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분산 브로커의 가용성 향상을 위한 메시지 레플리카 액티브-액티브 구조 기법
서경희,여상호,오상윤,Seo, Kyeonghee,Yeo, Sangho,Oh, Sangyoon 한국정보처리학회 2018 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 Vol.7 No.6
A loosely coupled message broker system is a popular method for integrating distributed software components. Especially, a distributed broker structure with multiple brokers with active-standby or active-active message replicas are used to enhance availability as well as message processing performance. However, there are problems in both active-standby and active-active replica structure. The active-standby has relatively low processing performance and The active-active structure requires a high synchronization overhead. In this paper, we propose an active-active structure of replicas to increase the availability of the brokers without compromising its high fault-tolerancy. In the proposed structure, standby replicas process the requests of the active replicas so that load balancing is achieved without additional brokers, while the distributed coordinators are used for the synchronization process to decrease the overhead. We formulated the overhead incurred when synchronizing messages among replicas, and the formulation was used to support the experiment results. From the experiment, we observed that replicas of the active-active structure show better performance than the active stand-by structure with increasing number of users. 다양한 분산 소프트웨어 컴포넌트들의 정보 교환을 위해 비동기, 다대다 메시지 교환이 가능한 브로커 구조가 보편적으로 사용되고 있다. 특별히 많은 사용자 및 메시지를 지원하기 위해 높은 확장성의 분산 메시지 브로커가 제안되었다. 브로커의 가용성 및 장애 극복 능력을 향상시키기 위해 메시지 레플리카를 사용하여 액티브-스탠바이 혹은 액티브-액티브 구조를 사용하게 된다. 그러나, 액티브-스탠바이의 경우 낮은 가용성의 문제, 그리고 액티브-액티브의 경우 동기화 오버헤드가 전체 성능을 낮추는 문제를 가진다. 본 논문에서는 장애 상황의 극복이 가능하면서도 분산 메시지 브로커의 가용성을 향상시키기 위해 메시지 레플리카를 액티브-액티브 구조로 구성하여 분산 브로커의 요청 부하를 분산시키는 기법을 제안하였다. 스탠바이 레플리카들이 액티브 레플리카로부터 요청을 전달받아 나누어 처리함으로써 브로커를 구성하는 노드 수의 증가 없이 요청 부하를 분산시킬 수 있었다. 이때 메시지 동기화 과정은 분산 코디네이터를 이용, 분산 락을 구현함으로써 모든 액티브 레플리카들이 한 때에 동기화를 진행하도록 하였고 각 액티브 레플리가 동기화를 할 때보다 추가적인 오버헤드를 적게 하였다. 본 제안의 성능을 평가하기 위해 제안 기법과 기존의 액티브-스탠바이 기법을 기반으로 브로커 프로토타입을 구현하고 메시지의 생산, 소비 및 전체 생산-소비 구간 처리 성능을 측정 비교하였고, 분산 락으로 인한 오버헤드 수식을 제시하였다. 실험 결과에서 본 제안 기법이 더 높은 확장성과 메시지 처리성능을 보임을 확인하였다.
병리 정보 시스템을 위한 이미지 외곽선 추출 기법 연구
( Xie Xiao ),오상윤 ( Sangyoon Oh ) 한국정보처리학회 2016 정보처리학회논문지. 소프트웨어 및 데이터 공학 Vol.5 No.10
병리 정보시스템(Pathological Information System: PIS)은 매일 수천 장씩 생산되는 환자 병리 이미지를 관리하는데 활용되고 있으며, 이 이미지 정보들을 어떻게 효과적으로 처리할 것인지는 병리 정보 처리에 있어서 중요한 연구 과제 중 하나이다. 이미지의 외곽선을 추출하는 것은 병리 이미지 처리에 있어 가장 중요한 작업이지만 현재 사용되는 알고리즘은 정확도에 있어 많은 개선점을 가지므로, 본 논문에서는 이미지의 외곽선 검측에 있어서 기존의 Canny 알고리즘의 원리를 바탕으로 적응적 임계값 설정이 가능하며 눈금자를 임계값 설정의 기준으로 삼는방식을 제안하여 기존 외곽선 추출 방식보다 정확한 방식을 제안한다. 제안 방식은 기존 방식과의 비교실험을 통해 성능을 검증하였으며, 이 실험에서는 임의로 선정된 병리 이미지 군, 기존 방식으로는 식별이 제한되었던 병리 이미지 군 및 의도적으로 노이즈를 추가한 이미지 군을 대상으로 실험하였고, 실험 결과를 비교하여 제안하는 이미지 외곽선 식별 방식의 향상된 성능을 증명했다. Thousands of pathological images are produced daily per hospital and they are stored and managed by a pathology information system (PIS). Since image edge detection is one of fundamental analysis tools for pathological images, many researches are targeted to improve accuracy and performance of image edge detection algorithm of HIS. In this paper, we propose a novel image edge detection method. It is based on Canny algorithm with adaptive threshold configuration. It also uses a dividing ruler to configure the two threshold instead of whole image to improve the detection ratio of ruler itself. To verify the effectiveness of our proposed method, we conducted empirical experiments with real pathological images(randomly selected image group, image group that was unable to detect by conventional methods, and added noise image group). The results shows that our proposed method outperforms and better detects compare to the conventional method.
블록 중심 그래프 처리 시스템의 부하 분산을 위한 동적 블록 재배치 기법
김예원,배민호,오상윤,Kim, Yewon,Bae, Minho,Oh, Sangyoon 한국정보처리학회 2018 정보처리학회논문지. 소프트웨어 및 데이터 공학 Vol.7 No.5
최근 웹, 소셜 네트워크 서비스, 모바일, 사물인터넷 등의 ICT 기술의 발전으로 인해 처리 및 분석이 필요한 그래프 데이터의 규모가 급속하게 증가하였다. 이러한 대규모 그래프 데이터는 단일 기기에서의 처리가 어렵기 때문에 여러 기기에 나누어 분산/병렬 처리하는 것이 필요하다. 기존 그래프 처리 알고리즘들은 단일 메모리 환경을 기반으로 연구되어 분산/병렬 처리환경에 적용되기 힘들다. 이에 대규모 그래프의 보다 효과적인 분산/병렬 처리를 위해 정점 중심 방식의 그래프 처리 시스템들과, 정점 중심 방식의 단점을 보완한 블록 중심 방식의 그래프 처리 시스템들이 등장하였다. 이러한 시스템들은 초기 그래프 분할 상태가 전체 처리 성능에 상당한 영향을 미친다. 한 번에 최적의 상태로 그래프를 분할하는 것은 매우 어려운 문제이므로, 그래프 처리 시간에 점진적으로 그래프 분할 상태를 개선하는 여러 로드 밸런싱 기법들이 연구되었다. 그러나 기존 기법들은 대부분 정점 중심 그래프 처리 시스템을 대상으로 하여 블록 중심 그래프 처리 시스템에 적용이 어렵다. 본 논문에서는 블록 중심 그래프 처리 시스템을 대상으로 적용 가능한 로드 밸런싱 기법을 제안한다. 제안 기법은 동적으로 블록을 재배치하여 점진적으로 그래프 분할 상태를 개선시키며, 해를 찾아나가는 과정에서 지역 최적해를 벗어나기 위한 블록 분할 전략을 함께 제시한다. The scale of graph data has been increased rapidly because of the growth of mobile Internet applications and the proliferation of social network services. This brings upon the imminent necessity of efficient distributed and parallel graph processing approach since the size of these large-scale graphs are easily over a capacity of a single machine. Currently, there are two popular parallel graph processing approaches, vertex-centric graph processing and block centric processing. While a vertex-centric graph processing approach can easily be applied to the parallel processing system, a block-centric graph processing approach is proposed to compensate the drawbacks of the vertex-centric approach. In these systems, the initial quality of graph partition affects to the overall performance significantly. However, it is a very difficult problem to divide the graph into optimal states at the initial phase. Thus, several dynamic load balancing techniques have been studied that suggest the progressive partitioning during the graph processing time. In this paper, we present a load balancing algorithms for the block-centric graph processing approach where most of dynamic load balancing techniques are focused on vertex-centric systems. Our proposed algorithm focus on an improvement of the graph partition quality by dynamically reassigning blocks in runtime, and suggests block split strategy for escaping local optimum solution.