Analysis of Workload Performance and Resource Consumption of Lightweight Secure Virtualization Platforms in IoT/Edge Computing

최근 가상머신의 높은 보안성과 컨테이너의 경량성을 결합한 경량 보안 가상화 플랫폼들이 제안되고 있다. 이 기술은 특히 IoT 장치 및 게이트웨이처럼 막대한 양의 데이터를 처리하면서도 제한된 컴퓨팅 자원을 가진 엣지 컴퓨팅 환경에서 보안과 성능을 동시에 추구할 수 있는 중요한 기술로 간주된다. 다양한 플랫폼 기술이 제안되었지만, IoT 장치들과 엣지 컴퓨팅 환경에서 이들 플랫폼을 비교하고 구체적인 워크로드 성능과 CPU 사용을 이해한 연구는 부족하다. 따라서 각 상황과 워크로드에 최적의 성능과 효율적인 자원 소모량을 파악하기 어려운 상황이다. 본 논문은 최신 경량 보안 가상화 플랫폼인 Firecracker, Kata container, Unikraft를 엣지 컴퓨팅 환경에서 비교 분석한다. 특히, 데이터 수집 및 저장에 빈번히 사용되는 Redis 프로그램을 대상으로 각 플랫폼의 초당 요청 처리량과 CPU 소모량을 세부적으로 분석하였다. 분석 결과, 엣지 컴퓨팅에서 송수신하는 메시지 크기에 따라 최적의 플랫폼이 달라지며, 플랫폼 선택에 따라 사용자 응용 프로그램이 활용 가능한 CPU 자원이 상이해짐을 확인하였다. 이 연구는 세 플랫폼에 대한 분석을 넘어서, 실제 엣지 컴퓨팅 환경에서 적합한 경량 보안 가상화 플랫폼을 선정하는 데 필요한 이해와 기준을 제공한다.