분산 컴퓨팅 : 핵심 이론부터 프로그래밍 실습까지

윤영

저자:윤영
UniversityofTexasatAustin컴퓨터과학전공학사,석사,UniversityofToronto컴퓨터공학전공박사,PlatformComputing,Telus,IBMT.J.
Watson연구소,삼성전자등에서근무경험,現홍익대학교컴퓨터공학과교수,(주)Neouly기술이사,(주)넷코아테크미래기술전략실장
주요연구분야:분산시스템,미들웨어,사이버보안,인공지능응용

1장|분산컴퓨팅이란무엇인가?
1.1두장군이야기
게임으로풀어보는두장군간의합의문제
1.2분산컴퓨팅의정의
분산컴퓨팅의주체
비동기적인통신환경

2장|중계자와2단계커밋프로토콜
2.1계좌이체문제
분산프로세스간올바른거래의어려움
2.2안전성과라이브니스
안정성과라이브니스동시충족문제
확약과합의의어려움
2.32단계커밋프로토콜
스트로우맨프로토콜
원자적커밋프로토콜
안정성보장을위한조치
라이브니스보장을위한조치
2단계커밋프로토콜수행예시

3장|시간동기화문제와논리적시계
3.1이중화된데이터베이스문제
분산된데이터베이스의병행갱신
3.2시간동기화기법
크리스티안알고리즘
버클리알고리즘
네트워크시간프로토콜
3.3논리적시계
램포트시계
이벤트의전체순서
3.4램포트시계를활용한비일관성문제해결
데이터베이스복제알고리즘
분산데이터베이스병행갱신문제해결

4장|CAP과FLP정리
4.1복제시발생하는네트워크장애
비일관성의문제
가용성의문제
궁극적또는강한일관성
일관성과가용성동시충족딜레마
4.2합의
합의조건
4.3FLP정리
분산장치들간의동일값결정문제
장애발생시결정론적합의알고리즘존재여부
4.4무결한프로세스간의합의
정족수충족합의
직장인회식여부합의예시

5장|Paxos
5.1전설
Paxos섬의고대유물
5.2장애유형
난이도순장애유형
5.3Paxos알고리즘
Paxos의안전성과라이브니스
Paxos참여프로세스역할
Paxos3단계수행과정
5.4Paxos역으로파헤치기
Paxos특성분석
5.5Paxos로단절된두뇌문제해결
2PC프로토콜과TC장애
두뇌단절문제
Paxos에의한리더선정

6장|암복호화와디지털서명
6.1고전적암호
시저암호
6.2RSA알고리즘
암호화
복호화
공개키와비밀키
6.3디지털서명
위변조방지
인증기관의필요성

7장|비잔틴장애와합의
7.1비잔틴장애문제
합의과정교란
7.2비잔틴장애내성합의알고리즘
백업서버복제문제
디지털서명활용
사전준비단계와준비단계
확약단계
PBFT알고리즘

8장|RAFT
8.1로그복제의문제
프라이머리서버선정문제
8.2리더선정방법
RAFT참여자역할
주기적하트비트
임기의개념
선거과정
RAFT의안전성과라이브니스
8.3로그관리
로그구조
리더지시실패예시
안전한리더선정
로그정정방법

9장|블록체인
9.1이중지불사기꾼잡기게임
게임규칙
게임수행예시
이중지불문제
9.2블록체인기반비트코인
비트코인구조
비트코인양도과정
비트코인트랜잭션검증과정
9.3블록체인과가상화폐의한계
블록체인응용
저장공간활용한계
탈중앙화검증방식의한계
검증속도의문제

10장|벡터시계와스냅샷찍기
10.1단체메시징애플리케이션문제
메시지들의인과관계파악문제
램포트시계의한계
10.2벡터시계
벡터시각갱신
벡터시각에따른이벤트인과관계
벡터시계를활용한안전한메시지열람방법
10.3전역스냅샷
전역스냅샷의필요성
올바르지않은전역스냅샷예시
마커기반전역스냅샷찍는법
정확한순서관계기록의보장

11장|성능모델링과병렬처리
11.1큐잉네트워크모델
서비스센터모델
서비스센터성능지표
성능지표간의관계
11.2성능법칙
가용률의법칙
리틀의법칙
강제플로우의법칙
11.3맵리듀스기반병렬처리
웹페이지검색의문제
맵리듀스작동원리
하둡생태계

12장|분산데이터베이스
12.1장애시확장성관리문제의고민
단순해싱의문제점
데이터완전재배치문제
12.2일관적해싱
해시링
서버별해시값담당범위배정법
데이터레코드배치방법
일관된해시의장점
12.3분산해시테이블
중앙디렉토리서비스관리문제
Chord알고리즘
12.4가상노드기법
노드간불균형문제해결
DHT의활용

13장|Publish/Subscribe
13.1Publish/Subscribe패러다임
Publisher
Subscriber
시공간의분리
13.2Publish/Subscribe의작동원리
관심사매칭
콘텐츠기반라우팅
13.3Publish/Subscribe의응용
ServiceChoreography
ESB

14장|보안관제
14.1목적에따른사이버공격유형
서비스장애공격
기밀정보탈취및위변조
14.2공격패턴정의
스노트문법
스노트규칙예시
스노트운영모드
스노트의문제점과한계
ATT&CK기반행위분석
킬체인
14.3데이터기반공격패턴분석과탐지체계
SIEM
연관분석
인과관계분석
시계열분석
그래프분석
평판분석
문맥분석

15장|기밀보호
15.1영지식증명
직관적영지식증명
Fiat-Shamir프로토콜
Schnorr프로토콜
Fiat-Shamir휴리스틱
15.2다자간연산
누가더부자인가?
안전회로평가
15.3동형암호
직관적예시
Paillier암호화
15.4기밀보호Pub/Sub
콘텐츠기반Pub/Sub의딜레마
재암호화동형암호의활용
15.5분산학습
인공신경망개념
연합학습
분할학습

16장|GolangRPC와DevOps
16.1Golang기초
Go의특성
Go기본문법
16.2RPC로메시지보내기
RPC서버
RPC클라이언트
16.3암호화메시지디지털서명
복호화서버
디지털서명클라이언트
16.4분산시스템구동환경
온프레미스
클라우드
모바일단말
16.5DevOps
폭포수모델
애자일모델
CI/CD
도커컨테이너
젠킨스
쿠버네티스
DevOps정리

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현학적표현보다,일상생활에비유한예시들을곁들여
분산컴퓨팅을최대한풀어서해설한책

《핵심이론부터프로그래밍실습까지분산컴퓨팅》은눈에보이지는않지만현대IT의기반이되는분산컴퓨팅기술에대해서완전실무적인접근보다는핵심이론의이해를통해서분산컴퓨팅체계를설계하고필요한도구들을잘취사선택할수있는능력을배양하는것을학습목표로한다.특히,컴퓨터공학또는컴퓨터과학전공학부생또는대학원생들대상강의에서이책을활용하는것을염두에두고집필되었으며,백엔드,클라우드컴퓨팅,DevOps등의분야의전문가로서의커리어기반을다지면서도,이론적지식의무장을통한차별성과경쟁력까지갖추길원하는사람들에게도움을줄것이다.

Step1간단한예시를통한분산컴퓨팅기법이해

Step2예시와함께이해를돕는생각해보는분산컴퓨팅문제구성

Step3핵심요약을통한분산컴퓨팅의각문법복습