• 정보과학회 논문지
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• 제42권11호
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• pp.1322-1331
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• 2015

vCPU(virtual CPU)는 하이퍼바이저 스케줄러에 의해서 실행 상태와 정지 상태를 반복하는 특징을 갖는다. 정지 상태인 vCPU에게 전달된 이벤트는 vCPU가 실행 상태가 될 때까지 처리되지 못하고 지연 된다. 이러한 이벤트 지연 현상은 I/O 지연 현상으로 나타난다. SMP(symmetric multiprocessing) 가상 머신은 다수의 vCPU를 이용하기 때문에 이벤트를 어느 vCPU에게 전달하는지에 따라 SMP 가상 머신의 이벤트 지연 시간이 달라 질 수 있다. SMP 가상 머신의 이벤트 지연 시간을 줄이기 위해서 본 논문에서는 각 vCPU의 동작 상태에 따라서 이벤트를 전달하는 새로운 기법인 이벤트 라우팅 기법을 제안한다. 제안한 이벤트 라우팅 기법을 Xen ARM 하이퍼바이저에 적용하였고 다양한 실험 환경에서 네트워크 RTT(round trip time)와 TCP 대역폭 측정을 통해 I/O 지연 시간 감소를 확인하였다. 기존 Xen ARM과 비교하여 네트워크 RTT는 최대 94% 감소하였고, TCP 대역폭은 최대 35% 증가하였다.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제9권3호
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• pp.253-259
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• 2020

Most of today's large-scale cloud systems and enterprise data centers are distributing resources to improve scalability and resource utilization. NVMe-over-Fabric protocol allows submitting NVMe commands to a remote NVMe SSD through RDMA (Remote Direct Memory Access) network. It is attracting attention recently because it is possible to construct a disaggregation storage system with low latency through the protocol. However, the current I/O stack of NVMe-over-Fabric has an inefficient structure for maintaining compatibility with the traditional I/O stack. Therefore, in this paper, we propose a new mechanism to reduce I/O latency and CPU overhead by modifying I/O path of NVMe-over-Fabric to pass through legacy block layer. According to the performance evaluation results, the proposed mechanism is able to reduce the I/O latency and CPU overhead by up to 22% and 24% compared to the existing NVMe-over-Fabrics protocol, respectively.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.63-69
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• 2019

Recently, ultra-low latency flash storage devices such as Z-SSD and Optane SSD were introduced with the significant technological improvement in the storage devices which provide much faster response time than today's other NVMe SSDs. With such ultra-low latency, $10{\mu}s$, storage devices the cost of context switch could be an overhead during interrupt-driven I/O completion process. As an interrupt-driven I/O completion process could bring an interrupt handling overhead, polling or hybrid-polling for the I/O completion is known to perform better. In this paper, we analyze tail latency problem in a polling process caused by process scheduling in data center environment where multiple applications run simultaneously under one system and we introduce our adaptive polling selection technique which dynamically selects efficient processing method between two techniques according to the system's conditions.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제22권10호
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• pp.497-503
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• 2016

비휘발성 메모리 같은 차세대 저장장치의 등장으로 저장장치 지연시간은 거의 사라질 것이다. 예전에는 저장장치 지연시간이 가장 큰 문제였기 때문에 소프트웨어의 효율성은 중요한 문제가 아니었다. 하지만 이제는 소프트웨어 오버헤드가 해결해야 할 문제점으로 나타나고 있다. 소프트웨어 오버헤드를 최소화하기 위해 많은 연구자들은 메모리 매핑을 이용한 파일 입출력 기법을 제안하고 있다. 메모리 맵 파일 입출력 기법을 사용하면 기존 운영체제의 복잡한 파일 입출력 스택을 피할 수 있을 뿐 아니라 빈번한 사용자/커널 모드 변환도 최소화할 수 있다. 또한 다수의 메모리 복사 오버헤드도 최소화 할 수 있다. 하지만 메모리 맵 파일 입출력 기법에도 해결해야 할 문제점이 존재한다. 메모리 맵 파일 입출력 메커니즘도 느린 블록 디바이스를 효율적으로 관리하기 위해 설계된 기존 운영체제의 일부이기 때문이다. 본 논문에서는 메모리 맵 파일 입출력의 오버헤드 문제점을 설명하고 실험을 통해 그 문제점을 확인한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2005년도 가을 학술발표논문집 Vol.32 No.2 (1)
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• pp.892-894
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• 2005

모바일 기기가 널리 보급되면서 모바일 기기에서 멀티미디어 데이터나 데이터베이스 같은 대용량 데이터 사용에 대한 요구가 커지고 있다. 따라서 모바일 기기의 저장 공간의 한계를 극복하기 위한 노력의 하나로 iSCSI 를 이용해 모바일 기기에 원격 스토리지 서비스를 제공하는 연구가 진행되었다. 그러나 모바일 기기에 iSCSI 를 적용했을 때, 지연 시간에 민강한 iSCSI의 구조적인 특성 때문에 iSCSI 클라이언트가 서버에서 멀리 떨어진 위치로 이동하게 되면 iSCSI I/O 성능이 급격히 떨어지는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 모바일 기기가 스토리지 서버로부터 거리가 멀어졌을 때 전송 지연시간이 증가함에 따라 iSCSI 성능이 급격하게 떨어지는 단점을 개선하기 위해 중개서버(Intermediate Target)를 이용해 iSCSI Target을 지역화하여 성능을 높이는 방안을 제안한다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제16권4호
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• pp.57-68
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• 2016

게임 애플케이션에서 사용하는 데이터의 크기가 점차 커짐에 따라 물리적인 게임 서버 자원은 점차 늘어 가고 있다. 이에 따라 서버의 I/O 성능을 향상시키기 위해 게임 서버에 I/O 가상화 기술을 도입하고자 하는 요구가 점차 증가하고 있다. 그러나, I/O 지연 시간이 수시로 변하는 게임 서버는 I/O 응답성을 쉽게 보장하기가 힘들다. I/O 가상화 효과를 극대화하기 위해 I/O 응답성 보장은 매우 중요하며 가상 머신의 우선순위에 따라 I/O 지연 시간을 관리할 수 있는 I/O 스케줄링 기법이 반드시 필요하다. 따라서 본 논문에서는 가상화 환경에서 최대 I/O 지연 시간을 보장하는 효율적인 지연 제약 스케줄링 기법을 제안한다. 또한 제안한 기법을 이용하여 지연시간을 보장하는지 실험을 하여, 패킷의 손실량이 줄고 스케줄링의 공정성이 증가한 것을 확인하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 Ⅲ
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• pp.1601-1604
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• 2003

본 논문에서는 PDA. Hand PC(HPC)등과 같은 모바일 단말에 운영체제로써 Embedded Linux를 채택하였을 경우 고려해야 할 Hardware 사양, I/O interrupt latency에 따른 성능. 스케줄링 정책에 따른 성능에 대하여 논한다. 대상 타겟으로 사용한 HPC 의 하드웨어 사양에 설명하고, Embedded Linux와의 연동에 있어서 문제점을 살펴본다. 또한 각종 I/O device들의 Interrupt latency에 따른 성능저하와 스케줄링 정책에 의한 성능저하에 대하여 분석하고. 해결 방안에 대하여 논한다. 마지막으로 실제 예로서 Mobile IPv6 S/W Stack을 이용한 실제 검증을 수행하고 성능 향상 방안을 제시한다.

• 정보과학회 논문지
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• 제41권9호
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• pp.605-610
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• 2014

현재 가상화 기술은 많은 연구를 통해 다양한 분야에서 널리 쓰이고 있다. 그러나 여전히 I/O 워크로드는 가상화로 인한 성능 저하로 인하여 가상화 분야에 적용되지 못하고 있다. 이전의 많은 연구에서 가상화 I/O 과정의 모드전환과 중복된 I/O 스택을 이러한 성능 저하의 원인으로 파악하고, 이를 해결하기 위한 기법을 제안하였으나 여전히 가상화 되지 않은 환경의 물리장치에 비해 낮은 성능을 보여주었다. 본 논문에서는 가상화 라이브러리를 사용하는 새로운 I/O 가상화 기법을 제안한다. 본 제안기법은 가상화 I/O 과정에서 발생하는 모드 전환을 완전히 제거하고 게스트 운영체제의 I/O 스택을 우회함으로써 /O 성능을 향상 시킨다. 네트워크 환경을 위한 프로토타입 구현을 통해 본 제안기법은 네트워크 처리량을 169% 향상시키며 네트워크 지연을 38% 감소시킴을 확인하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(A)
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• pp.531-534
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• 2011

최근에는 가상화 기술이 임베디드 시스템 분야에도 적용 되면서, 다양한 종류의 임베디드 시스템이 하나의 물리 머신에서 동시에 실행되어야 하는 경우가 늘어나고 있다. 임베디드 시스템은 다양한 특성을 가지는데 그 중 하나가 바로 I/O 처리에 되한 지연시간의 보장이다. 본 논문에서는 임베디드 가상화 환경에서 I/O 지연 시간이 발생하는 원인을 분석하고 이를 해결 하기 위한 방법을 제안한다. 그리고 실험을 통해서 I/O 지연시간이 개선 될 수 있음을 보인다.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2006년도 하계학술대회
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• pp.77-81
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• 2006

Because of the rapid increasing of network user, there are some problems to tolerate the network overhead. Recently, the research and technology of the user-level for high performance and low latency than TCP/IP which relied upon the kernel for processing the messages. For example, there is an Infiniband technology. The Infiniband Trade Association (IBTA) has been proposed as an industry standard for both communication between processing node and I/O devices and for inter-processor communication. It replaces the traditional bus-based interconnect with a switch-based network for connecting processing node and I/O devices. Also Infiniband uses RDMA (Remote DMA) for low latency of CPU and OS to communicate between Remote nodes. In this paper, we develop the SRP (SCSI RDMA Protocol) which is Storage Access Protocol on Infiniband network. And will compare to FC (Fibre Channle) based I-SCSI (Internet SCSI) that it is used to access storage on Etherent Fabric.