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Xen 가상화 환경에서 관리 도메인의 오버헤드를 고려한 CPU 할당 방법

윤현준, 고영록, 김준영, 박성용

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Abstract

가상화 환경에서는 목표 응답 시간과 같은 사용자의 요구 사항을 만족하기 위한 자동화된 관리 프레임워크가 필요하다. 기존의 Xen 가상화 환경에서 동작하는 관리 프레임워크는 각 가상 머신의 워크로드를 예측하고, 그 결과를 바탕으로 요청이 목표 응답 시간 내에 응답할 수 있도록 각 가상 머신의 CPU 할당량을 결정한다. 그러나 기존 관리 프레임워크의 가상 머신 CPU 할당 정책은 도메인-0의 오버헤드를 CPU 할당 비율에 반영하고 있지 않으며, 그로 인해 서비스의 목표 응답 시간을 만족시키지 못할 가능성을 내포하고 있다. 본 논문에서는 도메인-0의 오버헤드를 고려한 CPU 할당 기법을 제안한다. 제안한 CPU 할당 기법은 도메인-0 오버헤드의 대표적인 원인 중 하나인 도메인-U의 I/O를 대상으로 성능개선을 시도한다. 이를 위해서 도메인-U의 워크로드를 CPU 위주의 워크로드와 I/O 위주의 워크로드를 구분한 후, 각 워크로드를 다른 비율로 CPU 할당 비율에 반영한다. 또한 얻어진 CPU 할당율을 조율함으로써 작업 보장성(Work Conserving) 스케줄링으로 인해 도메인-0에 충분한 CPU가 할당되지 못하는 상황을 막는다. 이러한 방식으로 도메인-0에 필요한 CPU를 할당함으로써 서비스의 목표 응답 시간을 만족시킬 확률을 높인다.

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가상화 환경에서는 목표 응답 시간과 같은 사용자의 요구 사항을 만족하기 위한 자동화된 관리 프레임워크가 필요하다. 기존의 Xen 가상화 환경에서 동작하는 관리 프레임워크는 각 가상 머신의 워크로드를 예측하고, 그 결과를 바탕으로 요청이 목표 응답 시간 내에 응답할 수 있도록 각 가상 머신의 CPU 할당량을 결정한다. 그러나 기존 관리 프레임워크의 가상 머신 CPU 할당 정책은 도메인-0의 오버헤드를 CPU 할당 비율에 반영하고 있지 않으며, 그로 인해 서비스의 목표 응답 시간을 만족시키지 못할 가능성을 내포하고 있다. 본 논문에서는 도메인-0의 오버헤드를 고려한 CPU 할당 기법을 제안한다. 제안한 CPU 할당 기법은 도메인-0 오버헤드의 대표적인 원인 중 하나인 도메인-U의 I/O를 대상으로 성능개선을 시도한다. 이를 위해서 도메인-U의 워크로드를 CPU 위주의 워크로드와 I/O 위주의 워크로드를 구분한 후, 각 워크로드를 다른 비율로 CPU 할당 비율에 반영한다. 또한 얻어진 CPU 할당율을 조율함으로써 작업 보장성(Work Conserving) 스케줄링으로 인해 도메인-0에 충분한 CPU가 할당되지 못하는 상황을 막는다. 이러한 방식으로 도메인-0에 필요한 CPU를 할당함으로써 서비스의 목표 응답 시간을 만족시킬 확률을 높인다.

Why it matters

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Key contribution

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Method / approach

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Main findings

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Limitations

Limitations are not available in the OpenAlex metadata.

Applications

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Available abstract

가상화 환경에서는 목표 응답 시간과 같은 사용자의 요구 사항을 만족하기 위한 자동화된 관리 프레임워크가 필요하다. 기존의 Xen 가상화 환경에서 동작하는 관리 프레임워크는 각 가상 머신의 워크로드를 예측하고, 그 결과를 바탕으로 요청이 목표 응답 시간 내에 응답할 수 있도록 각 가상 머신의 CPU 할당량을 결정한다. 그러나 기존 관리 프레임워크의 가상 머신 CPU 할당 정책은 도메인-0의 오버헤드를 CPU 할당 비율에 반영하고 있지 않으며, 그로 인해 서비스의 목표 응답 시간을 만족시키지 못할 가능성을 내포하고 있다. 본 논문에서는 도메인-0의 오버헤드를 고려한 CPU 할당 기법을 제안한다. 제안한 CPU 할당 기법은 도메인-0 오버헤드의 대표적인 원인 중 하나인 도메인-U의 I/O를 대상으로 성능개선을 시도한다. 이를 위해서 도메인-U의 워크로드를 CPU 위주의 워크로드와 I/O 위주의 워크로드를 구분한 후, 각 워크로드를 다른 비율로 CPU 할당 비율에 반영한다. 또한 얻어진 CPU 할당율을 조율함으로써 작업 보장성(Work Conserving) 스케줄링으로 인해 도메인-0에 충분한 CPU가 할당되지 못하는 상황을 막는다. 이러한 방식으로 도메인-0에 필요한 CPU를 할당함으로써 서비스의 목표 응답 시간을 만족시킬 확률을 높인다.

Key concepts: CPU shielding, Central processing unit, CPU core voltage, Computer science, Operating system, Parallel computing, Engineering, Electrical engineering

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Xen 가상화 환경에서 관리 도메인의 오버헤드를 고려한 CPU 할당 방법 — Research Paper | ScholarLens