경량 컨테이너 기반 고성능 웹 맵 서비스

개요

PaaS를 구현하는 클라우드 서비스로써 파스타 (CloudFoundry 계열) 플랫폼에서 제공하는 경량 컨테이너에서 동작하는 OGC WMS(Web Map Service)의 GetMap 인터페이스를 Sping Web 과 Java Graphics2D를 이용하여 구현한 후,
이를 클러스터링하여 OpenLayers에 통합하여 서비스 UI를 구현함

 

 

목적

클라우드서비스(PaaS)가 제공하는 컨테이너 환경에서 GIS응용어플리케이션이 만족할만한 성능을 제공하는지 확인함

 

환경구성

1. Server : Linux Container, 가상서버 위에 설치되는 DBMS
2. DBMS : Postgre + PostGIS
3. WAS(Web Application Server) : Apache Tomcat

 

개발환경 및 배포

1. 이클립스에서 일반 웹앱을 제작하는 방법을 준수하고,
   배포서버를 이클립스에 등록된 서버 중 CloudFoundry를 지정하고 연결계정을 등록하여 해당 서버로 배포함
2. 최초 제작된 웹 앱(WMS)을 복사하여 어플리케이션 명칭을 변경하여, 필요한 갯수만큼 클라우드(CloudFoundry)에 배포
   ( 웹 어플리케이션의 수평적 확장 적용)

구현

1. 다양한 데이터프로바이더 수용을 위해 성능제약이 존재하는 지오서버 등의 Pakage SW 사용을 배제하고
2. DBMS가 반환하는 결과목록을 일반적으로 적용되는 GIS 자료구조( WKB, WKT)로 변환하지않고, 직접 자바 도형(java.awt.Shape) 으로 변환
  (지오서버가 제공하는 WMS 대비 2배 이상의 성능 향상 확인)

구현결과

1. 연속지적도(전국 SHP 파일 용량 기준 약 30GB)를 기준으로 8개의 웹 앱으로 클러스터링 했을 경우,
   맵 타일 제작 과정 없이도 동적 지도서비스가 가능함을 확인
2. 수평확장되는 웹 앱(WMS)의 갯수만큼 성능 향상 확인 (저비용 서버 확장)
3. DBMS(1) + 컨테이너(8)의 구성만으로도 동시 접속자 100명 이상 수용가능함을 확인

 

성능향상을 위한 개선 사항

1. 인프라 레벨에서 물리 또는 가상으로 이용될 수 있는 가속장치가 있을 경우,
   렌더링시켜야하는 도면데이터 조회 후 이미지 렌더링 속도 약 20% 향상 가능
2. 데이터 프로바이더(DBMS) 계층의 수직적 확장 (가상 코어 증설) 및
   수평확장 (가상 서버 증설) 을 통해 동시에 수용할 수 있는 사용자 증가

 

적용 및 응용 분야

1. 실시간 변경되는 공간정보의 실시간 서비스 발행
2. 저비용으로 고성능 GIS 응용 서비스 제공

 

결론

1. 가상서버, 경량 컨테이너를 제공하는 물리서버의 성능 향상으로 클라우드컴퓨팅 환경에서 GIS 서비스가 충분한 성능을 제공함을 확인
2. 경우에 따라 흔히 GIS엔진이라고 하는 패키지SW 사용을 배제하고, 공간DBMS를 이용하는 코드의 최적화만으로 충분한 성능을 제공함을 확임