클라우드 엣지 컴퓨팅 아키텍처와 응용 레벨 컨텍스트 이주 기법

Abstract

5G를 향한 모바일 네트워킹 기술의 발전과 다양한 IoT 디바이스의 등장은 클라우드 서비스의 다변화를 가져오고 있다. 이러한 변화는 기존의 클라우드 컴퓨팅이 제공하지 못했던 실시간 클라우드 서비스에 대한 새로운 수요로 이어지고 있다. 그러나 인터넷을 통한 클라우드와의 통신은 실시간 클라우드 컴퓨팅이 목표로 하는 네트워크 지연 시간을 보장해주지 못한다. 이러한 기존 클라우드 컴퓨팅의 한계를 극복하기 위해 제안된 클라우드 엣지 컴퓨팅(Cloud Edge Computing) 아키텍처는 실시간 클라우드 서비스의 제공을 위해 IoT 디바이스와 가까운 거리에 위치한 모바일 네트워크 인프라를 활용한다. 모바일 네트워크 끝단에 도입된 소규모 클라우드 서버인 엣지 노드들은 물리적 거리의 장점을 활용해 실시간 클라우드 컴퓨팅을 지원하기에 적합하다. 이러한 클라우드 엣지 컴퓨팅 시스템은 움직이는 IoT 디바이스에 의해 엣지 노드와의 연결이 변동되는 것에 대비한 이동성 처리에 대한 지원이 요구된다. 본 연구에서는 클라우드 엣지 컴퓨팅 시스템의 디바이스 이동성 지원을 위한 스트림 처리 컨텍스트의 이주 기법을 제시한다. 제안된 기법은 디바이스의 엣지 노드 간 이동 시 스트림 처리 컨텍스트의 유지를 위한 이주 단위를 정의하고 절차를 구체화한다. 제안된 기법은 이주 단위에 개별 속성을 부여함으로써 기존의 실시간 이주 기법에 비해 불필요한 트래픽의 발생과 오버헤드를 감소시키고 높은 실시간성을 제공하기에 유리하다. 본 기법을 실험을 통해 검증한 결과, 기존 기법 대비 전체 이주 시간 및 이주 도중 시스템의 평균 응답 시간, 최대 응답 시간을 각각 큰 폭으로 감소시키는 것을 확인하였다.