[운영체제] 분산 처리 시스템의 분류

1. 분산 처리 시스템의 분류

- 분산 처리 시스템은 위상, 분산 범위, 프로세서 모델, 운영체제 등에 따라 분류할 수 있다.

2. 위상(Topology)에 따른 분류

- 분산 처리 시스템 내의 각 사이트들은 위치와 상태에 따라 다음과 같이 분류한다.

1) 망형-완전 연결(Fully Connection)형

- 각 사이트들이 시스템 내의 다른 모든 사이트들과 직접 연결된 구조이다.

- 사이트의 수가 n개이면 링크(연결) 수는 n(n-1)/2개가 된다.

- 모든 사이트를 직접 연결해야 하므로 기본 비용은 많이 들지만 각 사이트가 직접 연결되므로 통신 비용은 적게 든다.

- 하나의 링크가 고장나더라도 다른 링크를 이용할 수 있으므로 신뢰성이 높다.

2) 망형-부분 연결(Partially Connection)형

- 시스템 내의 일부 사이트들 간에만 직접 연결하는 것으로, 직접 연결되지 않은 사이트는 연결된 다른 사이트를 통해 통신하는 구조이다.

- 기본 비용은 완전 연결형보다 적게 들고, 통신 비용은 완전 연결형보다 많이 든다.

- 완전 연결형보다 신뢰성이 낮다.

3) 트리(Tree) 또는 계층(Hierarchy)형

- 분산 처리 시스템의 가장 대표적인 형태로, 각 사이트들이 트리 형태로 연결된 구조이다.

- 기본 비용은 부분 연결형보다 적게 들고, 통신 비용은 트리의 깊이에 비례한다.

- 부모(상위) 사이트의 자식(하위) 사이트들은 그 부모 사이트를 통해 통신이 이루어진다.

- 부모 사이트가 구종나면 그 자식 사이트들은 통신이 불가능하다.

4) 스타(Star)형 = 성형

- 모든 사이트가 하나의 중앙 사이트에 직접 연결되어 있고, 그 외 다른 사이트와는 연결되어 있지 않은 구조이다.

- 기본 비용은 사이트의 수에 비례하며 통신 비용은 적게 든다.

- 구조가 간단하고, 보수 및 관리가 용이하다.

- 중앙 사이트를 경유하여 통신하므로 응답이 빠르다.

- 중앙 사이트를 제외한 사이트의 고장이 다른 사이트에 영향을 미치지는 않지만, 중앙 사이트가 고장날 경우 모든 통신이 단절된다.

- 중앙 사이트에 과부하가 발생할 수 있으며, 과부하가 발생될 경우 성능이 저하된다.

- 사이트의 증가에 따라 통신 회선도 증가한다.

- 데이터 전송이 없는 사이트가 접속된 통신회선은 휴지 상태(쉬는 상태)가 된다.

5) 링형(Ring) = 환형

- 시스템 내의 각 사이트가 인접하는 다른 두 사이트와면 직접 연결된 구조이다.

- 정보는 단방향 또는 양방향으로 전달될 수 있따.

- 기본 비용은 사이트의 수에 비례하고, 목적 사이트에 데이터를 전달하기 위해 링을 순환할 경우 통신 비용이 증가된다.

- 특정 사이트가 고장나면 통신이 불가능해지는 사이트가 발생될 수 있다.

6) 다중 접근 버스 연결(Multi Access Bus Connection)형

- 시스템 내의 모든 사이트들이 공유 버스에 연결된 구조이다.

- 기본 비용은 사이트 수에 비례하고, 통신 비용은 일반적으로 저렴하다.

- 물리적 구조가 단순하고, 사이트의 추가와 삭제가 용이하다.

- 사이트의 고장은 다른 사이트의 통신에 영향을 주지 않지만, 버스의 고장은 전체 시스템에 영향을 준다.

3. 분산 범위에 따른 분류

- 분산 처리 시스템의 각 사이트들이 분포되어 있는 지리적 범위에 따라 LAN과 WAN으로 분류된다.

1) 근거리 통신망(LAN; Local Area Network)

- 회사, 학교, 연구소 등에서 비교적 가까운 거리에 있는 컴퓨터, 프린터, 테이프 등과 같은 자원을 연결하여 구성한다.

- 주로 자원 공유를 목적으로 사용한다.

- 사이트 간의 거리가 짧아 데이터의 전송 속도가 빠르고, 에러 발생율이 낮다.

- 근거리 통신망에는 주로 버스형이나 링형 구조를 사용한다.

- 경영의 융통성을 향상시킬 수 있다.

2) 광대역 통신망(WAN; Wide Area Network)

- 국가와 국가 혹은 대륙과 대륙 등과 같이 멀리 떨어진 사이트들을 연결하여 구성한다.

- 사이트 간의 거리가 멀기 때문에 통신 속도가 느리고, 에러 발생률이 높다.

- 일정한 지역에 있는 사이트들을 근거리 통신망으로 연결한 후 각 근거리 통신망을 연결하는 방식을 사용한다.

4. 프로세서 모델에 따른 분류

- 하나의 작업을 수행하는 데 사용되는 프로세서의 형태에 따라 다음과 같이 분류된다.

1) 클라이언트/서버 모델(Client/Server Model)

- 클라이언트/서버 모델은 정보를 제공하는 서버와 정보를 요구하는 클라이언트로 구성되어 있는 것으로, 클라이언트(워크스테이션, PC 등)와 서버가 하나의 작업을 분산 협동 처리(Distributed Cooperative Processing)하는 방식이다.

- 서버는 공유된 다양한 시스템 기능과 자원을 제공한다.

- 공유된 중앙 컴퓨터가 없으므로 각 사용자는 스스로 작업을 수행할 수 있는 성능이 우수한 컴퓨터를 갖는다.

- 프로그램의 모듈성과 융통성을 증대시킨다.

2) 프로세서 풀 모델(Processor Pool Model)

- 하나 이상의 프로세서 풀과 여러 워크스테이션, 서버 등이 연결된 형태로, 각 작업이 프로세서 풀 시스템을 통해 수행되는 방식이다.

- 워크스테이션이나 단말기는 단순히 시스템의 자원을 접근하는 수단을 제공한다.

3) 혼합 모델(Hybrid Model)

- 클라이언트/서버 모델과 프로세서 풀 모델을 혼합한 형태의 방식이다.

- 사용자는 워크스테이션이나 단말기를 통하여 시스템에 접근할 수 있다.

5. 운영체제에 따른 분류

- 자원에 대한 접근 방식에 따라 네트워크 운영체제와 분산 운영체제로 분류할 수 있다.

1) 네트워크 운영체제

- 독자적인 운영체제를 가지고 있는 시스템을 네트워크로 구성한 것으로, 사용자가 원격 시스템으로 로그인하거나 원격 시스템으로부터 필요한 자원을 전달받아야 하는 방식이다.

- 사용자는 시스템의 각 장치에 대해 알고 있어야 한다.

- 지역적으로 멀리 떨어져 있는 대규모 시스템에서 주로 사용한다.

- 설계와 구현이 쉽고, 장애 발생 시 해당 작업만 분실하게 된다.

- 자원 공유가 번거롭다.

2) 분산 운영체제

- 하나의 운영체제가 모든 시스템 내의 자원을 관리하는 것으로, 원격에 있는 자원을 마치 지역 자원인 것과 같이 쉽게 접근하여 사용할 수 있는 방식이다.

- 사용이 편리하고, 시스템 간 자원 공유가 용이하다.

- 하나의 운영체제가 시스템 전체를 관리해야 하므로 설계와 구현이 어렵다.

- 요청한 컴퓨터에 요청된 컴퓨터의 자원이 이주됨으로써 자원을 사용할 수 있다. (데이터 이주, 연산 이주, 프로세스 이주)