[한국기술뉴스] 충북대학교 정보통신공학부 김태홍 교수 연구팀은 IoT 기기 사용량에 따라 응용서비스의 복제본을 분배하는 컨테이너 기반 동적자원분배장치를 개발했다. 개발된 기술은 충북대학교 산학협력단을 통해 2020년 06월 26일 특허를 출원(출원번호 제1020200078413호)했다. 특허 명칭은 '사물인터넷 엣지 컴퓨팅 환경을 위한 컨테이너 기반 동적 자원 분배 방법 및 장치’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

자율주행자동차는 다양한 센서를 이용해 실시간으로 도로 환경을 감지하고 상황을 판단합니다. 이 때, 시시각각으로 변화하는 도로 환경에 신속하게 대응하기 위해서는 실시간으로 데이터를 분석하고 처리할 수 있는 기술이 필수적으로 요구됩니다. 엣지 컴퓨팅 기술은 데이터가 생성되는 엣지 환경에 연산 자원을 배치함으로써 응용 서비스의 실시간성을 보장하는 기술입니다. 자율주행자동차를 포함하여 사물인터넷, 인공지능 등 다양한 서비스를 실현하기 위한 핵심기술입니다.

엣지 컴퓨팅 환경에서는 응용 서비스의 동적 설치, 업데이트 등의 운용 편의성, 자원 관리의 효율성을 고려하여 컨테이너 기술을 사용하고 있습니다. 그리고 컨테이너 기반 응용 서비스의 효율적인 자원 관리를 위하여 구글에서 개발한 컨테이너 오케스트레이션 기술인 쿠버네티스를 이용해 인프라를 구축하고 있습니다. 쿠버네티스를 활용하면 응용 서비스의 배포, 리소스 관리, 자동 확장 등 다양한 기능을 사용할 수 있습니다. 그러나 종래의 쿠버네티스 플랫폼은 엣지노드들에게 응용서비스 복제본을 균등하게 분산 배포하도록 설계되어 있어, 시간대별, 장소별로 엣지 노드에 접근하는 사용자 요청량이 달라지는 엣지 컴퓨팅 환경에서 자원을 효과적으로 활용하기 어렵다는 문제점이 있습니다.

충북대학교 김태홍 교수 연구팀은 클라이언트의 요청 트래픽 상태를 고려하여 엣지 노드별 요청 자원에 따라 응용 서비스의 복제본을 동적으로 분배하는 장치를 발명했습니다.

본 발명의 동적 자원 분배 장치는 엣지 클라우드와 연결되어 엣지 노드의 실시간 상태를 주기적으로 모니터링합니다. 각 엣지 노드별 IoT 기기로부터의 요청 트래픽 양을 분석하고 각각의 엣지 노드에 할당되는 응용 서비스의 복제본의 개수를 재조정합니다. 즉, 사용자 요청량이 많은 엣지 노드에 더 많은 연산 자원을 분배함으로써 응용 서비스의 처리량 및 처리지연시간을 개선할 수 있습니다.

본 발명을 활용하면 시간대별 사용자의 이용 패턴을 주기적으로 분석하고 실시간 자원 요구량에 따라 자원을 재분배함으로써, 시시각각으로 변화하는 사용자 트래픽 패턴에 동적으로 적응할 수 있습니다.

엣지 컴퓨팅 인프라 환경에서 동적 자원 프로비저닝 기술이 필수적으로 요구되는 만큼, 본 기술이 엣지 컴퓨팅 환경에서 전체 시스템 처리량 및 응용 서비스 품질을 개선하는 기술 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대합니다.