Recently high-speed memory array based on RAM, which is a type of solid-state drive (SSD), has been introduced to handle the input/output (I/O) bottleneck. But there are only a few performance studies on RAM based SSD storage with regard to diverse workloads. In this paper, we focus on the file system for RAM based memory array based NGS (Next Generation Storage) system which is running on Linux operating system. Then we perform benchmark tests on practical file systems including Ext3, ReiserFS, XFS. The result shows XFS significantly outperforms other file systems in tests that represent the storage and data requests typically made by enterprise applications in many aspects. The experiment is used to design the dedicated file system for NGS system. The results presented here can help enterprises improve their performance significantly.
최근 차세대 메모리 기술이 급격히 발전하여 FeRAM과 PRAM과 같은 비휘발성 메모리의 상품화가 진행 중이다. 이러한 차세대 비휘발성 메모리(NVRAM)는 메모리와 저장 장치의 속성을 모두 만족시켜 데이타를 영속적으로 저장할 뿐 아니라 빠른 데이타 임의 접근을 가능하게 한다. NVRAM에 자주 변경되는 객체를 영속적으로 저장하기 위해서는 네이밍, 회복, 그리고 공간 관리와 같은 파일 시스템의 핵심 기능이 모두 필요하다. 그렇지만 기존 파일 시스템과 최근에 개발된 NVRAM 용 파일 시스템 모두 공간 효율이 낮으며, 어떤 경우 50% 정도에 불과하다. 따라서 상대적으로 고가인 NVRAM을 활용하기 위하여 공간 효율성이 뛰어난 익스텐트(extent) 기반의 NEBFS (NVRAM Extent-Based File System) 파일 시스템을 설계하였다. 그리고 기존 파일 시스템과 NEBFS의 공간 효율성을 비교 분석하였으며, 아울러 NEBFS를 구현하고 NVRAM이 탑재된 보드 및 NVRAM 에뮬레이션 환경에서 공간 효율성을 측정하여 분석 결과를 검증하였다. 이러한 실험 결과는 NEBFS의 공간 효율이 기존 파일 시스템보다 우수함을 보여 준다.
외장형저장장치의 다양한 종류와 대용량화로 인해 대다수의 컴퓨터 사용자들이 사용하고 있다. 그러나 외장형 저장장치의 사용이 증가하면서 파일 유출사고도 늘고 있다. 이러한 파일 유출은 컴퓨터서 파일을 실행하여 확인한 후 이동시키는 것과 파일명으로만 확인하고 이동시키는 경우로 나뉜다. 파일의 실행하여 확인하는 경우는 응용프로그램의 실행정보를 통해 흔적을 확인할 수 있으나 파일의 실행 없이 외장형 장치로 이동되는 경우 응용프로그램의 실행흔적이 남지 않아 포렌식 조사에 어려움이 많았다. 본 논문에서는 외장형 저장장치의 인식방법과 연결정보를 통하여 외장형 저장장치의 볼륨정보, 시간정보를 획득하는 방법과 링크파일의 분석을 통해 외장형 저장장치의 볼륨정보를 획득하여 서로 비교하고 링크파일의 생성시간정보, 접근시간 정보 등을 획득하여 파일의 실행 없이 외장형 장치로 이동되는 경우의 포렌식 조사에 도움을 줄 수 있는 방법을 제시한다.
There are many file systems in various operating systems. Those are usually designed for server environments, where the common cases are usually 'multiple active users', 'great many small files' And they assume a big main memory to be used as buffer cache. So the existing file systems are not suitable for resource hungry embedded systems that process multimedia data streams. In this study, we designed and implemented a new file system which efficiently stores and retrieves multimedia data steams. The proposed file system has a very simple disk layout, which guarantees a quick disk initialization and file system recovery. And we introduced a new indexing-scheme, called the time-based indexing scheme, with the file system. With the indexing scheme, the file system maintains the relation between time and the location for all the multimedia streams. The scheme is useful in searching and playing the compressed multimedia streams by locating exact frame position with given time, resulting in reduction of CPU processing and power consumption. The proposed file system and its APIs utilizing the time-based indexing schemes were implemented firstly on a Linux environment, though it is operating system independent. In the performance evaluation on a real DVR system, which measured the execution time of multi-threaded reading and writing, we found the proposed file system is maximum 38.7% faster than EXT2 file system.
최근 고성능 컴퓨터에서 메모리 사용량이 매우 큰 프로그램과 파일 접근을 많이 하는 프로그램을 동시에 실행하고 있다. 많은 메모리의 사용은 디스크의 스왑 공간에 대해 디스크 접근을 빈번히 발생시키고, 파일 접근은 디스크의 파일 시스템 파티션으로 디스크 접근을 야기한다. 이런 두 종류의 프로그램을 동시에 실행하면 스왑 공간과 파일 시스템 파티션 간에 디스크 탐색이 빈번히 발생할 수 있다. 이런 문제를 해결하기 위해 본 논문은 SAF 기법을 제안한다. 이 기법은 파일 시스템 파티션에 새롭게 여러 개의 스왑 공간을 배치하고, 이들 공간에 페이지-아웃되는 페이지들을 저장한다. 즉, 페이지들은 가장 최근에 접근한 파일의 디스크 위치에 근접한 스왑 공간에 저장된다. 이 스왑 공간이 기존의 스왑 공간에 비해 최근 접근된 파일의 위치로부터 가까운 거리에 있기 때문에 파일 접근 후 발생하는 디스크 탐색의 시간을 크게 줄일 수 있다. 성능 검증을 위해 BSD기반의 FreeBSD 6.2 운영체제에 SAF를 구현하였고, 5개의 벤치마크를 실행하여 성능을 측정하였다. 성능 측정 결과 SAF는 FreeBSD에 비해 벤치마크의 실행 시간을 약 14%∼42% 감소시켰다.
Recently, flash memory is becoming popular as storage system to store and retrieve multimedia files. However, there are few researches about multimedia file system for flash memory based storage devices. We have been designing and developing a novel multimedia file systems for flash memory. In this paper, we describe the semantics of real-time retrieval of multimedia data and present scheduling scheme to guarantee the real-time requirements in our multimedia file system.
최근에 실시간 처리를 위해 메모리 기반의 빅데이터 처리 프레임 워크인 스파크가 널리 사용되고 있다. 스파크는 프로그램이 필요로 하는 중간 데이터를 모두 메모리에 올려놓아, I/O 수행을 최소화함으로써 빠른 응답을 가져올 수 있다. 그러나 응용프로그램의 메모리 사용량이 클러스터의 실제 메모리의 량보다 많을 경우, 최적의 성능을 기대하기 어렵다. 본 논문에서는 메모리 사용량이 많은 페이지랭크 응용 프로그램에서 병목이 되는 현상을 실험을 통해 그 요인에 대해 분석하고, 스파크와 함께 타키온을 구성해서 메모리의 효율적 사용을 통해 병목의 요인을 해결하여 18%의 성능향상을 하였다.
대부분의 파일 시스템에서는 파일이 삭제되더라도 메타데이타만 삭제되거나 변경될 뿐, 파일의 데이타는 물리 매체에 계속 저장된다. 그렇기 때문에 지워진 파일을 복구하는 것도 가능한데 이러한 복구를 불가능하도록 하는 것을 원하는 사용자들도 있다. 특히 이러한 요구는 플래시 메모리를 저장 장치로 사용하는 임베디드 시스템에서 더욱 더 많아지고 있다. 이에 본 논문에서는 NAND 플래시 파일 시스템을 위한 안전 삭제 기법을 제안하고 이를 가장 대표적인 NAND 플래시 파일 시스템인 YAFFS에 적용하였다. 제안 기법은 암호화를 기반으로 하고 있으며, 특정 파일을 암호화하는데 사용된 모든 키들이 같은 블록에 저장되도록 하여, 단 한번의 블록 삭제 연산으로 파일 복구가 불가능하도록 하였다. 시뮬레이션 결과는 제안 기법으로 인해 파일의 생성 및 변경 시 발생하는 블록 삭제를 감안하더라도 파일 삭제 시 발생하는 블록 삭제 횟수가 단순 암호화 기법의 경우보다 더 작다는 것을 보여준다. 본 논문에서는 제안 기법을 YAFFS에만 적용하였지만, 다른 NAND 플래시 전용 파일 시스템에도 쉽게 적용 가능하다.
플래시 메모리는 하드 디스크와 여러 면에서 다른데 특히 덮어쓰기가 되지 않는다는 것이 가장 큰 차이점이다. 그로 인해 대부분의 플래시 메모리 파일 시스템들은 파일을 수정할 때 not-in-place 수정 기법을 사용하고 있다. 그 과정에서 가끔 플래시 메모리 파일 시스템들은 가용 공간의 확보를 위해 무효 페이지들이 많은 블록들의 유효 페이지들을 다른 블록으로 옮기고 블록들을 쓸 수 있는 빈 페이지로 만들어 주는 작업인 블록 클리닝 작업을 수행한다. 블록 클리닝 작업은 플래시 메모리의 성능을 직접적으로 좌우하는 요소이다. 그래서 이 논문은 유효 페이지와 무효 페이지를 동시에 가진 블록의 수를 최소화하여 블록 클리닝 비용을 줄일 수 있는 효율적인 페이지 할당 기법을 제안한다. 그리고 실험 결과는 원래의 YAFFS에 비해 블록 클리닝 비용이 확연하게 줄어들었음을 보여 준다.
Recently NAND flash memory has been found to be the primary cause of low performance in the smart device. NAND flash memory is different from each other the execution time of I/O operations that flash file system is required. Therefore, it is necessary to compare and analyze the flash file system I/O performance for the efficient I/O on smart device. In this paper, it was tested and analyzing the I/O performance of the YAFFS2, JFFS2, UBIFS. Experimental results most read I/O performance is good, but the writing I/O performance is not good. For UBIFS, showed a more good I/O performance compared to other flash file system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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