[논문]두 단계 프로토콜 : PVFS를 위한 상호 협력 캐쉬에서 쓰기 성능 향상 기법

황인철; 정한조; 맹승렬; 조정완

두 단계 프로토콜 : PVFS를 위한 상호 협력 캐쉬에서 쓰기 성능 향상 기법
Two-Phase Protocol : Write Performance Enhancement Scheme of the Cooperative Cache for PVFS 원문보기

황인철 (한국과학기술원 전자전산학과 전산학전공) , 정한조 (한국과학기술원 전자전산학과 전산학전공) , 맹승렬 (한국과학기술원 전자전산학과 전산학전공) , 조정완 (한국과학기술원 전자전산학과 전산학전공)

요즘 값싼 PC들을 빠른 네트웍으로 묶어 놓은 성능을 얻고자하는 클러스터 컴퓨팅에 대한 연구가 활발히 이루어지면서 CPU나 메모리. 네트웍보다 상대적으로 느린 디스크에서 데이터를 읽어 효율적으로 파일 서비스를 하는 분산 파일 시스템이 개발되었다. 기존 분산 파일 시스템 중 클러스터 컴퓨팅에서 많이 사용하는 Linux 운영 체제에서 병렬 I/O를 사용하여 사용자에게 빠른 파일 서비스를 제공하여 주는 PVFS가 개발되었다. 기존 PVFS에서는 캐쉬 시스템을 제공하고 있지 않기 때문에 읽기 성능을 향상시키기 위하여 PVFS를 위한 상호 협력 캐치를 설계하고 구현하였다. PVFS를 위한 상호 협력 캐쉬는 클라이언트의 파일 캐쉬를 공유하여 파일 요구를 처리하는 기법으로 읽기 성능은 크게 향상되었다. 하지만 쓰기의 경우에는 다른 클라이언트에서 가지고 있던 모든 데이터를 찾아 해제하는 부하가 있기 때문에 성능이 좋지 않다. 따라서 본 논문에서는 PVFS를 위한 상호 협력 캐쉬에서 쓰기 성능 향상 기법인 두 단계 프로토콜을 제시하고 구현한다. 그리고 두 단계 프로토콜을 기존 PVFS와 PVFS를 위한 상호 협력 캐쉬 시스템과 성능을 비교, 분석한다.

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문제 정의

본 논문에서뇬 PVFS클 위한 상호 협력 캐쉬에서 쓰기 성능을 향상시키기 위한 기법으로 두 단계 프로토콜을 제시하고 규 현하였다. 행렬 곱셈 프로그램과 BTIO 벤치마크릍 이용하여 읽 기/쓰기 수행시간을 측정하여 본 결과 기존 PVFS와 PVFS를 위한 상호 협력 캐쉬보다 두 단계 프로토콜이 읽기/쓰기 시간이 줄어들었다.
PVFS疊 위한 상호 협력 캐쉬는 클라이언트듫의 파일 캐쉬를 공유하여 파일 읽기 요구鸯 처리하는 기법으로 서버 대신 다른 클라이언트 캐쉬로부터 昌록읊 읽어 오기 패문에 읽기 성능을 크게 향상시킨다 하지먄 쓰기의 경우 다른 클라이언트에서 캐 슁하고 았던 모든 블록을 해제하는 추가적인 무하가 있기 때문에 성능이 좋지 않다. 본 논문에서는 PVFS를 위한 상호 협력 캐쉬에서 이러한 비효율적인 쓰기 성능을 향상시키는 기법인 두 단계 프로토콜을 제시하고 구현한다. 그리고 기존 PVFS와 PVFS를 위한 상호 협력 캐쉬와 성능을 비교 평가한다.

제안 방법

3장 에서는 PVFS昼 위한 상호 협렦 캐쉬에서 쓰기 향상 기법인 두 단계 프로토콜웉 제시하고 구현에 대하여 설명한다. 4잠에서는 기존 PVFS, PVFS養 위한 상호 협력 캐쉬 그리고 구현한 두 단계 프로토콜의 성능을 비교 분석한다. 5장에서는 향후 연구 방향과 결론을 맺는다.
PVFS 는 클러스터 컴퓨팅에서 많이 사용되는 운영체제인 Linux에서 병렬 I/O를 지원하여 높은 대역폭을 제공해 주는 파일 시스템 이다. PVFS에서는 파일 캐쉬롤 제공하지 않고 이를 위하여 기 존에 PVFS를 위한 상호 협력 캐쉬릍 설계하고 구현하였다. PVFS르 위한 상호 협력 캐쉬는 읽기 요구에 대하여 그 내용을 서버가 아닌 다른 노드의 캐쉬로부터 읽어옮으로써 읽기 성 능올 향상시킨다.
본 논문에서는 PVFS를 위한 상호 협력 캐쉬에서 이러한 비효율적인 쓰기 성능을 향상시키는 기법인 두 단계 프로토콜을 제시하고 구현한다. 그리고 기존 PVFS와 PVFS를 위한 상호 협력 캐쉬와 성능을 비교 평가한다.
그러나 실제 클러스터 컴퓨팅에서 는 여러 사용자가 여러 노드에서 파일을 공유하기 매문에 효율적인 파일 서비스詈 위해서는 상호 협력 캐쉬 [5, 6, 7]가 더 효 율적이다. 이를 위하여 PVFS 커널 모듈읋 이용한 방법에서 PVFS를 위한 상호 협력 캐쉬를 구현하였다 [3】. PVFS를 위한 상호 협력 캐쉬는 힌트를 기반으로 하는 상호 협력 캐쉬로서 블록을 단위로 캐쉬를 관리하며 기존 Linux 운명체제의 버퍼 캐쉬 시스템을 사용하지 않고 구현되었다.
그러나 PVFS는 어떤 캐슁 기법도 사용하지 않고 단순히 사용자에게 데이터를 전달하여 준匚卜. 이를 해결하기 위하여 PVFS를 위한 상호 협력 캐쉬 [3]흘 설계하고 구현하였다.

성능/효과

하지만 읽기/쓰기가 혼용되어 자주 사용되는 경우(Fo「tan)에는 다른 노드에 엵을 불록이 없음에도 불구하고 다른 노드에서 읽 어본 후 서버에게 요청하기 때문에 PVFS를 위한 상호 협력 캐 쉬에서는 읽기 시간이 많이 걸린다. 하지만 본 논문에서 제안한 두 단계 프로토콜을 사용할 경우 쓰기 후 읽기의 경우 정확한 믈윽의 위치클 알 가능성이 높기 때문에 읽기 시간이 줄어 든다. 쓰기의 경우 기존 PVFS가 가장 좋은 성능음 나타낸다.
본 논문에서뇬 PVFS클 위한 상호 협력 캐쉬에서 쓰기 성능을 향상시키기 위한 기법으로 두 단계 프로토콜을 제시하고 규 현하였다. 행렬 곱셈 프로그램과 BTIO 벤치마크릍 이용하여 읽 기/쓰기 수행시간을 측정하여 본 결과 기존 PVFS와 PVFS를 위한 상호 협력 캐쉬보다 두 단계 프로토콜이 읽기/쓰기 시간이 줄어들었다.

후속연구

앞으로는 두 단계 프로토콜에서 쓰기 요청 때 파일단위 관리 를 宣율적으로 할 수 있는 방법에 대한 연구와 쓰기 성능을 향 상시킬 수 있는 쓰기 버퍼링 방법에 대해 연구할 예정이다.

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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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