File System Support for Multimedia Streaming in Internet Home Appliances

인터넷 홈서버를 위한 스트리밍 전용 파일 시스템

Due to recent rapid deployment of Internet streaming service and digital broadcasting service, the issue of how to efficiently support streaming workload in so called "Internet Home Appliance" receives prime interests from industry as well as academia. The underlying dilemma is that it may not be feasible to put cutting edge CPU, boards, disks and other peripherals into that type of device. The primary reason is its cost. Usually, Internet Home Appliances has its dedicated usage, e.g. Internet Radio, and thus it does not require high-end CPU nor high-end Va subsystem. The same reasoning applies to I/O subsystem. In Internet Home Appliances dedicated to handle compressed moving picture, it is not equipped with high end SCSI disk with fast rotational speed. Thus, it is mandatory to devise elaborate software algorithm to exploit the available hardware resources and maximize the efficiency of the system. This paper presents our experiences in the design and implementation of a new multimedia file system which can efficiently deliver the required disk bandwidth for a periodic I/O workload. We have implemented the file system on the Linux operating system, and examined itsperformance under streaming I/O workload. The results of the study show that the proposed file system exhibits superior performance than the Linux Ext2 file system under streaming I/O workload. The result of this work not only contribute to advance the state f art file system technology for multimedia streaming but also put forth the software which is readily available and can be deployed. deployed.

최근 급속도로 확장되고 있는 인터넷을 통한 동영상 서비스와 이미 상용 서비스가 시작된 디지털 방송 서비스 등으로 인하여, 가전제품에서 디지털 동영상을 처리하는 데에 관한 관심이 매우 높아지고 있다. 텍스트 기반이나 이미지 기반 데이터와 달리 멀 티미디어 데이터는 정보의 출발점으로부터 미리 정해진 시간가지 작업의 목적지에 도달하지 않으면 원래 전달하고자 했던 자료의 의미를 제대로 전달할 수 없다. 멀티미디어 스트리밍 전용 시스템은 데이터를 정해진 시간가지 목표에 전달하는 것을 궁극적인 목표로 하고 설계되어야 한다. 이러한 시간적 제약성 때문에, 멀티미디어 스트리밍 응용은 많은 디스크 대역폭을 필요로 하고, 파일 시스템에 많은 부하를 가하게 된다. 기존에 사용되는 대부분의 범용 파일 시스템은 스트리밍 부하의 특성인 순차적 읽기에 적합하게 설계되어 있지 않다 따라서, 스트리밍 환경을 위해서 사용되기 위해서는 많은 개선의 여지를 가지고 있다 본 논문에서는, 멀티미디어 스트리밍 부하의 특성을 분석하고, 이에 최적화된 파일 시스템을 설계한다. 설계된 파일 시스템을 구현하여 범용 파일 시스템과의 성능평가 실험을 수행하였다. 성능 평가 결과 본 논문에서 제시하는 파일 시스템이 순차적 파일 접근의 경우 기존의 유닉스 계열에서 제공되는 파일 시스템 보다 월등한 성능을 보이는 것을 관찰할 수 있었다. 이와 더불어 효율적으로 동영상 자료를 접근할 수 있도록, MPEG-4 압축방식에 특화된 커널 수준의 파일 시스템 APIl를 제안한다.