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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 임성수
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 국민대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
이 논문의 연구 히스토리 (3)
2017
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최근 차량 전장 시스템이나 항공 전자 시스템과 같은 분산 구조를 가지는 복잡한 실시간 임베디드 시스템 분야에서 개별적인 머신으로 분산되어 구동되던 실시간 워크로드들을 통합하여 하나의 머신에서 여러 워크로드가 동시에 구동되는 시스템을 구성하는 통합형 구조에 대한 관심이 증가하고 있다.
통합형 구조를 실제화하기 위한 두 가지 요구 조건은 하나의 머신 상에서 다수의 실행 환경을 제공하는 것과 각 워크로드들이 가지는 실시간성을 유지하는 것이 필요하다.
이 요구 조건들은 하나의 머신으로 통합된 여러 워크로드들이 통합되기 전과 동일한 기능을 제공한다는 것을 보장하기 위해 매우 중요하다.
본 논문은 실시간 임베디드 시스템에서 통합형 구조를 실제화하기 위한 소프트웨어 플랫폼을 설계, 구현하는 것에 초점을 맞춘다.
특히, 본 논문에서는 OKL4, Proteus, vlk, 그리고 Xen과 같은 기존 가상화 기술을 적용하여 통합형 구조를 구성할 때 발생하는 문제점를 지적하고 이를 해결하기 위한 방법을 제안한다.
이를 위해 본 논문에서는 CPU, 메모리 그리고 입출력 장치와 같은 물리적인 자원의 추상화 계층을 설계하고 이를 가상 머신에게 정적으로 할당하는 방법을 고안하였다.
본 논문에서는 이러한 설계를 개별적인 머신에서 구동되던 여러 워크로드들이 하나의 머신 상에서 동시에 구동될 수 있는 환경을 제공하는 하이퍼바이저를 ARM 구조에 구현하였으며 이를 K-Hypervisor라 부른다.
K-Hypervisor는 완벽히 서로 격리된 가상 머신을 제공하여 각 가상 머신이 개별적인 물리 머신에서 구동되는 것과 동일한 성능을 보장한다.
또한 K-Hypervisor는 가상 머신 상에서 구동되는 태스크가 하이퍼바이저의 개입 없이 직접 물리적인 자원에 접근하기 때문에 다른 하이퍼바이저와 달리 태스크의 수행 시간을 예측하는 것이 가능하다.
본 논문에서는 실험을 통해 K-Hypervisor와 현존하는 가상화 기술 중 하나인 Xen 하이퍼바이저를 비교하여 기존의 가상화 기술이 가지는 한계점과 K-Hypervisor의 우수성을 보인다.
통합형 구조를 실제화하기 위한 두 가지 요구 조건은 하나의 머신 상에서 다수의 실행 환경을 제공하는 것과 각 워크로드들이 가지는 실시간성을 유지하는 것이 필요하다.
이 요구 조건들은 하나의 머신으로 통합된 여러 워크로드들이 통합되기 전과 동일한 기능을 제공한다는 것을 보장하기 위해 매우 중요하다.
본 논문은 실시간 임베디드 시스템에서 통합형 구조를 실제화하기 위한 소프트웨어 플랫폼을 설계, 구현하는 것에 초점을 맞춘다.
특히, 본 논문에서는 OKL4, Proteus, vlk, 그리고 Xen과 같은 기존 가상화 기술을 적용하여 통합형 구조를 구성할 때 발생하는 문제점를 지적하고 이를 해결하기 위한 방법을 제안한다.
이를 위해 본 논문에서는 CPU, 메모리 그리고 입출력 장치와 같은 물리적인 자원의 추상화 계층을 설계하고 이를 가상 머신에게 정적으로 할당하는 방법을 고안하였다.
본 논문에서는 이러한 설계를 개별적인 머신에서 구동되던 여러 워크로드들이 하나의 머신 상에서 동시에 구동될 수 있는 환경을 제공하는 하이퍼바이저를 ARM 구조에 구현하였으며 이를 K-Hypervisor라 부른다.
K-Hypervisor는 완벽히 서로 격리된 가상 머신을 제공하여 각 가상 머신이 개별적인 물리 머신에서 구동되는 것과 동일한 성능을 보장한다.
또한 K-Hypervisor는 가상 머신 상에서 구동되는 태스크가 하이퍼바이저의 개입 없이 직접 물리적인 자원에 접근하기 때문에 다른 하이퍼바이저와 달리 태스크의 수행 시간을 예측하는 것이 가능하다.
본 논문에서는 실험을 통해 K-Hypervisor와 현존하는 가상화 기술 중 하나인 Xen 하이퍼바이저를 비교하여 기존의 가상화 기술이 가지는 한계점과 K-Hypervisor의 우수성을 보인다.
목차
제 1 장 서론 11.1 개요 11.2 동기 31.3 문제 제기 71.4 접근 방법 91.4.1 정적 CPU 분할 91.4.2 정적 메모리 분할 101.4.3 정적 입출력 장치 분할 111.5 논문의 기여 131.6 논문의 구성 14제 2 장 배경 지식 152.1 가상화 기술 개요 152.2 합성적 스케줄링 구조 172.3 관련 연구 192.3.1 OKL4 마이크로바이저 192.3.2 Proteus 192.3.3 vlk 202.3.4 Xen 212.3.5 정리 222.4 하드웨어 지원 가상화 242.4.1 CPU 가상화 252.4.2 메모리 가상화 292.4.3 인터럽트 가상화 362.4.4 타이머 가상화 43제 3 장 설계 493.1 CPU 가상화 493.2 메모리 가상화 563.3 입출력 가상화 603.4 인터럽트 가상화 62제 4 장 구현 704.1 전체 구조 704.2 CPU 가상화 724.3 메모리 가상화 774.4 입출력 가상화 794.5 인터럽트 가상화 81제 5 장 실험 825.1 실험 방법 825.2 가상화 오버헤드 평가 845.3 가상화 오버헤드의 영향 분석 885.4 벤치마크의 성능 평가 905.5 멀티코어 환경에서의 성능 평가 92제 6 장 결론 94참고문헌 95Abstract 100
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