[논문]유닉스/리눅스 운영체제의 Memory Mapped File 성능 비교ㆍ분석

이형봉; 정연철; 권기현

[국내논문] 유닉스/리눅스 운영체제의 Memory Mapped File 성능 비교ㆍ분석
A Comparative Analysis on the Performance of Memory Mapped File of UNIX/LINUX Operating Systems 원문보기

이형봉 (강릉대학교 컴퓨터공학과) , 정연철 (호남대학교 컴퓨터게임학과) , 권기현 (삼척대학교 정보통신공학과)

MMF(Memory Mapped File)는 대응된 주소 영역을 접근함으로써 파일에 대한 입.출력 효과를 얻는 기본적인 활용 외에, 커널 영역에 버퍼를 설정하여 입.출력 성능을 향상시키거나 파일의 효율적인 공유를 위한 수단 등 다양한 방법으로 사용된다. 기본 기능 활용의 대표적인 예 중의 하나가 웹 파일 서비스이다. 이 논문에서는 웹 서비스 성능향상을 위한 연구의 일환으로 몇 가지 유닉스/리눅스 시스템을 대상으로 MMF의 기본 기능에 대한 성능을 비교.분석하였다 그 결과 시스템 별로 상당한 차이가 있다는 사실이 드러났으며, 최악의 경우에는 오히려 성능이 30% 이상 저하되는 경우가 발견되었다.

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문제 정의

이 연구에서는 그림 3의 MMF 이정에 대한 실질적인 타당성을 검증하기 위해 현재 상용화되어 널리 사용되고 있는 몇 가지 유닉스/리눅스 시스템을 대상으로 MMF 성능을 비교•분석한다. 이를 위하여 2 장에서 MMF 성능 측정 환경과 방법을, 3 장에서 MMF 성능 측정 결과에 대한 비교,분석을 각각 논하고, 마지막 4 장에서 결론으로 맺는다.

제안 방법

데이터 접근 유형은 파일 개방과 MMF 설정을 파일 요구가 있을 때마다 새롭게 하는 ' n.open' 방법과, 최초에 한 번만 하고 이후부터는 설정된 상태를 그대로 유지한 체 입,출력만 수행하는 , 1-Open' 방법으로 구분하였다.
데이터는 1K~30M의 다양한 크기의 파일을 사용하였으나 참조는 1,3,5M안 사용했고, 시스템 소요시간 축정 단위가 대부분 1/100 초이기 때문에 위의 각 파일에 대하여 1000번 내려받는 성능을 1회 측정 값으로 간주하였다.
서버로부터 클라이언트로의 데이터 전달 경로를 ZI림4와 같이 파이프와 소켓 두 가지를 선정하고, 그림 2와 □ 림 3의 방법 즉, 사용자 버퍼를 거쳐서 이동하는 ' normal' 방식과 MMF에서 곧바로 이동하는 ' mmf' 망식을 각각 적용하였다. 여기서 파이프와 소켓 두 가지 이동 경로를 선택한 이유는 장치의 특성에 따른 MMF 성 능 추이를 알아보기 위함이다（client는 로컬에 설치됨）.
이 논문에서는 MMF의 성능을 크게 두 가지 관점으로 분류하여 접근하였다. 첫 번째 관점은 그림 3과 같이 데이터 복사의 이점에서 얻는 성능이고, 두 번째 관점은 데이터 복사의 이점을 얻기 위한 MMF의 설정 과정의 부담에 I퐈른 성능이다.
이 연구에서는 그림 3의 MMF 이정에 대한 실질적인 타당성을 검증하기 위해 현재 상용화되어 널리 사용되고 있는 몇 가지 유닉스/리눅스 시스템을 대상으로 MMF 성능을 비교•분석한다. 이를 위하여 2 장에서 MMF 성능 측정 환경과 방법을, 3 장에서 MMF 성능 측정 결과에 대한 비교,분석을 각각 논하고, 마지막 4 장에서 결론으로 맺는다.

성능/효과

이 결과로부터 파이프나 소켓 등 장치에 관계없이 모든 시스템에서 MMF를 사용했을 때 데이터 복사 성능이 우수함믈 알 수 있다. 다만, normal 대비 MMF의 평균 성능 이득은 SUN이 47%, 旧M이 24%, Digit기이 32%, Debian이 20% 정도로 시스템에 따라 차이가 크다.
그림 5에 표 1의 각 시스템에 대하여 표2의 측정 유형 ①~④ 즉, 데이터 복사 성능 측정 결과를 보였다. 이 결과로부터 파이프나 소켓 등 장치에 관계없이 모든 시스템에서 MMF를 사용했을 때 데이터 복사 성능이 우수함믈 알 수 있다. 다만, normal 대비 MMF의 평균 성능 이득은 SUN이 47%, 旧M이 24%, Digit기이 32%, Debian이 20% 정도로 시스템에 따라 차이가 크다.
이 논문에서, 유닉스/리눅스의 MMF 성능은 동일 계열의 운영체제에서 지원되는 기능이긴 하나 그 운영체제가 탑재된 시스템에 따라 성능 특성이 상이함믈 보였다. 즉, MMF가 다양한 분야에 활용될 수 있다는 이론적 배경도 중요하지만, 실제로 얼마 만큼의 성능 이득이 얻어지는가 는 더욱 중요하다는 것이다.

후속연구

즉, MMF가 다양한 분야에 활용될 수 있다는 이론적 배경도 중요하지만, 실제로 얼마 만큼의 성능 이득이 얻어지는가 는 더욱 중요하다는 것이다. 이 논문에서 고안한 성능 측정 방안은 실제적이 MMF 활용에 기여할 수 있을 것이다.

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