Journal of KIISE:Computer Systems and Theory (한국정보과학회논문지:시스템및이론)

Korean Institute of Information Scientists and Engineers (한국정보과학회)
권호 표지

An Integrated File System for Guaranteeing the Quality of Service of Multimedia Stream

멀티미디어 스트림의 QoS를 보장하는 통합형 파일시스템

  • 김태석 (서울대학교 컴퓨터공학부) ;
  • 박경민 ((주)삼성전자) ;
  • 최정완 (LG전자 기술원) ;
  • 김두한 ((주)삼성전자) ;
  • 원유집 (한양대학교 전기전자컴퓨터공학부) ;
  • 고건 (서울대학교 컴퓨터공학부) ;
  • 박승민 (한국전자통신연구원 임베디드 S/W 기술센터) ;
  • 김정기 (한국전자통신연구원 임베디드 S/W 기술센터)
  • Published : 2004.10.01
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Abstract

Handling mixed workload in digital set-top box or streaming server becomes an important issue as integrated file system gets momentum as the choice for the next generation file system. The next generation file system is required to handle real-time audio/video playback while being able to handle text requests such as web page, image file, etc. Legacy file system provides only best effort I/O service and thus cannot properly support the QoS of soft real-time I/O. In this paper, we would like to present our experience in developing the file system which fan guarantee the QoS of multimedia stream. We classify all application I/O requests into two category: periodic I/O and sporadic I/O. The QoS requirement of multimedia stream could be guaranteed by giving a higher priority to periodic requests than sporadic requests. The proto-type file system(Qosfs) is developed on Linux Operating System.

통합형 파일시스템이 차세대 파일시스템으로 주목받으면서 디지털 셋톱박스나 스트리밍 서버에서 멀티미디어 서비스의 QoS를 보장함과 동시에 텍스트 기반의 웹 문서나 그림 파일 등의 입출력 요청을 처리하는 것이 중요한 이슈로 부각되고 있다 그러나 하나의 파일서버에서 다양한 요구사항을 지닌 입출력들을 동시에 처리해야 하는 경우, 입출력 요청들의 디스크 탐색시간을 최소화하는 것을 목표로 하는 기존의 파일시스템에서는 멀티미디어 스트림의 QoS를 만족할 수가 없다. 본 논문에서는 이처럼 다양한 입출력 요청이 혼재하는 통합형 환경에서 멀티미디어 스트림의 QoS를 보장하는 파일시스템 개발에 대해 논의하고자 한다. 먼저 다양한 응용프로그램들의 입출력 요청을 QoS 요구사항에 따라 크게 두 가지-주기적인 요청, 산발적인 요청-로 구분하고, 입출력 요청 처리 수준에서 주기적인 요청에 높은 우선순위를 부여함으로써 멀티미디어 스트림의 QoS를 보장하도록 하였다. 또한, 이러한 메커니즘을 리눅스 운영체제에 구현하여 그 성능과 효과를 검증하였다.

Keywords

References

  1. Y. J. Won and Y. S. Ryu, 'Handling Sporadic Tasks in Multimedia File System,' Proceedings of the eighth ACM International conference on Multimedia, pp.462-464, October 2000 https://doi.org/10.1145/354384.376378
  2. P. Shenoy, 'Cello: A Disk Scheduling Framework for Next Generation Operating System,' (extended version), Real Time Systems Journal, January 2002
  3. V. Sundaram and P. Shenoy, 'Application performance in the Qlinux Multimedia Operating System,' Proceedings of the Eighth ACM Conference on Multimedia, Los Angels, CA, pages 127-136, November 2000 https://doi.org/10.1145/354384.354448
  4. G. Nerjes, P. Muth, M. Paterakis, Y. Romboyannakis, P. Triantafillous and G. Weikum, 'Scheduling Strategies for Mixed Workloads in Multimedia Information Servers,' 1998 https://doi.org/10.1109/RIDE.1998.658286
  5. G. Nerjes, P. Muth, M. Paterakis, Y. Romboyannakis, P. Triantafillous and G. Weikum, 'Incremental Scheduling of Mixed Workloads in Multimedia Information Servers,' Special Issue of the Journal of Multimedia Tools and Applications, 1999 https://doi.org/10.1023/A:1009669215773
  6. R. Wijayaratne and A. L. Reddy, 'Providing QoS guarantees or disk I/O,' In Proceedings of ACM/ Springer Journal on Multimedia Systems, January 2000
  7. P. Shenoy, P. Goyal and H. Vin, 'Architectural Considerations for Next Generation File Systems,' (extended version), ACM/Springer Multimedia Systems Journal, 2002 https://doi.org/10.1007/s005300100048
  8. P. Shenoy, S. Hasan, P. Kulkarni and K. Ramamritham, 'Middleware versus Native as Support: Architectural Considerations for Supporting Multimedia Applications,' Proceedings of IEEE Realtime Technology and Applications Symposium (RTAS'02), San Jose, CA, September 2002 https://doi.org/10.1109/RTTAS.2002.1137378
  9. Y. J. Won and J. Srivastava, 'smdp: Minimizing buffer requirements for continuous media servers,' ACM/Springer Multimedia Systems Journal, 8(2): pp. 105-117, 2000 https://doi.org/10.1007/s005300050154
  10. A. N. Reddy and J. C. Wyllie, 'I/O Issues in a Multimedia System,' IEEE Computer 27(3): 69-74 1994 https://doi.org/10.1109/2.268888
  11. D. P. Anderson, Y. Osawa and R. Govindan, 'A File System for continuos Media,' ACM Transactions on computer systems, 1992 https://doi.org/10.1145/138873.138875
  12. H. M. Vin and P. V. Rangan, 'Admission Control Algorithms for Multimedia-On-Demand-Servers,' In Proceedings of the 3rd International Workshop on Network and Operating System Support for Digital Audio and Video, 1992
  13. F. Y. S. Lin, 'Optimal Real-Time Admission Control Algorithm for the Video-on-Demand (VOD) Service,' IEEE Transactions on Broadcasting, 1998 https://doi.org/10.1109/11.735901
  14. H. M. Vin, P. Goyal and A. Goyal, 'A Statistical Admission Control Algorithms for Multimedia Servers,' In Proceedings of the ACM Multimedia, 1994 https://doi.org/10.1145/192593.192616
  15. I. H. Kim, J. W. Kim, S. W. Lee, K. D. Chung, 'Measurement-Based Adaptive Statistical Admission control Scheme for Video-on-Demand Servers,' In Proceedings of the 15th International Conference on Information Networking https://doi.org/10.1109/ICOIN.2001.905467
  16. http://www.iozone.org
  17. http://www.dmclab.hanyang.ac.kr/research/project/hermes-q/hermes-q_overview.htm