정보처리학회논문지A (The KIPS Transactions:PartA)

한국정보처리학회 (Korea Information Processing Society)
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클러스터 컴퓨터를 위한 단일 I/O 공간 서비스의 구현 및 성능분석

Implementation and Performance Analysis of Single I/O Space Service for Cluster Computers

  • 김태규 (연세대학교 컴퓨터정보통신공학부) ;
  • 김방현 (연세대학교 컴퓨터정보통신공학부) ;
  • 김종현 (연세대학교 컴퓨터정보통신공학부)
  • 발행 : 2006.12.31
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초록

클러스터 컴퓨터에 있어서 I/O 중심적인 응용을 효과적으로 처리하기 위해서는 통합 I/O 하부 구조를 지원하는 단일 I/O 공간(SIOS)이 필수적으로 구현되어야 한다. SIOS 서비스는 클러스터 컴퓨터 내의 어느 노드에서든지 자신 혹은 원격 노드에 위치한 주변기기 및 하드 디스크들을 직접 액세스할 수 있도록 전역 I/O 주소 공간을 구축해준다. 본 논문에서는 리눅스 클러스터에서 프리웨어들만을 이용하여 SIOS를 구현하는 방법을 제안하였다. 이 방법은 ENBD를 이용한 디바이스 드라이버 레벨과 S/W RAID 및 NFS를 이용한 파일 시스템 레벨에서 구현되었다. 이 방법의 주요 장점은 프리웨어들만을 이용하기 때문에 구현이 용이하고 비용이 거의 들지 않는다는 것이다. 또한 본 연구에서 사용한 프리웨어들은 공개 소스이기 때문에 다른 플랫폼에서도 약간의 수정을 통하여 적용이 가능하다는 장점이 있다. 이러한 장점을 가지면서도 실험 결과에서 나타난 I/O 처리율은 커널 수준에서 별도로 개발된 디바이스 드라이버를 사용하는 CDD보다 쓰기 동작에서는 최대 5.5배, 읽기 동작에서는 2.3배정도 더 높게 나타났다.

In cluster computers, it is essential to Implement the single I/O space(SIOS) supporting integrated I/O substructure to efficiently process I/O intensive applications. SIOS service provides with global I/O address space to directly access peripherals and hard disks in its own or remote nodes from any node in the cluster computer In this thesis, we propose the implementation method of SIOS in Linux clusters by using only freewares. This method is implemented at device driver level that uses Enhanced Network Block Device(ENBD) and file system level that uses S/W RAID and NFS. The major strengths of this method are easiness of implementation and almost no cost due to using freewares. In addition, since freewares used are open sources, it is possible to apply this method to other platforms with only slight modification. Moreover, experiments show that I/O throughputs are up to 5.5 times higher in write operations and approximately 2.3 times higher in read operations than those of CDD method that uses the device driver developed at kernel level.

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