분산 처리 시스템의 계층 구조

분산 처리 시스템의 계층 구조

컴퓨터 시스템의 운영체제는 일반적으로 계층 구조를 가지도록 설계되며 이러한 컴퓨터들이 통신

네트워크로 연결도어 상호 협력하면서 수행되는 시스템을 분산 시스템이라 한다.

 

이러한 분산 시스템에서 통신 기능이 어느 계층에 존재하는가 매우 중요한 의미를 가지며 원칙적으로는

통신 기능은 어느 계층이라도 존재할 수 있으나 대부분의 경우 시스템 설계시의 요구 조건 또는 제약

조건들에 의하여 적절한 위치가 결정된다.

 

 1) 하드웨어 계층

하드웨어 계층은 컴퓨터 시스템에 기본적인 처리 능력 및 저장 능력을 제공해 주는 계층으로서 만약 통신

기능이 이 계층에만 존재한다면 이는 분산 시스템이라고 할 수 없다. 즉 이러한 시스템은 일종의 다중 처리

시스템으로, 각 노드 간에 통신 네트워크를 통한 메시지 전달 방식의 통신을 하는 것이 아니기 때문에 사실상

이러한 시스템은 단일 시스템으로 간주될 수 있다.

 

 2) 기억 장치 계층

기억 장치 계층은 기억 장치 관리자가 시스템의 기억 장치를 관리하고 필요에 따라서는 프로세스들에게

할당해 주는 역할도 한다. 이러한 기억 장치 관리자들 간에 통신 기능이 가능하다는 것은 전체 시스템의

기억 장치가 전역적이며 한 노드의 프로세스가 다른 노드의 기억 장치 공간을 할당 받을 수도 있음을

뜻한다. 그러나 한 프로세스가 여러 노드의 기억 장치 공간을 이용한다는 것은 특별한 하드웨어

메커니즘을 필요로 한다는 것이며 신뢰도 문제와 통신 네트워크의 성질을 고려해 볼 때 비실용적이다.

 

 3) 프로세스 계층

프로세스 계층은 프로세스의 생성, 종료 및 프로세스간의 문맥 교환뿐만 아니라 프로세스 간의 동기화를

위한 기본적인 기능을 제공한다. 이러한 점을 고려해 볼 때 프로세스 관리자들 간의 통신 기능은 분산 처리나

노드 간의 부하 균등화 및 다른 노드에 존재하는 프로세스와의 동기화 문제 등을 쉽게 해결할 수 있다.

따라서 분산 처리 운영체제는 이 계층에서 통신 기능을 가지고 있어야 한다. 그러나 실제로 분산 처리

운영체제를 구성하는 데에는 각 노드으이 하드웨어 및 소프트웨어 환경의 이질성이 여러 가지 문제점을

일으킨다. 보통 이 계층에서 통신 기능을 가지게 하려면 각 노드들의 동일한 컴퓨터를 가지도록 해야 한다.

 

 4) 파일 시스템 계층

파일 시스템 계층은 파일 데이터를 영구히 저장해 둘 수 있는 기억 공간을 의미하며 사용자 측에서 컴퓨터

시스템을 볼 때 사용자가 일반적으로 접하게 되는 시스템 대상으로서 분산의 대상이 되는 가장 중요한

요소이기도 하다. 이 계층에서 관리자들 간의 통신 기능은 시스템 전체에 대한 디렉토리 계층을 가지게

함으로써 사용자는 어떤 파일이 존재하는 실제 위치를 모르더라도 해당 파일을 이용할 수 있또록 해 주고

파일의 중복 및 분산을 투명하게 해 줄 수 있다. 따라서 분산 처리 시스템의 가장 큰 장점이라고 할 수 있는

자원의 공유 및 신뢰도의 향상, 파일의 분산 및 중복을 통해서 얻을 수 있으므로 이 계층에서의 통신 기능은

분산 처리 시스템에서 반드시 필요하다.

 

 5) 사용자 프로그램 계층

사용자 프로그램 계층은 이 계층엣만 존재하는 통신 기능이 사용자로 하여금 다른 노드에 대한 접근을

가능하게 할 수는 이씨만 분산 처리 시스템의 장점을 충분히 발휘할 수는 없다. 시스템 내에는 전역적인

자원이 없으므로 사용자는 원하는 위치를 정확히 알아야만 해당 자원을 이용할 수 있으나 이러한 경우

각 노드의 자율성은 최대로 보장된다.