• 정보기술과데이타베이스저널
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• 제3권2호
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• pp.25-38
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• 1996

병렬 데이타베이스 소프트웨어 구조 중 공유 디스크 구조는 트랜잭션간의 병렬도 향상, 적재 균형 용이, 데이타 재할당 용이 등의 장점을 가지고 있어 병렬 데이타베이스 구조 중 가장 효율적인 성능이 기대되고 있다. 그러나 공유 디스크 구조는 동시성/응집성 제어를 위한 추가적인 메세지의 증가로 네트워크 트래픽이 증가되는 문제를 가지고 있으며 이러한 문제를 완화시키고자 하는 연구가 계속되고 있다. 본 논문에서는 공유 디스크 구조의 동시성/응집성 제어를 위한 추가적인 메세지를 감소시키는 기법을 제안하고, 기존 기법과의 비교를 위해 성능 모델을 제시하였으며, 이를 통한 시뮬레이션을 수행하여 성능을 분석하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 봄 학술발표논문집 Vol.31 No.1 (A)
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• pp.64-66
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• 2004

단일 입출력 디스크(SDIO)는 클러스터 환경에서 빠르고 신뢰성 있는 분산 저장장치를 제공한다. 단일 입출력 디스크는 주로 RAID 레벨 0이나 레벨 1을 사용하는데, RAID 레벨 5를 사용함으로써 좋은 성능과 좋은 신뢰도 그리고 높은 디스크 용량 사용률을 얻을 수 있다. 그러나 RAID 레벨 5를 사용함으로써 네트웍 오버헤드 문제, 작은 데이터의 기록 성능 문제, 동시 기록 문제가 발생한다. 위의 새 가지 문제를 해결하거나 최소화하기 위하여 본 논문에서는 Parity Cumulating이라는 접근방법을 제시한다. Parity Cumulating은 패리티의 계산을 두 개의 노드로 분산시킴으로써 네트웍 오버헤드를 줄이고, 패리티를 버퍼에 저장하고 디스크에 작업이 없을 때 처리함으로써 작은 데이터의 기록 성능을 높이며 동시 기록시 일관성을 지킨다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2004년도 가을 학술발표논문집 Vol.31 No.2 (1)
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• pp.76-78
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• 2004

단일 디스크 입출력 환경은 클러스터 시스템의 분산된 디스크들을 하나의 통합된 디스크의 이미지로 제공하여 사용자에게 편의성을 제공한다. 하지만, 디바이스 수준에서의 서비스를 제공하고 이로 인해 여러 노드에서의 파일의 병렬적인 접근을 지원하기 위해서는 클러스터 파일 시스템의 지원이 요구된다. 본 논문은 리눅스 시스템에서 가장 많이 사용하는 EXT2 파일 시스템을 단일 입출력 환경에서 효과적으로 사용할 수 있는 클러스터 파일 시스템으로의 확장하는 방안에 대해서 설명한다. 기존의 EXT2 파일 시스템을 커널 모듈의 형태로 재구성하고, 버퍼 캐쉬와 메타 데이터의 일관성 유지를 위하여 분산 락 모듈물 구현하고 이를 이용하여 데이터의 일관성과 동기화 문제를 동시에 해결하도록 하여, EXT2 파일 시스템을 클러스터 파일 시스템으로 확장하였다

• 한국공간정보시스템학회 논문지
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• 제8권3호
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• pp.1-14
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• 2006

최근 실시간 서비스의 요구 사항을 갖는 위치 기반 서비스(Location Based Service : LBS)와 텔레매틱스(Telematics) 서비스를 효율적으로 제공하기 위해서 공간 메인 메모리 DBMS에 대한 관심이 급증하고 있다. 이러한 공간 메인 메모리 DBMS에서는 시스템 장애가 발생하였을 경우 메인 메모리상의 모든 공간 데이타를 잃어버릴 수 있으므로 데이타베이스의 안정성을 위한 회복 시스템은 매우 중요하다. 회복 시스템에서 로그와 체크포인트 수행 과정 중 발생하는 디스크 입출력은 전체 시스템 성능을 저하하는 중요한 요인이 되고 있다. 그러므로, 공간 메인 메모리 DBMS에서 디스크 입출력을 줄일 수 있는 효율적인 회복 시스템에 대한 연구가 절실히 필요하다. 본 논문에서는 공간 메인 메모리 DBMS를 위한 효율적인 회복 시스템에 대해서 연구하였다. 먼저 로그 기법으로는 디스크 입출력을 줄이고 트랜잭션의 동시성 향상을 위해 사전 완료 기법을 사용하였고, 전체 시스템 성능을 향상시키기 위해 기존의 퍼지-핑퐁 체크포인트 기법에서 발생하는 동일 페이지에 대한 중복 디스크 입출력 문제를 해결한 퍼지-쉐도우 체크포인트 기법을 제안하여 회복 시스템 구현 시 사용하였다. 그리고 마지막으로 본 논문에서 개발한 회복 시스템의 성능 평가를 수행하여 효율성을 입증하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 가을 학술발표논문집 Vol.32 No.2 (2)
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• pp.217-219
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• 2005

최근 들어 무선 인터넷 및 모바일 기술이 급속한 발달을 이루면서 이동 객체의 위치에 기반 한 많은 서비스들이 개발되고 있다. 이 서비스에 사용되는 않은 어플리케이션들은 비교적 용량이 큰 공간 정보를 사용하여 최근에는 기존 디스크 기반 데이터베이스 관리 시스템이 제공할 수 있는 처리 속도보다 더욱 빠른 트랜잭션 처리를 요구하고 있다. 따라서 공간 데이터와 같은 대용량 데이터의 효율적인 처리와 폭주 하는 여러 사용자들에게 빠른 응답시간을 제공하여 주는 공간 DBMS가 요구되고 있다. 기존 디스크 기반의 공간 DBMS는 공간데이터와 같은 대용량의 데이터 관리가 가능하지만, 빠른 응답속도를 요구하는 여러 어플리케이션을 지원하기에는 무리가 있다. 반면에 메인 메모리 기반의 공간 DBMS는 불필요한 디스크 I/O를 없앰으로써 더욱 빠른 트랜잭션 처리를 지원하지만, 메인 메모리의 저장 한계로 대용량 처리에는 한계가 있다. 이러한 이유로 디스크 공간 DBMS의 장점과 메인 메모리 공간 DBMS의 장점으로 이루어진 다중레벨 공간 DBMS를 제안한다. 다중레벨 공간 DBMS는 디스크 기반의 공간 DBMS인 GMS시스템에 메인 메모리 데이터베이스와 그와 관련된 여러 컴포넌트들을 추가하여 개발 하였다. 제안된 시스템은 디스크 데이터베이스 기반의 대용량 데이터의 효율적인 관리와 메모리 데이터베이스 기반의 빠른 트랜잭션 처리를 보장한다.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제3권6호
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• pp.1375-1385
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• 1996

멀티미디어 데이타에 대한 처리 요구가 급증함에 따라 멀티미디어 데이타를 처리 하는 저장 관리자의 성능은 시스템의 성능에 매우 큰 영향을 미친다. 일반적으로 멀 티미디어 데이타의 크기는 매우 크기 때문에 멀티미디어 데이타의 디스크 입출력은 많은 시간을 소비하여 시스템 성능 저하를 가져온다. 따라서 멀티미디어 데이타의 버 퍼 관리를 통해 디스크 입출력을 줄이는 것은 시스템 성능에 매우 중요하다. 본 논문 은 멀티미디어 데이타 저장 관리자가 디스크 영역 관리에 일반적으로 사용하는 세그 먼트가 물리적으로 연속적인 페이지들로 구성되어 디스크 입출력 단위로 사용된다는 특성을 고려하여 버퍼의 크기가 세그먼트의 크기에 따라 가변적인 버퍼 관리 기법을 제안한다. 또한 버퍼의 크기가 가변적이 됨에 따라 버퍼의 참조 행동뿐만 아니라 버 퍼의 크기를 고려한 버퍼를 교체하는 기법을 제안한다. 제안된 멀티미디어 데이타 버 퍼 관리 기법은 멀티미디어 데이타 저장 관리자인 KORED/STORM에서 구현한다.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제6권7호
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• pp.1724-1737
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• 1999

멀티미디어 데이터 서비스 응용에서는 멀티미디어 데이터를 구성하는 LOB(unstructured large object)을 다량 저장하고 다룰 수 있어야 한다. 따라서, 대용량 데이터의 효율적 저장 및 처리를 지원하는 DBMS의 저장장치로 기존의 디스크뿐만 아니라 복수 개의 플래터(광 디스크 쥬크 박스의 경우 디스크, 테이프의 경우 카트리지 테이프)로 구성된 광 디스크 쥬크 박스 또는 테이프 라이브러리와 같은 3차 저장장치가 중요하게 고려되고 있다. 3차 저장장치는 데이터 접근 시 발생하는 지연 시간이 매우 크기 때문에 3차 저장장치에 저장된 LOB에 대한 효율적인 검색 기법에 관한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 LOB의 주 저장소로서 3차 저장장치를 활용할 경우, 3차 저장장치로부터 LOB을 효율적으로 검색하기 위한 입출력 스케줄링에 대해 연구하였다. 3차 저장장치의 성능 특성과 LOB 데이터의 특성을 고려하여 3차 저장장치로부터 LOB을 검색하는 질의 처리에 있어 발생하는 지연 시간을 줄일 수 있는 여러 가지 입출력 스케줄링 휴리스틱을 제시하고 이들의 성능을 시뮬레이션을 통하여 평가하였다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제13A권6호
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• pp.517-524
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• 2006

클러스터 컴퓨터에 있어서 I/O 중심적인 응용을 효과적으로 처리하기 위해서는 통합 I/O 하부 구조를 지원하는 단일 I/O 공간(SIOS)이 필수적으로 구현되어야 한다. SIOS 서비스는 클러스터 컴퓨터 내의 어느 노드에서든지 자신 혹은 원격 노드에 위치한 주변기기 및 하드 디스크들을 직접 액세스할 수 있도록 전역 I/O 주소 공간을 구축해준다. 본 논문에서는 리눅스 클러스터에서 프리웨어들만을 이용하여 SIOS를 구현하는 방법을 제안하였다. 이 방법은 ENBD를 이용한 디바이스 드라이버 레벨과 S/W RAID 및 NFS를 이용한 파일 시스템 레벨에서 구현되었다. 이 방법의 주요 장점은 프리웨어들만을 이용하기 때문에 구현이 용이하고 비용이 거의 들지 않는다는 것이다. 또한 본 연구에서 사용한 프리웨어들은 공개 소스이기 때문에 다른 플랫폼에서도 약간의 수정을 통하여 적용이 가능하다는 장점이 있다. 이러한 장점을 가지면서도 실험 결과에서 나타난 I/O 처리율은 커널 수준에서 별도로 개발된 디바이스 드라이버를 사용하는 CDD보다 쓰기 동작에서는 최대 5.5배, 읽기 동작에서는 2.3배정도 더 높게 나타났다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제16A권2호
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• pp.101-112
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• 2009

파일 시스템의 단편화 현상을 해결하기 위한 기존 기법들은 디스크 조각 모음과 같이 특정 시점에 집중된 디스크의 연산이 요구된다. 본 논문에서는 이러한 단점을 해소하기 위해 디스크의 연산 처리를 분산시키는 자동적이고, 지속적인 단편화 해소 시스템을 설계하고 구현하고자 한다. 이를 위해 우리는 단편화 측정을 위한 자동적인 레이아웃 스코어링(ALS: Autonomic Layout Scoring)기법과 디스크의 연산 처리를 분산시키기 위한 기법으로 디스크의 유휴 시간(idle time)을 찾아 복사를 수행하는 지연 복사(Lazy-copy)기법을 제안한다. 두 기법은 우선 자동적인 레이아웃 스코어링을 통해 단편화 된 대상 파일을 검색하고, 검색된 파일을 옮길 수 있는 연속적인 빈 공간이 있을 경우, 파일의 유실을 막기 위해 지연 복사를 수행한 후 아이노드의 정보를 수정함으로써 단편화 현상을 해결한다. 본 논문에서 제시한 시스템을 실제 리눅스(linux) 환경에 적용하여 단편화 된 작은 파일의 레이아웃 스코어링을 측정 한 결과 기존 EXT2 파일 시스템보다 $2.4%{\sim}10.4%$ 정도의 레이아웃 스코어링이 향상된 것을 볼 수 있었으며, 실험 디스크에 파일 크기에 따른 읽기/쓰기를 실행하여 성능을 측정한 결과에서도 EXT2 파일 시스템과 비교 하여 쓰기성능에서는 $1%{\sim}8.5%$, 읽기 성능에서는 $1.2%{\sim}7.5%$ 정도의 향상된 결과를 보았다. 이 시스템을 이용하면 수동적인 관리 없이도 자동적으로 사용자의 I/O 작업에 대한 방해 없이 단편화 현상을 지속적으로 해소할 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제28권2B호
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• pp.129-137
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• 2003

MPEG(Motion Picture Expert Group)과 같은 멀티미디어 스트림은 연속적 재생으로 인해 데이터의 지속적인 디스크 검색을 요구한다. 따라서, 커널의 효율적인 지원이 필요한데, 유닉스 계열의 리눅스 버퍼 캐시 시스템은 비정기적이고 비실시간 데이터인 텍스트 데이터용으로 설계되었다. 대용량의 연속 미디어의 경우 커널 주소공간에서 사용자 주소공간으로의 대량의 복사가 이루어지므로 이 과정에서 CPU의 과중한 오버헤드가 발생한다. 이것은 시스템 처리율을 저하시킬 뿐만 아니라 QOS(Quality of Service)도 보장할 수 없다. 본 논문에서 이 메모리 복사 오버헤드를 감소시키기 위한 direct I/O와 one copy 기법을 리눅스 커널에서 설계 및 구현하였다. direct I/O는 디스크의 데이터를 커널 버퍼로 복사하지 않고 사용자 버퍼로 직접 복사하므로 CPU 오버헤드를 획기적으로 감소시킬 수 있다. 그리고, one-copy는 사용자 버퍼로 데이터를 복사하지 않고 직접 네트워크로 전송하는 기법이다. 구현 결과, CPU 오버헤드의 상당한 감소와 시스템의 처리율이 향상됨을 확인하였다.