다중 큐 가상 네트워크 어댑터를 위한 동적 패킷 로드 밸런싱 메커니즘

Abstract

다중 큐 가상 네트워크 어댑터는 가상 머신으로 전송되는 패킷들을 병렬적으로 처리하도록 하여 기존의 단일 큐 가상 네트워크 어댑터보다 더 뛰어난 네트워크 성능을 보인다. 다중 큐 가상 네트워크 어댑터는 하나 이상의 큐를 포함하기 때문에 패킷이 어떠한 큐에서 처리되어야 하는지 결정하는 작업이 추가적으로 필요하게 된다. 이와 같은 일을 수행하는 메커니즘을 패킷 로드 밸런싱 메커니즘이라고 한다. 현존하는 다중 큐 가상 네트워크 어댑터는 오직 flow 단위의 정적 패킷 로드 밸런싱 메커 니즘에 기반을 둔다. 구체적으로 이는 flow 식별자를 (e.g. 패킷 헤더에 담긴 송수신자의 IP 및 port 번호와 통신 프로토콜 번호) 큐의 개수로 나눈 나머지 값을 기준으로 flow를 큐 간에 분배하는 방식을 취한다. 이러한 패킷 로드 밸런싱 메커니즘은 flow가 많이 발생되는 대형 시스템에서 유용하게 사용 될 수 있지만 flow 개수가 상대적으로 적게 발생되는 소형 시스템에서는 flow들이 특정 큐에 집중되는 경우가 발생해 병렬 처리성이 떨어져 네트워크 성능 저하의 문제를 가져올 수 있다. 본 논문에서는 flow들이 특정 큐에 집중되어 네트워크 성능이 저하되는 문제를 해결하기 위해 동적 패킷 로드 밸런싱 메커니즘을 제안한다. 제안하는 동적 패킷 로드 밸런싱 메커니즘은 일정 주기마다 각 큐의 분배 된 flow들을 큐 로드에 비례하여 고르게 분배시키기 때문에 특정 큐에 패킷이 집중되는 문제를 완화한다. 제안한 패킷 로드 밸런싱 메커니즘은 KVM 가상 머신 환경에서 구현되었으며 실험 결과 주어진 시나리오 상에서 기존의 정적 패킷 로드 밸런싱 메커니즘보다 약 8%정도 높은 네트워크 성능을 보여 그 효용성을 입증하였다.