• 정보처리학회논문지A
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• 제16A권2호
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• pp.101-112
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• 2009

파일 시스템의 단편화 현상을 해결하기 위한 기존 기법들은 디스크 조각 모음과 같이 특정 시점에 집중된 디스크의 연산이 요구된다. 본 논문에서는 이러한 단점을 해소하기 위해 디스크의 연산 처리를 분산시키는 자동적이고, 지속적인 단편화 해소 시스템을 설계하고 구현하고자 한다. 이를 위해 우리는 단편화 측정을 위한 자동적인 레이아웃 스코어링(ALS: Autonomic Layout Scoring)기법과 디스크의 연산 처리를 분산시키기 위한 기법으로 디스크의 유휴 시간(idle time)을 찾아 복사를 수행하는 지연 복사(Lazy-copy)기법을 제안한다. 두 기법은 우선 자동적인 레이아웃 스코어링을 통해 단편화 된 대상 파일을 검색하고, 검색된 파일을 옮길 수 있는 연속적인 빈 공간이 있을 경우, 파일의 유실을 막기 위해 지연 복사를 수행한 후 아이노드의 정보를 수정함으로써 단편화 현상을 해결한다. 본 논문에서 제시한 시스템을 실제 리눅스(linux) 환경에 적용하여 단편화 된 작은 파일의 레이아웃 스코어링을 측정 한 결과 기존 EXT2 파일 시스템보다 $2.4%{\sim}10.4%$ 정도의 레이아웃 스코어링이 향상된 것을 볼 수 있었으며, 실험 디스크에 파일 크기에 따른 읽기/쓰기를 실행하여 성능을 측정한 결과에서도 EXT2 파일 시스템과 비교 하여 쓰기성능에서는 $1%{\sim}8.5%$, 읽기 성능에서는 $1.2%{\sim}7.5%$ 정도의 향상된 결과를 보았다. 이 시스템을 이용하면 수동적인 관리 없이도 자동적으로 사용자의 I/O 작업에 대한 방해 없이 단편화 현상을 지속적으로 해소할 수 있다.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제12권1호
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• pp.76-81
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• 2023

Journaling file systems are widely used to keep file systems in a consistent state against crash situations. As traditional journaling file systems are designed for block I/O devices like hard disks, they are not efficient for emerging byte-addressable NVM (non-volatile memory) media. In this article, we present a new in-memory journaling file system for NVM that is different from traditional journaling file systems in two respects. First, our file system journals only modified portions of metadata instead of whole blocks based on the byte-addressable I/O feature of NVM. Second, our file system bypasses the heavy software I/O stack while journaling by making use of an in-memory file system interface. Measurement studies using the IOzone benchmark show that the proposed file system performs 64.7% better than Ext4 on average.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제4권2호
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• pp.11-19
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• 2003

범용으로 설계된 EXT2나 UFS에 캐시 데이터를 저장하는 기법은 파일 구조가 범용이기 때문에 엘 캐시에서 요구하는 속도를 충족시키지 못한다. 된 연구에서는 웹 파일에 대한 특성을 적용하여 파일 시스템을 최적화함으로써 좀 더 나은 솔루션이 존재한다는 사실을 제시하였다. 제안한 저수준 캐시파일 시스템(RawCFS:Raw Cache File System)은 캐시된 객체의 크기와 액세스 권한 변경이 불가능하고, 오리지널 서버에 최신본이 존재한다는 사실에 기인하였다. 본 파일 시스템은 성능 평가에서 객체 단위로 개변 과일에 저장하는 기법에 비해 40% 가량 빠른 것으로 확인되었으며 캐시 서버뿐만 아니라 이미지나 HTML 페이지 같은 객체론 클라이언트에게 빠른 서비스를 위한 쇼핑몰이나 인터넷 방송국 같은 대용량 엘 서버 설계시에도 활용될 수 있다.

• International Journal of Contents
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• 제5권4호
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• pp.75-80
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• 2009

Recently high-speed memory array based on RAM, which is a type of solid-state drive (SSD), has been introduced to handle the input/output (I/O) bottleneck. But there are only a few performance studies on RAM based SSD storage with regard to diverse workloads. In this paper, we focus on the file system for RAM based memory array based NGS (Next Generation Storage) system which is running on Linux operating system. Then we perform benchmark tests on practical file systems including Ext3, ReiserFS, XFS. The result shows XFS significantly outperforms other file systems in tests that represent the storage and data requests typically made by enterprise applications in many aspects. The experiment is used to design the dedicated file system for NGS system. The results presented here can help enterprises improve their performance significantly.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.107-111
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• 2023

저널링 기법은 파일시스템을 크래쉬 상황으로부터 보호하여 일관성 있는 상태로 유지하기 위해 널리 사용되고 있다. 한편, 기존의 저널링 기법들은 하드디스크와 같은 블록 스토리지를 위해 설계되었기 때문에 바이트 단위 접근이 가능한 영속 메모리 상에서의 저널링에 활용하기에는 비효율적이다. 본 논문은 크래쉬 상황으로부터 파일시스템의 일관성이 깨어지는 것을 방지하는 기능을 가진 메타데이터 저널링 기법을 인메모리 파일시스템에 기반해 설계하는 방법을 제안한다. 제안하는 기법은 바이트 단위 접근이 가능한 메모리 미디어의 특성을 활용하여 저널링이 발생시키는 많은 쓰기량을 줄일뿐 아니라 입출력 시 통과해야 하는 무거운 소프트웨어 스택을 제거하는 장점을 가진다. IOzone 벤치마크를 이용한 성능 측정 실험을 통해 제안하는 저널링 기법이 Ext4의 저널링과 비교해서 평균 49.2%의 성능 개선 효과가 있음을 보인다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2015년도 추계학술발표대회
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• pp.1268-1271
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• 2015

전 세계 주요 56개국 성인 인구의 스마트폰 보급률이 평균 약 60%에 달하고. 지난 월 기준 한국 스마트폰의 보급률은 83.0%에 달해 세계 4위를 기록하였다. 안드로이드, iOS를 포함한 대부분의 모바일 플랫폼은 SQLite 데이터베이스를 기본 데이터베이스로 사용하고 있는 것으로 알려져 있다. 현재 보급된 대부분의 스마트폰의 저장장치는 플래시 메모리를 기반으로 하고 있다. 그러나 현재까지 안드로이드 운영체제의 기본 파일시스템은 Ext4 파일시스템으로 알려져 있으며, 플래시메모리에 최적화되었다고 주장하는 다른 파일시스템에 대한 성능 평가 및 데이터 입출력 특징의 자세한 분석 연구는 존재하지 않았다. 본 논문에서는 가장 잘 알려진 파일 시스템 Ext4, XFS, Btrfs 세 종류에서 실제 안드로이드 애플리케이션 쿼리를 사용하여 성능 측정을 진행하였다. 실험 결과 기본 파일 시스템으로 사용되고 있는 Ext4가 가장 빠른 성능을 나타낸 것을 확인하였고, 각 파일시스템마다 완연히 다른 데이터 입출력 특징을 갖고 있는 것을 확인하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.193-194
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• 2009

멀티미디어 장치의 대중화로 인해 사용자는 고화질의 영상과 다양한 멀티미디어 응용 서비스에 대한 요구가 증가하고 있다. 고화질의 미디어 컨텐츠는 대용량 파일의 형태로 저장된다. 대용량 파일의 필요한 부분만을 편집하여 재 저장하기 위해서는 새로운 기법이 요구된다. 현재의 리눅스 시스템에서는 편집된 파일의 내용을 새롭게 저장하는 방법을 사용하는데 미디어 컨텐츠와 같은 대용량 파일의 경우 많은 디스크 대역폭과 시간을 요구한다. 본 논문에서는 리눅스 Ext4 파일 시스템에서 범위 지정을 통한 고속 편집 저장 방법을 제안한다. 본 기법은 실제 데이터의 디스크 I/O 없이 메타데이터 편집만을 통해 대용량 멀티미디어 파일 편집 저장을 가능하게 한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.80-90
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• 2019

최근에 소개된 비휘발성 메모리(Non-Volatile Memory)를 저장장치로 사용하는 경우에도 데이터를 접근하기 위해서는 페이지 테이블이 구축되어야 한다. 이 점에 착안하여 본 논문에서는 페이지 테이블 자체를 비휘발성 메모리에 유지하는 영속적 페이지 테이블 (Persistent Page Table) 기법을 설계한다. 실제 페이지 테이블의 구조는 프로세서마다 다르다. 또한 비휘발성 메모리의 물리주소와 가상주소는 종종 저장장치가 시스템에 연결되기 전까지 알 수 없기 때문에 연결 시점까지는 실제로 동작하는 페이지 테이블을 만들 수 없다. 따라서 영속적 페이지 테이블은 주소와 시스템으로부터 독립적인 구조를 가져야 하며, 저장장치가 동작하는 시점에 영속적 페이지 테이블을 기반으로 시스템 종속적인 페이지 테이블이 생성되어야 한다. 또한 영속적 페이지 테이블 엔트리는 원자적으로 변경되어야 하며, 본 논문에서는 이러한 영속적 페이지 테이블의 설계에 대해 설명한다. 다음으로 파일시스템이 영속적 페이지 테이블이 제공하는 교환 연산을 활용하여 저널링 오버헤드를 감소시킬 수 있음을 보인다. 교환 연산을 활용하도록 Linux Ext4 파일시스템을 변경하였으며, Filebench 워크로드를 이용한 성능 측정 결과를 보면 영속적 페이지 테이블과 교환 연산은 파일시스템의 성능을 최대 60% 향상시킨다.

• ETRI Journal
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• 제39권6호
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• pp.820-831
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• 2017

File systems and applications try to implement their own update protocols to guarantee data consistency, which is one of the most crucial aspects of computing systems. However, we found that the storage devices are substantially under-utilized when preserving data consistency because they generate massive storage write traffic with many disk cache flush operations and force-unit-access (FUA) commands. In this paper, we present DJFS (Delta-Journaling File System) that provides both a high level of performance and data consistency for different applications. We made three technical contributions to achieve our goal. First, to remove all storage accesses with disk cache flush operations and FUA commands, DJFS uses small-sized NVRAM for a file system journal. Second, to reduce the access latency and space requirements of NVRAM, DJFS attempts to journal compress the differences in the modified blocks. Finally, to relieve explicit checkpointing overhead, DJFS aggressively reflects the checkpoint transactions to file system area in the unit of the specified region. Our evaluation on TPC-C SQLite benchmark shows that, using our novel optimization schemes, DJFS outperforms Ext4 by up to 64.2 times with only 128 MB of NVRAM.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.249-258
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• 2019

In the cyber-physical system, big data collected from numerous sensors and IoT devices is transferred to the Cloud for processing and analysis. When transferring data to the Cloud, merging data into one single file is more efficient than using the data in the form of split files. However, current merging and splitting operations are performed at the user-level and require many I / O requests to memory and storage devices, which is very inefficient and time-consuming. To solve this problem, this paper proposes kernel-level partitioning and combining operations. At the kernel level, splitting and merging files can be done with very little overhead by modifying the file system metadata. We have designed the proposed algorithm in detail and implemented it in the Linux Ext4 file system. In our experiments with the real Cloud storage system, our technique has achieved a transfer time of up to only 17% compared to the case of transferring split files. It also confirmed that the time required can be reduced by up to 0.5% compared to the existing user-level method.