 가능할 수 있음 - 제한된 범위에서 적용된 그리드 기술을 이미지, 동영상 등 전체 콘텐츠 스트리밍 영역으로 확장하여 기존의 콘텐츠 스트리밍 아키텍처를 그리드로 완전히 전환함

그리드 기반 UCC 서비스

03

SECTION | 3.3

30

IT 응 용

컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

http://www.gridforumkorea.org

3. 분야별 성과 및 활용 사례

연구목적 및 배경

연구방법

음원 정보 필터링시 그리드 기술을 적용하여 필터링을 분산처리하는 온디맨드 자원 할당 방식 활용

연구내용

- P2P, 웹하드, 스트리밍서비스 업체의 사용자들이 음원을 다운로드 할때 해당 음원에 대한 특징점파일(Feature File)을 실시간으로 추출하여 그리드 기반에서 분산 처리되는 음원필터링시스템에서 실시간으로 해당 음원에 대한 저작권정보를 검색하여 관련 서비스 사이트 및 저작권자들에게 정보를 제공하고 저작권 사용 승인 서비스 제공 - 음원필터링시스템의 각 노드 당 20,000곡의 음원 특징 점파일을 분산 저장하고, 그리드 환경으로 구축된 자원 풀에 음원 특징점파일에 대한 캐싱서버를 동적으로 할당하여 필터링 속도를 향상 그리드 기반 음원필터링서비스 시스템 개념도

연구의 중요성

특징점 추출에 의한 음원 필터링 처리는 속도 및 부하 등의 고전적인 기술 문제로 적용하지 못한 상태이며 단지 단어 등록에 의한 키워드 필터링 처리만 실시하고 있어(예: www.kazza.com) 본 기술이 개발되면 상당한 해외 수출 효과를 가져 올 수 있을 것으로 예상

적용된 그리드 기술

음원정보 필터링을 효율적으로 수행하기 위한 그리드 자원정보 서비스 기술, 그리드 스케쥴링 서비스 기술, 그리드 자원정보 서비스 기술

활용분야 및 기대효과

04

SECTION | 3.3

31 컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

IT 응 용 그리드 기반 UCC서비스 시스템 구성도

(16)

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3. 분야별 성과 및 활용 사례

텔레매틱스 분야 그리드 기반의

내비게이션 시스템 프로토타입 구축

연구목적 및 배경

텔레매틱스 분야의 내비게이션 시스템에 그리드 기술을 활용하여, 시스템 자원 활용의 극대화와 다수의 사용자에게 동시에 고품질의 서비스를 제공하는 시스템을 개발하여 새로운 비즈니스의 성장 동력을 제공하여, 그리드 기술의 상업화 가능성을 타진

연구방법

KISTI에서 개발한 그리드 미들웨어인 MoreDream 기반 으로 서버 자원들을 그리드 환경으로 구축 3D 실감 콘텐 츠를 제공하는 내비게이션 시스템 구축

연구결과 요약

- 그리드 기술을 이용한 내비게이션 서버 로드밸런싱 기능 지원 ※ 내비게이션 서버의 부하가 커지면 그리드 미들웨어와 연동하여 실시간 온디맨드 서버를 추가 할당받아, 수많은 동시 사용자를 지원 ※ 실감 항법 내비게이션 서비스의 부하는 대부분 네트워크 사용량이며 각 내비게이션 서버의 모니터링 데몬은 그리드 기반 로드밸런싱 데몬에게 부하 정보를 전달 - 여의도 지역 지도를 WRL 형식의 3D 실감 콘텐츠로 구축

연구의 중요성

- 텔레매틱스는 IT를 기반으로 다양한 기술과 산업이 결합된 21세기의 새로운 성장산업으로서 경제·사회적 파급효과가 큼 - 그리드를 활용하여 고도화된 텔레매틱스 서비스의 가능성을 검토하고, 사업모델의 발굴 필요

적용된 그리드 기술

서버의 부하 정도에 따라 자원을 온디멘드로 제공하기 위한 그리드 자원관리 서비스 기술 및 그리드 자원정보 서비스 기술

활용분야 및 기대효과

06

SECTION | 3.3

33 컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

IT 응 용

HPcN Project Division

3. 분야별 성과 및 활용 사례

연구목적 및 배경

국내 성장동력 사업인 문화산업의 디지털콘텐츠(영상, 애니메이션, 게임) 제작에 필수인 렌더링 분야에 그리드 기술을 적용하여 유틸리티 컴퓨팅(온디멘드) 방식의 그리드 기반 렌더링 서비스 구축

연구방법

- 문화콘텐츠진흥원 소속 콘텐츠 제작사(약 840개)와 국외 eFrontier 사의 기존고객을 대상으로 시범 서비스 실시 - 시범 서비스 기간 동안 확보된 고객 대상으로 유료 서비스로 전환

연구내용

- 그리드 기반 렌더팜을 구축하여 디지털콘텐츠를 제작 하는 중소기업 및 개인 또는 기관 등에서 온디멘드 방식 으로 원하는 만큼 컴퓨터의 자원을 활용하고 사용료를 지불하는 서비스 제공 - 사용자는 온라인과 오프라인으로 서비스를 신청, 이용, 작업현황을 모니터링할 수 있으며, 관리자는 작업 수행 시 부족한 그리드 자원에 대해 지정된 자원 이외의 외부 공유 장비를 사용하여 작업을 신속하게 처리

연구의 중요성

- 초기 SD방식에서 유럽표준인 HD, Full HD 규격의 변화는 기존에 비해 8배 이상의 렌더링 타임을 요구 - 디지털콘텐츠 제작사 중 약 70%(590개) 기업이 예산 부족 등의 이유로 자체 렌더팜을 구축하지 못하고 있음 (50CPU 렌더팜을 구성시 약 2.5억원의 예산 소요) - 그리드 기술을 통한 국내 산재 되어 있는 렌더팜 연동을 통하여 렌더팜 규모 확보 및 렌더팜 초기 구축 비용 절감 기대

적용된 그리드 기술

렌더링 작업시 온디멘드 방식으로 자원을 공급하기 위한 그리드 자원관리 서비스 기술, 그리드 자원정보 서비스 기술, 그리드 스케쥴링 서비스 기술, 그리드 어카운팅 서비스 기술

활용분야 및 기대효과

- 범용 소프트웨어의 세계 최초 그리드 상용 서비스 시작 - 해외 유명 제작사들의 국내 서비스 의존도 극대화 - 일본, eFrontier사와 3D 그래픽솔루션 Shade 관련 그리드 기반 ASP 서비스 및 공동사업 추진 계획

그리드 기반 렌더링 서비스

05

SECTION | 3.3

32

IT 응 용

컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

서버 모니터링 툴 내비게이션 클라이언트 그리드 기반 분산 렌더링 시스템 구성도

(17)

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3. 분야별 성과 및 활용 사례

그리드 기반 렌더팜 연동 및

서비스 시스템 프로토타입 구축

연구목적 및 배경

지역적으로 분산된 렌더팜들을 그리드를 이용하여 연동 하여 유휴 자원의 활용도를 높이며, 그리드 기술을 통한 효율적인 렌더링 서비스 구현

연구방법

그리드 기술의 적용을 위하여 온라인 방식의 렌더링 서비스를 구현하며, 서울2곳((주)피스페이스, (주) 디지마스)과 대전 1곳 (KISTI)의 시스템의 연동38하여 렌더팜을 구성

연구결과 요약

AURUM/대우아파트 홍보

연구의 중요성

렌더링 서비스는 디지털 콘텐츠 개발의 핵심 프로세스로 대량의 초기 자본과 인프라가 필요한 분야이므로 그리드를 적용함으로써 비용 절감 등의 경제적인 효과 기대

적용된 그리드 기술

분산된 유휴자원의 효율적 활용을 위한 그리드 자원관리 서비스 기술 및 그리드 자원정보 서비스 기술

활용분야 및 기대효과

08

SECTION | 3.3

35 컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

IT 응 용

HPcN Project Division

3. 분야별 성과 및 활용 사례

연구목적 및 배경

온라인게임 분야에 그리드 기술을 활용하여, 온라인게임 서버 자원 활용의 극대화와 다수의 사용자에게 동시에 고품질의 서비스를 부여하는 시스템을 개발하여 새로운 비즈니스의 성장 동력을 제공하여, 그리드 기술의 상업화 가능성을 타진

연구방법

KISTI에서 개발한 그리드 미들웨어인 MoreDream 기반 으로 서버 자원들을 그리드 환경으로 구축하여 3D 기반 온라인게임 시스템 구축

연구결과 요약

- 접속된 사용자의 수에 따라 게임방의 수요 예측을 통해서 온디맨드 방식으로 그리드 자원 풀의 각 노드에서 실행 되는 게임방을 관리 로드 밸랜싱 지원 및 서버 사용의 효율성 증대 - 온라인게임 서버를 MoreDream 기반으로 연동 3D 온라인게임 클라이언트 화면 온라인게임 서버 모니터링툴

연구의 중요성

- 온라인게임 서비스에 있어 서버 구입 및 유지 보수비용은 게임 개발에 있어 차지하는 비중이 매우 높으며 서비스를 유지하는 동안에도 호스팅 업체를 통한 통신 장비 임대 및 통신 회선 사용비용 또한 높은 비중을 차지 - 그리드를 활용하여 효율적인 게임 서버 운영을 위한 가능성을 검토하고, 사업모델의 발굴 필요

적용된 그리드 기술

서버의 부하정도에 따라 자원을 온디멘드로 제공하기 위한 그리드 자원정보 서비스 기술, 그리드 스케쥴링 서비스 기술, 그리드 자원관리 서비스 기술

활용분야 및 기대효과

- 그리드 기술을 통하여 신진 중소기업들의 게임 산업 진입장벽을 낮추고 또 유지비용을 낮추어 전체적 비용 절감 기대 - 새로운 시장 진출을 모색하는 신인들에게 기회를 부여 함으로써 게임 산업발전에 새로운 기틀을 마련함과 동시에 게임 개발의 트랜드를 제공 - 그리드 기술을 이용하여 서버개발의 기본 틀을 공통화 하여 기술개발 컨소시엄을 생성하여 경쟁력을 가진 온라인게임 강국 달성

그리드 기반 온라인게임 프로토타입 서버 개발

07

SECTION | 3.3

34

IT 응 용

컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

제작사/작품 작업방식 수행예상시간(1대 서버) 수행시간(그리드기술적용서비스사용) 비 고 D.O.E.S. Anycall CF 서비스 프로그램 사용 528시간 8시간 단순 분산처리 수행

HUG 보험홍보 서비스 프로그램 사용 1,645시간 25시간 Ray Tracing사용으로 교정작업 필요

AURUM 대우아파트 홍보 서비스 프로그램 사용 175시간 8시간 단순 분산처리 수행

SEMOLogic “God of War II” 서비스 프로그램 사용 불가능 6시간/ Frame 1 서버에서 가능하다면 72시간 소요 예상

세종에듀 “리아의 수학놀이” 3D Max에서 제공하는 자체 분산 렌더링 Tool 사용 500시간 20시간 단순 분산처리 수행 구축된 프로토타입 서비스 시스템에서 수행된 작업들 시험 그리드 기반 렌더팜 시스템 구성도 온라인게임 개념도

2007 컴퓨터 연계활용 기반 구축 사업 성과 및 활용 사례집

국민의 풍요와 행복을 가져다 줄

유비쿼터스 사회 실현을 앞당기는

국가적 차원의 사이버인프라스트럭처 구축은

KISTI가 앞장서겠습니다.

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인사말

컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

양 준 철

양 병 태

우리가 꿈꾸는

유비쿼터스 세상

은

그리드 기술

을 통해

실현

이

가능

합니다

이제는

미래의 국가 정보인프라의 핵심

이 되는 그리드 기반의

국가 사이버인프라스트럭처

를 구축해야 할 때입니다

HPcN Project Division

인사말

컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

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Contents

컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

Contents

Contents

HPcN Project Division

Contents

컴퓨터

연계활용

기반

구축

사업

성과

및

활용사례집

인 사 말

한국과학기술정보연구원장

한국정보통신부 미래정보전략본부장

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1. 그리드란?

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2. 컴퓨터 연계활용 기반 구축 사업 소개

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3. 분야별 성과 및 활용 사례

그리드 미들웨어

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그리드 인프라