[논문]SANfs-VM : 리눅스 클러스터 시스템을 위한 볼륨 관리 기법에 관한 연구

임승호; 황주영; 박규호

SANfs-VM : 리눅스 클러스터 시스템을 위한 볼륨 관리 기법에 관한 연구
SANfs-VM : volume management driver for linux cluster system 원문보기

임승호 (한국과학기술원 전자전산학과 전기 및 전자공학 전공) , 황주영 (한국과학기술원 전자전산학과 전기 및 전자공학 전공) , 박규호 (한국과학기술원 전자전산학과 전기 및 전자공학 전공)

본 논문에서는 대용량 공유 파일시스템의 자원을 효율적으로 관리할 수 있는 볼륨 관리기에 대해서 제안하고 리눅스 상에 구현을 해 보았다. SANfs[5]는 Storage Area Network(SAN)의 대용량 저장장치를 지원할 수 있도록 제안하고 구현된 확장성 있는 공유 파일 시스템이다. SANfs의 자원을 효율적으로 이용하기 위해서 저장장치들을 효율적으로 관리할 수 있는 도구가 필요하게 되었고, 이 논문에서 SANfs의 구조에 적합한 볼륨 관리기인 SANfs-VM을 새롭게 제안하고 구현하였다. SANfs-VM은 SANfs의 엔터프라이즈 컴퓨팅을 위해서 다양한 레벨의 RAID, online /resizing/reconfiguration 등의 기능을 제공함으로써 SANfs 저장장치의 확장성, 가용성을 향상시켰다. 또한 SANfs-VM은 저장 장치 시스템의 관리를 쉽게 함으로써 easy management 기능을 증진시켰다.

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문제 정의

본 논문에서는 새로운 SAN 기반의 공유 파일시스템인 SANfs의 저장장치 시스템을 효율적으로 사용할 수 있는 볼륨 관리 기법에 관해서 제안하고 Linux에서 구현해보았다. SANfs-VMe SANfs의 특징을 이용해서 다양한 기능 올 지원해 준다.

제안 방법

PC 한 대는 메타서버와 파일시스템 클라이언트 모두로 동작하도록 구성하고, 나머지 2대는 파일시스템 클라이언트로만 동작하도록 하였다. SANfs-VM 시스템의 성능을 측정하기 위해서 각 파일시스템 클라이언트는 3개의 서로 다른 디스크의 파일시스템을 마운트하여 랜덤하게 액세스하도록 하였다.
메타 서버의 볼륨 관리 모듈은 유저 레벨의 프로세스이며, 다음과 같은 작업을 수행한다’ 첫째, 볼륨 관리 모듈은 시스템 관리자의 요청에 따라서 다양한 configuration0)] 대한 매핑 테이블을 만든다. 그리고 그 매핑 테이블과 configuration 에 대한 정보를 각 클라이언트의 logical volume driver에게 알려줌으로써 글로벌한 논리 볼륨을 형성하는 작업을 수행한다. 둘째, 저장장치 시스템의 데이터를 한 곳에서 다른 곳으로 옮길 경우, 옮기는 데이터 블록에 대한 락을 관리하면서 시스템 데이터의 일관성을 유 지시켜주고, .
그리고 그 매핑 테이블과 configuration 에 대한 정보를 각 클라이언트의 logical volume driver에게 알려줌으로써 글로벌한 논리 볼륨을 형성하는 작업을 수행한다. 둘째, 저장장치 시스템의 데이터를 한 곳에서 다른 곳으로 옮길 경우, 옮기는 데이터 블록에 대한 락을 관리하면서 시스템 데이터의 일관성을 유 지시켜주고, . 시스템의 가용성을 증가시켜준다.

대상 데이터

실험 환경은 4대의 9GB Seagate Fibre-channel SCSI disk와 3대의 PC로 구성되었다. 각 PC는 256MB의 메모리와, 700MHz Pentium CPU를 가지고 있다.

성능/효과

여러 개의 파티션을 이용해서 linear, striping, RAID5 와 같은 configuration을 구성할 수 있다. RAID5를 지원하는 방식은, 공유 파일 시스템에서 parity 일관성을 유지시켜주기 위해서는 각 stripe에 대한 lock을 따로 관리를 해주어야 하는데, SANfs-VM시스템에서는 새롭게 제안한 selective stripe lock[6]이라는 방식올 사용해서 parity 일관성을 유지시켜줌으로써 성능의 향상을 보이고 있다. selective stripe lockinge stripe 의 종류에 따라서 stripe 이 하나의 파일에 속하거나 어떤 데이터도 할당되지 않은 trivial stripe과 stripe에 두 개 이상의 파일이 할당되거나 stripe 의 일부만이 할당된 non trivial stripe으로 나누어서 관리를 한다.
이것은 메타 서버가 bottleneck이 일어나지 않음을 말해준다. 그리고 볼륨 관리 기능을 추가한 시스템과 그렇지 않은 시스템의 성능이 차이가 없음으로, SANfs-VMe 이전의 시스템에 영향을 주지 않으면서 다양한 기능을 제공해 줄 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
시스템의 가용성을 증가시켜준다. 셋째, 논리 볼륨의 크기를 늘이거나 줄일 경우, 메타 서버의 파일 락 서버와 연동하여 전체 논리 볼륨의 크기를 관리하는 역할을 한다. 이와 같은 작업은 시스템의 업타임 동안에 가능하도록 한다.
SANfs 시스템에서 SANfs-VM의 성능을 테스트하는 것은 두 가지 의미를 둘 수 있다. 첫째, SANfs 시스템에 볼륨 관리 모듈을 추가할 경우 볼륨 관리의 I/O request에 대한 오버헤드를 이전의 시스템과 비교할 수 있고, 둘째, SANfs 파일 시스템의 Bandwidth를 측정함으로써 시스템의 전체적인 성능을 측정할 수 있다는 점이다.

후속연구

그렇지만 현재, 저장장치를 관리하고 성능을 유지시켜주는 작업은 시스템 관리자의 판단에 의해서 이루어지기 때문에 어려운 작업이 될 수 있다. 이에 대해서, 현재 볼륨 관리 모듈에 저장장치의 억세스 패턴, 데이터 블락의 억세스 빈도 등을 모니터링할 수 있는 볼륨 모니터에 대한 개발과, 이 데이터를 이용한 auto resizing/reconfiguration을 통한 저장징치의 load balancing에 대한 연구를 수행중이며 앞으로 이루어져야 할 일들이 되겠다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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