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- 효서 담
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2 발표순서 1 과제목표 2 과제수행내용 3 과제추진체계 4 과제추진일정및마일스톤 5 KOREN 적용및시험관련내용 6 예산집행현황 7 별첨 ( 실증시험테스트베드관련 )
3 Part 1. 과제목표 01. 과제개요및목표 과제명 수행기간 ~ (7 개월 ) 주관기관 유비쿼스 총괄책임자 김재국 당해년도참여인력 7 명 실증시험목표 (1) 클라우드컴퓨팅기반 IDC 네트워크스위치개발 연계실증시험적용 - 방송통신중소기업기술경쟁력강화사업 ( ~ ) - 연구시제품을 ( 준 ) 상용시제품으로적용하여클라우드테스트베드센터적용 - TRILL 기능에대한클라우드테스트베드센터내실증시험 (2) 클라우드테스트베드고도화및이를통한활성화
4 Part 2. 과제수행내용 01. System Platform _ Switch Hardware 1RU 높이의 Pizza Box Type (437 mm * 450 mm * 44 mm / W*D*H) 48 * 10G/1G Ports with Status LED (SFP+/SFP 지원 ) 2 * MNG (100Base-TX) with Status LED 1 * Console 1 * USB System Status LED (RUN, PSU, FAN) System Reset Push switch Redundancy PSU (Max. 160W / DC 기준 ) 4 * Hot Swap FAN module System Name : E6200 Series ( 가칭 ) P W R A C T F A N U S B MNG CONSOL CAS CON USB P-MNG S-MNG SFP+/SFP (1~48 포트 ) PSU-AC FAN (1~4) PSU-DC
5 Part 2. 과제수행내용 02. Flattened Network _ TRILL What is TRILL? TRILL is a new protocol to perform Layer 2 customer bridging with IS-IS link state routing. STP 는단순 loop 방지가목적, TRILL 은 loop 방지와 multi path 을목적. Why do TRILL? Provides optimum point-to-point forwarding with zero configuration. Supports multi-pathing of both unicast and multi-destination traffic. Supports rapid failover.
6 Part 3. 과제추진체계 01. 과제추진체계 한국정보화진흥원 과제전반적관리 실증시험방안협의 미래네트워크연구시험망연동 주관업체 : 유비쿼스 주도 과제스케쥴및결과물관리 용역개발관리 ( 준 ) 상용시제품제작및실증테스트베드구축 한국클라우드서비스협회 클라우드테스트베드센터실증시험망운용협의 클라우드테스트베드센터실증시험망구축및운용 한국전자통신연구원 (ETRI) 개발용역 : 이노그리드 클라우드테스트베드센터재구성및실증환경구축 - 현운영중인 VM 의이전및무중단서비스고려한실증환경재구성 - 실증테스트베드환경내네트웍노드, 컴퓨팅노드재구성및 NIC 추가및공유스토리지구축 - 실증및성능모니터링을위한가상화소프트웨어추가개발및관리포탈개발구축 실증시험테스트방안수립및검증
7 Part 3. 과제추진체계 02. 과제수행방법 ( 준 ) 상용시스템제작 유비쿼스 클라우드컴퓨팅기반 IDC 네트워크스위치개발 과제의 IDC 스위치연구시제품산출물활용 ( 준 ) 상용시스템제작 CSTB 실증테스트베드개발및환경구축 - 이노그리드용역개발 현운영중인 VM 의이전및무중단서비스고려한실증환경재구성 실증테스트베드환경내네트웍노드, 컴퓨팅노드재구성및 NIC 추가및공유스토리지구축 실증및성능모니터링을위한가상화소프트웨어추가개발및관리포탈개발구축 TRILL 기능실증시험 - 한국전자통신연구원 한국정보화진흥원및한국클라우드서비스협회와미래네트연구시험망및클라우드테스트베드연계방안협의 실증시험을위한시험절차협의및이를통한시험절차서작성및시험결과서작성
8 Part 3. 과제추진체계 03. 과제성과 다단계의계층구조를탈피한네트워크구조및트래픽제어기술요구 TRILL 기반의 Flattened Network 적용, IDC 네트워크자원의활용률을최대화, 통신지연편차감소 구축되는실증테스트베드에따른클라우드전용스위치장비의성능및 TRILL 기능의검증을통한장비의성능을개선 미래네트워크연구시험망기반실증테스트베드로지속적활용 미래성장가능성 Cloud-Optimized Virtual IDC 네트워크제어및 Auto-Managed IDC 네트워크제어해당기술추가실증시험개연성 SDN(Software Defined Network) 의기반플랫폼으로활용하여, SDN 을 IDC 및 Access Node 에적용하는프로젝트들과연계가능
9 Part 4. 과제추진일정및마일스톤 01. 과제추진일정및마일스톤 진행예정 유비쿼스마일스톤 주요추진내용 주요결과물 추진일정 ( 월 ) ( 준 ) 상용시제품제작 CSTB 실증테스트베드개발및환경구축 ( 용역 ) 부품, PCB 발주및조립시스템 set-up 시스템확인시험용역계약추진 CSTB 기반실증테스트베드기능검증확인시험 시스템운용매뉴얼시스템설치가이드자체시험결과서 용역계약서개발계획서및시험절차서자체시험결과 클라우드테스트센터내 TRILL 기반환경구축 ( 준 ) 상용시제품및 CSTB 기반실증테스트베드테스트센터내구축 TRILL 기능실증시험해당기능실증시험시험절차서및시험결과서 이노그리드마일스톤 클라우드인프라구축 클라우드스위치단위테스트 KOREN 망연동스위치테스트 주요추진내용 가상화서버구축공유스토로지구축클라우드스위치구성클라우드솔루션구성서버단위테스트스토리지테스트 VM 단위테스트단위종합테스트서버연동테스트스토리지연동테스트 VM 연동테스트 Koren연동종합테스트 추진일정 10월 10월 10월 10월 10월 11월 11월 1주 2주 3주 4주 5주 1주 2주
10 Part 5. KOREN 적용및시험관련내용 01. 실증시험테스트베드 (Cloudit 1.0) 구성도 (As-Is) UTP 1G Internet Networking- Zone: (B Class) Computing - Zone: (B Class) L3 Switch 사설 1 - SW(24) COM01 관리 1 -SW(24) 공인 Main SW WEB DB MGR NET1 NET2 NET3 사설 Main SW(24) 사설 2 -SW(24) COM08 COM09 관리 3 -SW(24) 관리 Main SW(24) Storage 서버 Storage 서버 Manage- Zone: (B Class) COM16 * GateWay VM 전용 Network Node 구성 * Local Disk 사용 (VM 저장용 ) * Onboard 1G Port 연결
11 Part 5. KOREN 적용및시험관련내용 02. 실증시험테스트베드 (Cloudit 2.5) 구성도 (To-Be) Computing - Zone: (B Class) ~ (B Class) TRILL 기능으로경로이중화지원 VM 저장용 Shared Storage 사용 L2 Tagged VLAN Trunk 지원 스토리지는 Distribute 로구성 UTP 1G FC 10G Internet Farm1 스토리지서버 1 스토리지서버 2 L3 Switch COM01 COM08 E6100 스위치 1 E6100 스위치 2 공인 SW (24) Farm2 COM09 GateWay 전용 Net 노드와 Com 노드통합 관리서버군을통합 COM16 관리서버 E6100 스위치 3 E6100 스위치 4
12 Part 5. KOREN 적용및시험관련내용 03. 실증시험테스트베드구성변경사항 하드웨어변경사항 관리노드 (WEB, DB, Manager) 를통합 네트워크노드와컴퓨팅노드통합 관리네트워크스위치변경 : Netgear 24port -> 유비쿼스 E port 관리네트워크연결방식변경 : 1G UTP -> 10G FC VM 저장방식변경 : Local Disk -> Shared Storage 사용 네트워크구성변경사항 스토리지및관리네트워크 : STP 사용 STP or TRILL 사용 Cloudit 솔루션변경사항 Cloudit Ver. 2.0 Cloudit Ver. 2.5
13 Part 5. KOREN 적용및시험관련내용 04. 실증시험스위치테스트목표 구축되는실증테스트베드에따른클라우드전용스위치장비의성능및 TRILL 기능의검증을통해네트워크및솔루션의고도화 고도화를위한테스트를시행하여 Cloudit 솔루션과 E6100 스위치의최적화된설정을도출하여가용성및성능극대화 TRILL 기능의클라우드서비스연계로인한효율성, 가용성확인
14 Part 5. KOREN 적용및시험관련내용 05. 실증시험스위치테스트시나리오 _ 1안 목적 : 클라우드 Host 간의트래픽측정 테스트측정도구 : iperf Farm 2 Farm 1 COM09 COM01 테스트절차 1) TRILL 미적용 - Farm 1 (Com1~Com8) -> Farm2 (Com9~Com16) 로트래픽발생 - Farm 2 (Com9~Com16) -> Farm1 (Com1~Com8) 로트래픽발생 2) TRILL 적용 - Farm 1 (Com1~Com8) -> Farm2 (Com9~Com16) 로트래픽발생 - Farm 2 (Com9~Com16) -> Farm1 (Com1~Com8) 로트래픽발생 COM10 COM11 COM12 COM13 COM14 COM15 COM16 CSTB E6100 Network COM02 COM03 COM04 COM05 COM06 COM07 COM08 테스트내용 1) TRILL 미사용시에는 Farm2 호스트와 Farm1 호스트간의트래픽동시발생시 10G 이하트래픽이측정될것을추정 2) TRILL 사용시에는 Farm2 호스트와 Farm1 호스트간의트래픽동시발생시 10G 이상의트래픽이측정될것을추정
15 Part 5. KOREN 적용및시험관련내용 05. 실증시험스위치테스트시나리오 _ 1안 테스트결과 1) TRILL : Disable 2) TRILL :Enable 단위 : Gbits/sec 단위 : Gbits/sec 측정항목 1회 2회 3회 4회 5회 평균 COM09->COM COM10->COM COM11->COM COM12->COM COM13->COM COM14->COM COM15->COM COM16->COM 합계 측정항목 1회 2회 3회 4회 5회 평균 COM09->COM COM10->COM COM11->COM COM12->COM COM13->COM COM14->COM COM15->COM COM16->COM 합계 ) 비교그래프 4) 결과분석 Gbits/sec 실증시험스위치테스트 1 안결과그래프 TRILL-Disable TRILL-Enable TRILL 미적용 : 평균 8.31Gbit/s -TRILL 적용 : 평균 14.76Gbit/s - 성능향상효과 : 약 1.78 배성능향상
16 Part 5. KOREN 적용및시험관련내용 06. 실증시험스위치테스트시나리오 _ 2안 목적 : 클라우드 VM 간의트래픽측정 테스트측정도구 : iperf Farm 2 Farm 1 VM09 VM01 테스트절차 1) TRILL 미적용 - Farm 1 (VM1~VM8) -> Farm2 (VM9~VM16) 로트래픽발생 - Farm 2 (VM9~VM16) -> Farm1 (VM1~VM8) 로트래픽발생 2) TRILL 적용 - Farm 1 (VM1~VM8) -> Farm2 (VM9~VM16) 로트래픽발생 - Farm 2 (VM9~VM16) -> Farm1 (VM1~VM8) 로트래픽발생 테스트내용 1) TRILL 미사용시에는 Farm2 VM 에서 Farm1 VM 으로트래픽동시발생시 10G 이하트래픽이측정될것을추정 2) TRILL 사용시에는 Farm2 VM 에서 Farm1 VM 으로트래픽동시발생시 10G 이상의트래픽이측정될것을추정 VM10 VM11 VM12 VM13 VM14 VM15 VM16 CSTB E6100 Network VM02 VM03 VM04 VM05 VM06 VM07 VM08
17 Part 5. KOREN 적용및시험관련내용 06. 실증시험스위치테스트시나리오 _ 2안 테스트결과 1) TRILL : Disable 2) TRILL :Enable 단위 : Gbits/sec 단위 : Gbits/sec 측정항목 1회 2회 3회 4회 5회 평균 VM09->VM VM10->VM VM11->VM VM12->VM VM13->VM VM14->VM VM15->VM VM16->VM 합계 측정항목 1회 2회 3회 4회 5회 평균 VM09->VM VM10->VM VM11->VM VM12->VM VM13->VM VM14->VM VM15->VM VM16->VM 합계 ) 비교그래프 4) 결과분석 Gbits/sec 실증시험스위치테스트 2 안결과그래프 TRILL-Disable TRILL-Enable TRILL 미적용 : 평균 9.39Gbit/s -TRILL 적용 : 평균 17.35Gbit/s - 성능향상효과 : 약 1.85 배성능향상
18 Part 5. KOREN 적용및시험관련내용 07. 실증시험스위치테스트시나리오 _ 3안 목적 : 클라우드 Host 에서 Shared Storage 간의파일시스템성능측정 테스트측정도구 : IOZONE Farm 2 Farm 1 테스트절차 1) TRILL 미적용 - Farm 1 (Com1~Com8) -> Farm1 (Storage) 로 DISK I/O 발생 - Farm 2 (Com9~Com16) -> Farm1 (Storage) 로 DISK I/O 발생 2) TRILL 적용 - Farm 1 (Com1~Com8) -> Farm1 (Storage) 로 DISK I/O 발생 - Farm 2 (Com9~Com16) -> Farm1 (Storage) 로 DISK I/O 발생 COM09 COM10 COM11 COM12 COM13 COM14 COM15 COM16 CSTB E6100 Network Stor age 테스트내용 1) TRILL 미사용시에는 Farm2 호스트에서 Farm1 Storage로 DISK I/O 발생시파일시스템성능측정 2) TRILL 사용시에는 Farm2 호스트에서 Farm1 Storage로 DISK I/O 발생시파일시스템성능이향상될것으로추정됨.
19 Part 5. KOREN 적용및시험관련내용 03. 실증시험스위치테스트시나리오 _ 3안 테스트결과 1) TRILL : Disable 2) TRILL :Enable Total : COM09 ~ COM16 단위 : Kbyte/sec Total : COM09 ~ COM16 단위 : Kbyte/sec 측정항목 1회 2회 3회 4회 5회 평균 Write 201, , , , , ,330 Rewrite 201, , , , , ,652 Read 1,113, ,437 1,041,851 1,156,457 1,134,248 1,062,325 Re-read 1,325,434 1,444,398 1,525,823 1,499,149 1,158,406 1,390,642 측정항목 1회 2회 3회 4회 5회 평균 Write 201, , , , , ,839 Rewrite 202, , , , , ,035 Read 1,190,105 1,179,733 1,192,460 1,131,887 1,180,705 1,174,978 Re-read 1,117,584 1,592,130 1,633,042 1,536,540 1,618,306 1,499,520 3) 비교그래프 1. Write, Rewrite 비교그래프 2. Read, Re-Read 비교그래프 실증시험스위치테스트 3안 Write 그래프비교 203, , , , , , , ,000 Initial write Rewrite TRILL - Disable 201, ,652 TRILL - Enable 201, ,035 실증시험스위치테스트 3안 Read 그래프비교 1,500,000 1,400,000 1,300,000 1,200,000 1,100,000 1,000,000 Read Re-read TRILL - Disable 1,062,325 1,390,642 TRILL - Enable 1,174,978 1,499,520
20 Part 5. KOREN 적용및시험관련내용 07. 실증시험스위치테스트시나리오 _ 3안 테스트결과 4) 결과분석 (1) Write 성능 : TRILL 미적용 : 평균 201,330 Kbyte/s TRILL 적용 : 평균 201,839 Kbyte/s (2) 성능효과 : 약 0.3% 의성능향상 -성능향상이미미한이유는 Write성능은 DISK I/O 컨트롤러에직접영향을받는것으로추정됨 (3) Read 성능 : TRILL 미적용 : 평균 1,062,325 Kbyte/s TRILL 적용 : 평균 1,174,978 Kbyte/s (4) 성능효과 : 약 11% 성능향상 -Read 성능은 TRILL 사용으로경로이중화를지원하여, 다수의 Host에서다수의파일을전송시효과적인것을확인함.
21 Part 5. KOREN 적용및시험관련내용 08. 실증시험스위치테스트시나리오 _ 종합결과분석 클라우드 Service 상에서 TRILL 기능사용에따른성능향상효과 테스트측정도구 : Iperf, IOZONE 테스트종류 1) Host와 Host간의통신 2) 가상머신과가상머신간의통신 3) Host와 Shared Storage간의네트워크파일시스템성능테스트 테스트결과클라우드인프라환경에서유비쿼스 E6100 스위치를도입하여 TRILL기능을활성화함으로써물리적 Host간의네트워크성능및가상머신간의네트워크성능이약 2배이상향상되는것을실증시험을통하여확인할수있었습니다. 또한, 네트워크기반의공유파일시스템을통하여동시에다수의파일전송시, 약11% 이상의 Read I/O성능이향상됨을확인할수있었습니다.
22 Part 6. 예산집행현황 01. 예산집행현황 ( 비목별 ) ( 단위 : 천원 ) 구분 예산사용액잔액집행률 (%) 현금현물현금현물현금현물 1. 직접비 108,800 58, ,342 38, % 1,458 19, 인건비 - 40,740-33, % - 6, 학생인건비 연구장비및재료비 105,560 17, ,274 14, % , 연구활동비 % 연구과제추진비 2, % 2, 연구수당 위탁연구개발비 간접비 합계 108,800 58, ,342 38, % 1,458 19,400
23 Part 7. 별첨 01. 실증시험테스트베드시스템사양 구성요소세부사양항목사양수량비고 Model Intel SR1600 CPU Intel Xeon 2.13Ghz (4C) * 2EA Cloudit 호스트서버 Memory Local Disk DDR3 32GB (4GB * 8EA) SATA2 500GB * 1EA 16 NIC 온보드 2EA, 외장 : Intel X540DP(Dual Port) * 1EA Model Intel SR1600 CPU Intel Xeon 2.13Ghz (4C) * 2EA Cloudit 관리서버 Memory Disk DDR3 32GB (4GB * 8EA) SATA2 500GB * 1EA 1 NIC 온보드 2EA, 외장 : Intel X540DP(Dual Port) * 1EA 스토리지 Model Disk Neostor DH3616 SATA2 2TB * 16EA NIC Intel X540DP(Dual Port) * 1EA RAID 구성 Raid 6 2 볼륨 Size LUN 1 : vmroot (20TB) LUN 2 : template (1TB) LUN 3 : gwroot (300GB) LUN 4 : iso (500GB) Network Switch Model UbiQuoss E G SFP 48Port 4
24 Part 7. 별첨 02. 실증시험테스트베드소프트웨어사양 구성요소세부사양항목사양비고 Hypervisor Stack Cloudit Server 2.5 Cloudit 호스트서버 Gateway VM Cloudit Gateway 2.41 Hypervisor Xen Kernel Hypervisor 구동 OS Cent OS 5.9 x64 Cloudit 관리서버 DB Management MySQL Cloudit Manager Hypervisor 관리 NETWORK 관리 GATEWAY 및 VM 관리사용자관리 Web server Cloudit Web 스토리지 OS Cent OS 6.3 x64 Distributed File System GlusterFS GATEWAY, VM, Template 저장및공유 * GlusterFS 는확장성이가능한 NAS 파일시스템이다. 다수의스토리지를이더넷 (Ethernet) 또는인피니밴드 (InfiniBand) 를통하여하나의커다란병렬네트워크파일시스템으로통합한다. 클라우드컴퓨팅및스트리밍미디어서비스그리고콘텐츠전송네트워크와같은서비스등에사용된다.
25 Part 7. 별첨 03. 논리적구성도 공인네트워크 공인 NIC 공인 NIC 공인 NIC Cloudit 관리서버 A 사용자 GW VM A 사용자 VM 1 B 사용자 VM 2 A 사용자 VM 3 B 사용자 VM 1 B 사용자 GW VM 관리 NIC 관리 NIC 관리 NIC gwhome A 사용자 GW VM B 사용자 GW VM vmhome A 사용자 VM 1 A 사용자 VM 2 B 사용자 VM 1 B 사용자 VM 2 templatehome
26 Part 7. 별첨 04. Cloudit 주요기술 Network 가상화 사용자별 Network Isolation VPC(Virtual Private Cloud) 를위한 VPN Gateway 지원 Virtual Switch 기능을통해여러개의 Broadcast Port 제공 VLAN 설정을통해 Network 구간을분할 (Tagged VLAN) 불필요한 Traffic 을차단하고 Network 보안성강화 10 tagged /8 network 20 tagged /8 network Account A s vlan 10 Account B s Public Public Network vlan 20 Network Host Private Compute Host
27 Part 7. 별첨 05. Cloudit 주요기술 기능요약 구분주요기능상세내용 Hypervisor HA (High Availability) Xen 전용 Hypervisor Package VM및Physical Server장애시HA 기능지원 관리서버이중화지원 Cloudit Server Live Migration 서비스중단없이다른 Physical Server 로실시간 VM 이동 ( 관리서버제어 ) Snapshot Backup VM 온라인 Snapshot 지원 / Snapshot 을이용한 VM 백업및복구지원 Cloudit Network Cloudit Console Cloudit Storage Template Console 네트워크보안자동할당가상라우터 Load Balancer Management Dashboard / Monitoring IAM (Identity Access Mgmt) 분산파일시스템지원 기본제공 Template을이용한 VM 생성 / 사용자 VM Template 변환 (VHD Upload / Download) VNC Console 지원 계정별가상 Router(Virtual Router) 와 VLAN 할당을통한네트워크격리제공 계정별가상 Router 및공인 IP 자동할당 DNS, DHCP, NAT, Firewall 및 Port Forwarding 지원 VM 자원에대한부하분산기능지원 Server 생성및관리, Network 설정, Load Balancer 설정, Auto Scaling 설정지원 Server, Network, Storage 자원에대한상태및사용량모니터링 사용이력관리, 공인 IP 사용량관리, Metering, Billing 등 사용자단위추가, 수정, 권한설정, 그룹사용자설정제공 GlusterFS 기반 Scale-Out Storage Template, Snapshot, 사용자데이터파일저장및 Upload / Download 제공
28 Part 7. 별첨 06. 실증시험스위치성능측정도구 성능측정도구 IPERF : 네트워크성능측정툴 iperf 는프리웨어로, 네트워크성능측정을위한도구이며, 많은종류의운영체제 ( 윈도우, 솔라리스, Irix, 리눅스, FreeBSD, MacOS 등 ) 를지원한다. [iperf 옵션 ] -v(version) : 버전확인 -h(help) : 도움말 -p(port number) : 포트번호 ( 디폴트 5001) -u(udp) : TCP 대신 UDP 사용 ( 디폴트 TCP) -w(window size) : TCP 윈도우사이즈 ( 디폴트 8Kbyte) -M(MTU) : Maximum Transfer Unit -V : IPv6 -c(client) : 클라이언트모드 -b(bandwidth) : UDP 에서대역폭지정 ( 디폴트 1Mbps) -t(time) : 측정시간 ( 디폴트 10 초 ) -s(server) : 서버모드 IOZONE : 파일시스템성능측정툴 Iozone 은프리웨어로, 파일시스템성능측정을위한도구이며, 많은종류의운영체제 ( 윈도우, 솔라리스, Irix, 리눅스, FreeBSD, MacOS 등 ) 를지원한다. [iozone 옵션 ] -R : 엑셀호환텍스트출력 -l : iozone 실행시에실행할프로세스 / 쓰레드의 lower 제한. 이예제에서는 5 쓰레드를시작 -u : iozone 실행시에실행할프로세스 / 쓰레드의 upper 제한. 이예제에서는최대 5 쓰레드를넘지않음. 만일 -l 과 -u 를같은값으로설정하면정확히그수만큼의프로세스 / 쓰레드를실행. 예제에서는 5 개의쓰레드를실행할것이다. -r : 레코드사이즈지정. 예에서벤치마크테스트를위한레코드사이즈는 4k 이다. 파일시스템성능테스트의목적에따라파라미터를적절히설정하는것이중요하다. 예를들어데이터베이스가있는파일시스템에대한성능벤치마크를할때는이값을데이터베이스의 DB block 사이즈로맞추는것이적당하다. -s : 테스트에필요한파일사이즈를지정. 예제에서는 100MB 파일에대해테스트를수행할것이다. -F : 테스트하는동안 iozone 이사용할임시파일을지정한다. 총파일의갯수는 -l 과 -u 에서지정한수와같아야한다.
29 감사합니다.
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