한국시뮬레이션학회논문지 Vol. 17, No. 2, pp. 21-29 (2008. 6) 안정현 1 홍정희 1 김탁곤 1 Design and Implementation of Data Distribution Management Module for IEEE 1516 HLA/RTI Jung Hyun Ahn Jeong Hee Hong Tag Gon Kim ABSTRACT The High Level Architecture (HLA) specifies a framework for interoperation between heterogeneous simulators, and Run-Time Infrastructure (RTI) is a implementation of the HLA Interface Specification. The Data Distribution Management (DDM) services, one category of IEEE 1516 HLA/RTI management services, control filters for data transmission and reception of data volume among simulators. In this paper, we propose design concept of DDM and show its implementation for light-weighted RTI. The design concept of DDM is to minimize total amount of message that each federate and a federation process generate using the rate of RTI service execution. The design of our proposed DDM follows that a data transfer mechanism is differently applied as the rate of RTI service execution. A federate usually publishes or subscribes data when it starts. The federate constantly updates the data and modifies associated regions while it continues to advance its simulation time. Therefore, the proposed DDM design provides fast update or region modification in exchange of complex publish and subscribe services. We describe how to process the proposed DDM in IEEE 1516 HLA/RTI and experiment variable scenarios while modifying region, changing overlap ratio, and increasing data volume. Key words : Data distribution management, HLA, IEEE 1516 RTI 요 High Level Architecture (HLA) 는이기종의시뮬레이터간연동을위한명세 (Specification) 이며 Run-Time Infrastructure (RTI) 는이를구현한소프트웨어이다. IEEE 1516 HLA/RTI 관리서비스중하나인데이터분산관리서비스는시뮬레이터간에주고받는데이터양을필터링하는방법이다. 데이터분산관리의목적은다른페더레이트가필요로하는데이터만전달함으로효율적인데이터통신을가능하게하는것이다. 본논문은경량화된 RTI를위해새로운데이터분산관리설계발상에대해서제안하고그것의구현에대해서보여준다. 이데이터분산관리의설계발상은페더레이트와페더레이션프로세스에서생산하는메시지수를최소화하는데있다. 각페더레이트는보통시뮬레이션이시작할때데이터를송신(Publish) / 수신 (Subscribe) 한다. 또한각페더레이트는시뮬레이션시간이계속적으로진행되는도중에데이터를갱신하고이와연관된 Region 을수정한다. 그러므로제안된데이터분산관리디자인은복잡한송신 (Publish) / 수신(Subscribe) 서비스를이용하여빠른데이터갱신과 Region 을수정을할수있도록한다. 이를적용하여제안된 DDM 데이터전달방식으로 IEEE 1516 HLA/RTI 인터페이스에만족하도록구현하였다. 그리고제안된 DDM 데이터전달방식의성능을측정하였다. 또한 region 을변경시키며 overlap ratio 를변화시키며데이터양을증가시키며다양한시나리오로실험하였다. 주요어 : 데이터분산관리, HLA, IEEE 1516 RTI 약 * 본연구는과학재단특정기초연구(R01-2006-000-111180) 지원으로수행되었다. 2008년 3월 12 일접수, 2008년 6월 6일채택 1) 한국과학기술원전자전산학과시스템모델링시뮬레이션연구실주저자: 안정현교신저자 : 안정현 E-mail ; jhahn@smslab.kaist.ac.kr 21
안정현 홍정희 김탁곤 1. 서 론 대규모분산환경에서개별시뮬레이터들이연동하기위해서는시뮬레이터간에데이터교환과시간동기화가필요하다. HLA(High Level Architecture) 는 DMSO(Defence Modeling and Simulation Office) 주도하에 DoD (Department of Defence) 에서개발된여러가지다른타입의시뮬레이터들의연동을지원하기위해정의된아키텍처이다 [1-3]. 여기에서정의된명세 (Specification) 를구현한소프트웨어가 RTI(Run Time Infrastructure) 이다 [4]. DMSO에서는 RTI 1.3 을개발하여발표공개하였다. 이는전체연동페더레이션내에서각페더레이트가정보를교환할수있는인터페이스와분산시스템을지원하기위한함수들을제공한다. 이중에데이터교환을위한주된서비스는선언관리서비스와객체관리서비스, 데이터분산관리서비스등이있다. 그중에서데이터분산관리는네트워크상에연결된여러개의시뮬레이터간에통신을할때네트워크양을줄이기위해서보내는쪽에서데이터의필터링하는방법으로서주고받는데이터양이많은대규모분산시뮬레이션에서는반드시있어야하는필요사항이다. 데이터교환에서쓰이는기존통신방식은각페더레이트들이하나의멀티캐스팅그룹 (Multicasting Group) 에가입하게되어이멀티캐스팅그룹안의페더레이트들끼리그룹통신을하게된다 [5-6]. 최근에는네트워크관련전분야의거의모든응용에서 Multicast 통신을사용한다. 그이유는 Uincast통신방식은네트워크참여수가증가함에따라네트워크양이비례적으로증가하므로확장성(Scalability) 을가지지않지만 Multicast통신은네트워크참여의수와상관없이하나의메시지에멀티캐스팅그룹의주소를담아네트워크상으로전송하면해당그룹주소에소속된것은데이터를수신할수있어서확장성 (Scalability) 를가질수있기때문이다. 하지만 Multicast 통신도멀티캐스팅그룹을유지/ 갱신하는데비용이많이든다. 즉페더레이트들의참여 / 탈퇴에따라어느멀티캐스팅그룹에추가/ 삭제시킬지여부를결정하는데오버헤드가많고또한기존 Multicast 그룹을계속관리하는데비용도크다. 그리고 Multicast 통신을위해서는 Multicast 기능을제공하는라우터(Router) 가필요하지만기존의 ISP(Internet Service Provider) 들은 Multicast 기능을제공하지않기때문에멀티캐스트패킷 (Packet) 을차단한다. 그래서 LAN(Local Area Network) 에서만사용하는제약사항이있다. 또한본논문의경량화된RTI에 Multicast 통신을적용하는것은합리적이지않다. 크지않은양의데이터를많이전달할수있는빠르고가벼운경량화된 RTI에적용하기에는무리가있다. 따라서본논문에서는경량화된 (Light-weighted) RTI 에적용가능한데이터분산관리서비스를설계하고구현하고자한다. 이는빠르고간단한 RTI 소프트웨어를제작하는데있어서페더레이트들간에 Unicast통신을하되확장성(Scalability) 을유지할수있도록최소한의연결 (Connection) 을가지고페더레이트들간에주고받는메시지수를최소화하는데이터전달접근방식을제안하는것이다. 2. 데이터분산관리 2.1 HLA HLA(High Level Architecture) 는여러가지다른타입의시뮬레이터들의연동을지원하기위해정의된아키텍처로 2000년도에 IEEE 1516 표준으로채택되었다. HLA 는차세대 DIS표준의기반으로네트워크를이용한군사용모의시뮬레이션시스템의구성요소, 디자인룰, 인터페이스등에관한전반적인아키텍처이다. 이아키텍처의목적은시뮬레이션간의상호연동성과시뮬레이션컴포넌트의재사용성을높이기위한것이다.HLA는다음의세가지세부적인기본개념으로정의된다. HLA Compliance Rules은 HLA를따르는시뮬레이션이되기위해필수적으로따라야하는룰이다 [1].HLA의페더레이션의구성요소들의역할과상호관계에관한 10 여개의기본적인규칙으로서페더레이션이되기위해필수적으로따라야하는규칙이다. 이중5개는페더레이션에관한규칙이고또다른5개는페더레이트에관한규칙이다. RTI는페더레이트가연동하는동안일반적인서비스인터페이스를제공해주는분산된소프트웨어모음이라고할수있다 [2,4]. 그특징에는기반운영체제및통신시스템을포함한여러하드웨어플랫폼으로의편리한이식성을제공하고, 시뮬레이션간의상호연동성을제공한다는것이다. RTI의서비스는 HLA Interface Specification에기술되어있다. OMT(Object Model Templates) 는페더레이션에존재할개체와, 개체의속성, 페더레이션내에서개체간의상호작용 (Interaction) 을표현하기위한수단으로 FOM (Federation Object Model) 과 SOM (Simulation Object 22 한국시뮬레이션학회논문지
Model) 에있는정보이다 [3]. FOM은 HLA의특정페더레 이션을위해서필수적으로필요로하는개체, 개체속성, 페더레이트간의상호작용등에관한정보를기술한다. 또한특정페더레이션실행(Federation Execution) 을맡 고있는시뮬레이션과페더레이션실행에서적용될특정시나리오리스트를언급하기도한다.SOM은페더레이션에제공될각각의시뮬레이션의필수적인역할또는능력에관하여기술하는데, 현재 SOM에관한표준포맷은페더레이션개발자로하여금페더레이션내에특정역할을맡을시뮬레이션시스템의적합성을빠르게결정할수있는수단을제공한다.XML기반의테이블로구성된 OMT는표준데이터문서형식이기에모델의재사용을장려한다. 2.2 Data Distribution Management (DDM) Service IEEE 1516 HLA/RTI 에서데이터분산관리는 RTI를통해모든페더레이트간에객체를발견하거나객체의속성변수(attribute) 나상호작용의파마리터의흐름을제어한다 [7-8]. 선언관리(Declaration Management) 에서의송신선언과수신선언을통해서데이터의주고받음을먼저설정할수있다. 즉전체페더레이션중에서자신의수신선언한데이터만받을수있고자신의송신선언한데이터를보낼수있는것이다. 이러한타입의필터링을클래스기반(Class-based) 필터링이라고한다. 규모가작은페더레이션이나주고받는데이터의수가적을때클래스기반필터링은성능에서나확장성에서효율적이다. 하지만주고받는데이터가많고규모가큰페더레이션의경우에는성능이나확장성을개선하기위해서좀더세부적인필터링이필요하다. 여기에관련된것이데이터분산관리이다. 데이터분산관리(Data Distribution Management) 서비스는 Region을생성변경하거나생성된 Region과선언된객체혹은상호작용에대해서연관시킨다. 또한 Region안에있는각차원의실제적인바운드값을변경시킨다. 서로다른페더레이트들은이바운드값의교차여부에따라데이터를주고받을수있다. 이는HLA의페더레이션실행의수행과정동안선언한데이터를적절히지역적으로분배시킴으로써유연하고확장가능한메커니즘을제공한다. 데이터분산관리는먼저수행된데이터의송신 / 수신선언후이러한특정데이터를가지는 Region 정보와연관지어데이터를등록하는것이다. 그림 1에는 3개의페더레이트가있고페더레이트 A는갱신 Region U1을가지고있고페더레이트 B와페더레 d1 Federate A Federate B 이트C는수신Region S1, S2를각각가지고있고이는 2 차원을가지는통신공간에선언되어있다. 페더레이트 A의갱신Region U1이페더레이트 B의수신Region S1 에겹치기때문에페더레이트 A의갱신 Region U1과연관성이있는데이터가페더레이트 B 로보내지는것이다. 하지만페더레이트 A의갱신 Region U1이페더레이트 C 의수신Region S2에겹치지않기때문에데이터가페더레이트 C 로가지않게되어필터링이되는것이다. 3. U1 S1 U1 S1 Data flow Network S2 그림 1. 데이터분산관리 [9] Federate C 제안된데이터분산알고리즘 d2 IEEE 1516 HLA/RTI의데이터분산관리서비스를이용하여서로다른시뮬레이터간의데이터교환을위해서기존의 RTI1.3은 Multicast 통신을한다. 이것은각각의페더레이트들간의직접통신하는방식인 Unicast 통신방식에비해확장성면에서유리하기때문이다. 하지만 Multicast 통신은멀티캐스팅그룹을유지/ 갱신하는데비용이많이든다. 또한 Multicast 통신은 RTI에서데이터를주고받을때불필요한오버헤드가든다. 본논문은이와다르게접근하여 Unicast통신을하며 Unicast 통신의문제점인제한된회선용량을여러수신자가공유해야하는문제점과여러개의연결이필요한문제점을동시에해결하고자한다. 페더레이트들간에 Unicast 통신을하되확장성(Scalability) 을유지할수있도록최소한의연결(Connection) 을가지는데이터분산관리의설계를제안한다. 23
안정현 홍정희 김탁곤 3.1 기본적인서비스빈도수기본적으로페더레이트의생명주기를살펴보면페더레이트가가지는데이터가정적으로이루어지는경우와동적으로이루어지는경우로나뉜다. 개별페더레이트의참여탈퇴나페더레이션에쓰이는데이터를위해선언하 / 는초기화부분은전체페더레이트의생명주기에서정적으로이루어짐을알수있다. 하지만시뮬레이션수행중에객체의갱신이나 Region의변경은동적인데이터갱신으로시뮬레이션을하는동안은계속적으로이루어짐을알수있다. 위에서살펴본바와같이초기화에서데이터를정적으로생성하는경우와시뮬레이션수행에서데이터를동적으로생성하는서비스는다를뿐더러사용하는빈도수도다르다. 초기화부분에서사용된 P(Publish) / S(Subscribe) 데이터의선언,Region 의생성, 생성된 Region과 P/S 데이터의연관성지음등의서비스는사용하는빈도수가낮은서비스이고시뮬레이션부분에서사용하는 Region 값의변경혹은데이터의갱신등의서비스는사용하는빈도수가높은서비스이다. 3.2 데이터교환방식데이터를전달하기위해서는송신선언과수신선언을할때의P/S데이터를저장뿐아니라 Region 데이터, Region과데이터의연관성데이터가미리페더레이션실행이나각페더레이트에있어야한다. 데이터를교환함에있어서데이터를저장하는곳에따라중앙식 (Centralized Approach) 과분산식(Distributed Approach) 이있다. 본논문에서는중앙식과분산식, 두경우를다고려한다. 중앙식의경우에는중앙에서페더레이션실행이하나의정보저장소가되어각개별페더레이트에게로데이터를전달한다. 이경우는페더레이션실행에서데이터를관리하기때문에쉽게관리할수있지만페더레이션실행이병목점(Bottleneck) 이될수있다. 분산식의경우에는각페더레이트가정보저장소가되어개별페더레이트간에직접통신이가능하다. 이경우는데이터가각페더레이트로분산되어있기때문에데이터관리에어려운점이있다. 그림 2 는중앙식의데이터전달방식을보여준다. 각페더레이트가데이터를전달하기위해서는중앙에페더레이션실행이있어서이것을통해서데이터의흐름을제어하고또한데이터전달의책임자가된다. 그림 3 은분산식데이터전달방식을보여준다. 이방식은분산되어있는각페더레이트가데이터를관리하기때문에다른페더레이트로직접통신이가능하다. 그림 2. 중앙식의데이터전달방식 그림 3. 분산식의데이터전달방식 표 1. 서비스빈도수및데이터전달방식 서비스 Associate(Unassociate) Region For Updates 서비스빈도수 낮음 데이터전달방식 중앙식 Create Region / Delete Region 낮음중앙식 Commit Region Modification 높음분산식 Register Object Instance With Region Request Class Attribute Value Update With Region 높음 높음 분산식 분산식 Send Interaction With Region 높음분산식 Subscribe Interaction (Object Class) Class With Region Unsubscribe Interaction (Object Class) Class With Region 낮음 낮음 중앙식 중앙식 3.3 설계주요발상(Concept) 본논문은데이터를전달하는데있어서최소한의메시지전달을하는방향으로디자인하였다. 제안된 DDM 데이터전달방식은표 1과같이서비스빈도수에따라데이터전달방식을다르게적용하였다. 서비스빈도수가낮은서비스의경우에는중앙식으로데이터를전달하고 24 한국시뮬레이션학회논문지
그림 4. 제안된 DDM 데이터전달방식 서비스빈도수가높은서비스의경우에는분산식으로데이터를전달하도록디자인발상을제안한다. 이러한통합된데이터전달방식은중앙식과분산식의장점을다제공한다. 세밀하게살펴보면, 빈도수가낮은서비스는중앙식으로데이터를전달한다. 페더레이션에쓰이는데이터를위해선언하는것은초기화부분에서정해진다. 이러한서비스의빈도수는전체시뮬레이션수행에서적게불린다. 빈도수가낮은서비스같은경우에제안된 DDM 데이터전달방식은개별페더레이트에게미리 P/S데이터및 DDM의 Region 데이터가저장되도록페더레이트와페더레이션실행간에다소복잡하게메시지를주고받는다. 이렇게함으로써페더레이트간직접통신이가능하도록하는다른페더이레이트의주소, 다른페더레이트가가진 Region 데이터등의추가데이터를가질수있다. 여기서가질수있는다른페더레이트의주소는다른페더레이트로직접통신하도록돕는다. 복잡한메시지시퀀스를가지지만이는빈도수가낮기때문에전체메시지수에주는영향은미흡하다. 빈도수가높은서비스는분산식으로데이터를전달한다. 시뮬레이션수행중에객체의갱신이나 Region 데이터의변경은시뮬레이션을하는동안은계속적으로이루어진다. 빈도수가높은서비스같은경우에제안된 DDM 데이터전달방식은페더레이트간에간단하게메시지를주고받는다. 중앙식의데이터전달방식으로얻은추가데이터중에수신페더레이트주소를가지고송신페더레이트는수신페더레이트로데이터를직접통신하게된다. 이것은보내는측에서전달되는데이터의필터링도가능하게된다. 본논문은제안된 DDM 데이터전달방식을경량화된 RTI 에적용하고개발하였다. 그림 5. publishinteractionclass() 서비스 3.4 메시지시퀀스페더레이트와페더레이션실행간의메시지교환에대해서살펴보면다음과같다. 먼저 P / S 데이터를가지고실제종착페더레이트를구하는과정을시퀀스다이어그램으로살펴본다. 본설계의목적은최소한의메시지전달이다. 그렇게함으로경량화된 RTI를개발하고빠르게동작하도록한다. 여러개서비스의시퀀스다이어그램중에서상호작용을송신선언하는 publishinteractionclass() 와실제상호작용을보내는 sendinteractionwithregion() 에대한시퀀스다이어그램에대해서살펴본다. 페더레이션실행 (Fed Exec) 은각페더레이션을관리한다. 이는개별페더레이트의참여 / 탈퇴를허락하고참여한페더레이트간에데이터교환을허락한다. 페더레이트에는사용자가 HLA API 를호출하면이는 RTIambassador를통하여페더레이트내에있는로컬 RTI 컴포넌트(Local RTI Component) 가정보를처리하거나네트워크상에연결된페더레이션실행이나다른페더레이트와통신을한다. 그림 5와같이 publishinteractionclass() 는정적인 P / S 데이터를저장하도록하는서비스로전체페더레이트수행시간중에서데이터를초기화하는단계에서만선언된다. 이서비스의사용빈도수는매우낮다. 그렇기때문에조금복잡하게메시지들이전달하더라도전체적인메시지전달횟수에미치는영향은작다. 사용자에의해서호출된 publishinteractionclass() 는상호작용의핸들을이용하여 RTIambassador를통하여페더레이션실행으로메시지를보낸다. 페더레이션실행은이를가지고상호작용 P/S 테이블을만든다.P/S 테이블에는그상호작용을송신 / 수신선언한페더레이 25
안정현 홍정희 김탁곤 표 2. 페더레이션실행측의 P / S 테이블 Interaction Class Handle Published Federate Subscribed Federate & Region 1 F1 (F2,R1) 표 3. 페더레이트측의 P / S 테이블 Interaction Class Handle Subscribed Federate & Region Pair Set 1 (F2,R1) 그림 6. sendinteractionwithregion() 서비스 트의핸들을저장한테이블이다. 그리고특정상호작용 을송신선언한페더레이트에게는그상호작용을수신선언한페더레이트의핸들값과연관성이있는 Region 핸들을알려주고반대로특정상호작용을수신선언한페더레이트에게는그상호작용을송신선언한페더레이트를알려준다. 송신페더레이트는상호작용에대해서송신선언한페더레이트로실제Region안에있는바운드값을전달함으로전체서비스를마친다. 이렇게함으로써 P/S데이터를구성할때송신하는페더레이트는이미수신하는페더레이트주소및 Region 데이터의구체적인값에대해서다저장하고있다. sendinteractionwithregion() 서비스는동적인서비스로이는전체페더레이트수행시간중에서시뮬레이션중계속적으로수행된다. 그러므로이서비스의사용빈도수는매우높다. 그렇기때문에간단하게메시지들이전달하여직접메시지를전달하도록하여전체전달되는메시지수에직접적인영향을미친다. 사용자에의해서호출된 sendinterationwithregion() 서비스는상호작용의핸들과 Region 핸들을이용하여실제적인수신선언의 Region 데이터와매칭한결과에따라수신선언한페더레이트로상호작용을보낸다. 이미 P / S 데이터를저장할때수신하는페더레이트및 Region 데이터와 Region 의매칭결과직접수신페더레이트를통하여메시지를전달하고전체적인서비스를마친다. 3.5 데이터테이블페더레이트와페더레이션실행간의메시지교환할때쓰이는데이터테이블은송신선언과수신선언을할때의 P / S 데이터를저장뿐아니라 Region 데이터, Region 과 P/S 데이터의연관성정보도다루어야한다.RTI 내에서는정적인 P/S정보를잘관리하여야하고또다른동적인정보를잘반영할수있어야한다. 그렇게함으로전체적인메시지전달횟수를최소화하고자한다. 정적인 P/S데이터뿐아니라동적인 Region 데이터값의변경도잘반영하는데이터구조여야한다. 그리고동적데이터의변경에따라생성되는변경메시지를최소화해야하면서이를기존의데이터구조에빠르게반영하여야한다. 마지막으로모든데이터를저장하는데있어서메모리를최소한으로관리해야한다. 이를위해서다음과같은데이터구조를제안한다. 페더레이션실행에서관리하는테이블과페더레이트에서관리하는테이블로나뉜다. 먼저페더레이션실행측의 P/S 데이터를위한데이터구조이다. 표 2에서 Interaction Class Handle은개별페더레이트들이송신혹은수신선언을할때유일하게부여하는 ID 값으로이는 RTI내에서임의로부과하고전체페더레이션안에서는동일하게유지된다. Published Federate는특정객체나상호작용을송신선언을한페더레이트를나타낸다. 그래서특정데이터에대해서송신하는페더레이트들이어떤것이있는지알수있다.SubscribedFederate & Region의경우특정객체나상호작용을수신선언을한페더레이트를나타낸다. 여기에추가적으로그데이터에연관성을지은 Region 데이터까지나타낸다. Region 데이터가없더라도 Default Region으로연관성을지어수신선언되었다고구성할수있다. 표 3는페더레이트측에서 P / S Table 이다. 이를가지고상호작용을보낼때수신하는페더레이트및Region 데이터정보와 Region의매칭결과직접수신페더레이트로메시지를보내게된다. 이렇게설계한자료들을바탕으로본논문에서제안된 DDM 데이터전달방식을SMSRTI(Systems Modeling 26 한국시뮬레이션학회논문지
and Simulation Runtime Infrastructure) 에적용하여구 현하였다 [10]. 4. 실험결과및분석 제안된 DDM 데이터전달방식으로제시한데이터교 환에의한지연시간(Latency) 측정하여성능을검증한다. 먼저, 성능측정이수행된실험환경에대해설명한다. 전 체실험환경은다음과같다. 전체적으로페더레이트들과 페더레이션을관리하는 RTI 실행 (Rtiexec) 과페더레이트 를관리하는페더레이션실행으로구성되어있다. 전체 페더레이션은송신페더레이트와수신페더레이트로구성되어있다. 송신페더레이트는단지데이터를보내기만하도록설정되어있으며수신페더레이트는단지데이터를받기만하도록설정되어있다. 네트워크에연결된컴퓨터에 8 개의페더레이트들이분산되어있다. 각페더레이트가있는컴퓨터사양은 Pentium IV 2.8 Ghz, 512Mb 메모리등으로구성되어있고운영체제는 Window XP 이다. 네트워크는 100Mbps Fast Ethernet switch를기준으로했는데외부네트워크의역할을할 switch와내부네트워크의역할을할 switch를따로두어다른기계에의한간섭을피하고각연결된컴퓨터들만의통신을위한독립된채널을확보하도록했다. 지연시간은송신페더레이트에서수신페더레이트로데이터가이동했을때걸리는시간으로이값을구하기위해서는송신페더레이트와수신페더레이트가실시간으로동기화가되어야한다. 전체페더레이션은주기적으로상호작용을주고받는실험환경으로되어있다. 페더레이트간의메시지지연시간을측정하기위해메시지를보내고난뒤의송신페더레이트시간과이메시지를받는뒤의수신페더레이트시간의차를구하여이를평균을취했다. 제안된 DDM 데이터전달방식의성능을평가하기위한 Region 데이터변경에는다음과같은파라미터들이있다 [11]. 이는크게 3 가지로나뉘는데, 데이터양(Data Volume) 과 Region 데이터변경정도(Modification Rate) 와 Region 데이터겹침정도(Overlap Ratio) 가있다. 먼저데이터양은전달되는 Region 데이터의개수로이러한데이터가많을수록많은메모리사이즈가필요하고처리시간이늘어난다. 다음으로 Region 데이터변경정도는특정시간간격사이에전체Region 데이터중에얼마나변경되는가를나타내는비율이다.Region 데이터가변경될때마다 RTI는 Region 데이터의겹침여부를다시 그림 7. Region 시나리오 : FOM 에정의된 Interaction 수 = 20 그림 8. Region 시나리오 : FOM 에정의된 Interaction 수 = 200 계산해야한다. 마지막으로 Region 데이터겹침정도는전체 Region 데이터중에서얼마나겹치는가를나타내는비율이다. 높은 Region 데이터의겹침정도는겹침여부를확인하는데많은처리시간이필요하고또한많은데이터들이전달해야하기때문에데이터전달시간을지연시킨다. 성능은지연시간으로결정되며여러파라미터를변화시키면서측정한성능은다음과같다. 그림7은시나리오파라미터중 FOM에정의된상호작용수가 20개이고주고받는총메시지수가 4000개일때여러파라미터를변경시키면서지연시간을측정한결과이다. 위그림에서나타나듯이지연시간은 Region 데이터의변경정도가커질수록 Region 데이터겹침정도가커질수록증가하는경향이나타난다. 이는파라미터가변경되는경우가많고겹치는경우가많을수록 Region 데이터를매칭하여송신페더레이트를구하는시간이길어지기때문이다. 그림8은시나리오파라미터중 FOM에정의된상호 27
안정현 홍정희 김탁곤 작용수가 200개이고주고받는총메시지수가 4000개 일때여러시나리오파라미터를변경시키면서지연시간을측정한결과이다. 위그림도마찬가지로지연시간은 Region 데이터의변경정도가커질수록 Region 데이터겹침정도가커질수록증가하는경향이나타난다. 이와더불어 FOM에정의된 Region도많고또한주고받는메시지가많아진결과지연시간이더욱커지게되었다. 5. 결론및추후과제 규모가작은페더레이션이나주고받는데이터의수가적은페더레이션의경우데이터분산관리서비스가시뮬레이션의성능에큰영향을미치지않겠지만주고받는데이터가많고규모가큰페더레이션의경우에는필터링을거치지않은수많은데이터의전달때문에생기는네트워크양으로인해시뮬레이션의성능에큰영향을끼친다. 본논문은대규모분산환경에서정교한데이터분산관리를할수있는방안을제안하고구현하였다. 본논문에서 IEEE 1516 HLA/RTI 서비스중데이터분산관리서비스를위해 P/S데이터를이용한필터링을위한설계발상을제공하였다. 이는시뮬레이션초기화단계에서 P/S데이터를가지고메시지전달횟수를최소화하는데있다. 빈도수가높은서비스의경우에는간단하고빠르게메시지를전달하는분산식의데이터전달방안을쓰고빈도수가낮은서비스의경우에는복잡한메시지전달하는중앙식의데이터전달방안을썼다. 빈도수가낮은서비스는복잡하게메시지를전달하지만이는빈도수가높은서비스에사용할 P/S데이터를미리각페더레이트에가지고있도록설계하였다. 이를설계하고구현함에있어서필요한메시지전달방안과데이터구조에대해서살펴보았다. 본논문에서제안된 DDM 데이터전달방식은간단하면서도빠른경량적인 RTI 에적합하다. 또한제안된방식을 SMSRTI 개발에있어서데이터분산관리모듈에적용하여구현하였고이것으로다양한 Region 데이터의파라미터변경에따라성능을분석해보았다.SMSRTI같은경우에는이제막설계와구현단계를마쳤기에성능향상이추후과제로남아있다. 감사의글 계, 분석, 구축을위한 BPR 도구로활용될수있는 HLA /RTI 기반의 BPM middleware 및요소기술개발 과제의연구결과이다. 참고문헌 1. IEEE, IEEE Standard for Modeling and Simulation (M&S) High Level Architecture (HLA) Framework and Rules, IEEE Std 1516, Institute of Electrical and Electronics Engineers, New York, December 11, 2000. 2. IEEE, IEEE Standard for Modeling and Simulation (M&S) High Level Architecture (HLA) Federate Interface Specification, IEEE Std 1516.1-2000, Institute of Electrical and Electronics Engineers, New York, March 9, 2000. 3. IEEE, IEEE Standard for Modeling and Simulation (M&S) High Level Architecture (HLA) Object Model Template, IEEE Std 1516.2-2000, Institute of Electrical and Electronics Engineers, New York, March 9, 2001. 4. Defense Modeling and Simulation Office, High Level Architecture RTI Interface Specification, Version 1.3, April 1998. 5. Daniel J. Van Hook et al; 1996, Approaches to RTI Implementation of HLA Data Distribution Management Services, Proceeding of the 15th DIS Workshop. 6. Mark Hyett, Implementation of the Data Distribution Management Services in the RTI-NG, 02S-SIW-044, Spring Simulation Interoperability Workshop, March 2002. 7. K. L. Morse and J. S. Steinman, Data Distribution Management in the HLA: Multidimensional Regions Physically Correct Filtering, Proceedings Spring SIW Workshop, 1997, 97S-SIW-052. 8. Gary Tan, Rassul Ayani, Yusong Zhang and Farshad Moradi, 2000, Grid-based Data Management in Distributed Simulation, in Proceeding of 33rd Annual Simulation Symposium. 9. K. L. Morse and J. S. Steinman, Data Distribution Management in the HLA: Multidimensional Regions Physically Correct Filtering, Proceedings Spring SIW Workshop, 1997, 97S-SIW-052. 10. J. H. Kim, Proposal of High Level Architecture Extension and Run-Time Infrastructure Implementation, Ph.D. Thesis, KAIST, 2006. 11. Katherine L. Morse, Characterizing Scenarios for DDM Performance and Benchmarking RTIs, SIW Workshop, 1999, 99S-SIW-054. 본논문은과학재단특정기초연구 (R01-2006-000-111180) 의지원으로 Collaborative BPMS 환경에서모델링, 설 28 한국시뮬레이션학회논문지
안정현 (jhahn@smslab.kaist.ac.kr) 2005 부산대학교전가전자정보컴퓨터공학부학사 2007 KAIST 전자전산학과석사 2007~현재 KAIST 전자전산학과박사과정관심분야 : HLA/RTI, Data Distribution Management, Distributed Simulation 홍정희 (jhhong@smslab.kaist.ac.kr) 2005 부산대학교전가전자정보컴퓨터공학부학사 2007 KAIST 전자전산학과석사 2007~현재 KAIST 전자전산학과박사과정관심분야 : HLA/RTI, Time Management, Distributed Simulation 김탁곤 (tkim@ee.kaist.ac.kr) 1975 부산대학교전자공학과( 학사) 1980 경북대학교전자공학과( 석사) 1988 Univ. of Arizona, 전기및컴퓨터공학과 ( 박사) 1980 1983 년부경대학교, 통신공학과, 전임강사 1987 1989 년 ( 미) 아리조나환경연구소, 연구엔지니어 1989 1991년 Univ. of Kansas, 전기및컴퓨터공학과, 조교수 1991 현재 KAIST 전자전산학과, 교수한국시뮬레이션학회회장역임 SIMULATION( 국제시뮬레이션학회(SCS) 논문지) 편집위원장역임 국제학회 : SCS Fellow, IEEE Senior Member, ACM Member 자격증 : 모델링시뮬레이션기술사( 미국) 국방 M&S 자문위원 : 국방부, 합참, KIDA, ADD 등 관심분야 : 모델링/ 시뮬레이션이론, 방법론및환경개발, 시뮬레이터연동 29