• 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.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제17권1호
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• pp.1-6
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• 2017

This paper presents an optimized adoption of NVM for the storage system of heterogeneous applications. Our analysis shows that a bulk of I/O does not happen on a single storage partition, but it is varied significantly for different application categories. In particular, journaling I/O accounts for a dominant portion of total I/O in DB applications like OLTP, whereas swap I/O accounts for a large portion of I/O in graph visualization applications, and file I/O accounts for a large portion in web browsers and multimedia players. Based on these observations, we argue that maximizing the performance gain with NVM is not obtained by fixing it as a specific storage partition but varied widely for different applications. Specifically, for graph visualization, DB, and multimedia player applications, using NVM as a swap, a journal, and a file system partitions, respectively, performs well. Our optimized adoption of NVM improves the storage performance by 10-61%.

• 정보처리학회논문지A
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• 제14A권1호
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• pp.39-46
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• 2007

최근 들어 많은 임베디드 기기들이 휴대성과 성능 향상을 위해 플래시 메모리를 저장 매제로 사용하고 있다. 플래시 메모리는 일반적인 디스크와는 다른 특성과 제약 조건으로 인해 파일 시스템 설계에 있어서 여러 가지가 고려되어야 하며, 디스크와 다르게 덮어쓰기가 불가능하다. 플래시 메모리 파일 시스템은 LFS(Log-structure File System)의 형태를 가지며, 따라서 가비지 콜렉터를 사용한다. 블록을 재사용하기 위해서는 가비지 콜렉터의 역할이 크며, 가비지 콜렉터는 파일 시스템의 성능에 직접적으로 영향을 주기 때문에 플래시 메모리의 특성을 고려하여 설계해야 한다. 이에 본 논문에서는 JFFS2(Journaling Flash File System II)의 가비지 콜렉터를 개선한 플래시 메모리 파일 시스템을 제시하고, 이를 임베디드 시스템 실험 보드에서 테스트하였다. 그 결과 기존의 파일 시스템에 비해 메모리 사용률을 감소시킬 수 있었으며, 이로 인한 플래시 메모리 수명 연장, 쓰기 평준화(wear-leveling) 개선 등의 성능 향상이 나타남을 확인할 수 있었다.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.107-118
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• 2010

This paper proposes a digital forensic method to a file creation transaction using a journal file($LogFile) on NTFS File System. The journal file contains lots of information which can help recovering the file system when system failure happens, so knowledge of the structure is very helpful for a forensic analysis. The structure of the journal file, however, is not officially opened. We find out the journal file structure with analyzing the structure of log records by using reverse engineering. We show the digital forensic procedure extracting information from the log records of a sample file created on a NTFS volume. The related log records are as follows: bitmap and segment allocation information of MFT entry, index entry allocation information, resident value update information($FILE_NAME, $STANDARD_INFORMATION, and INDEX_ALLOCATION attribute etc.).

• 정보처리학회논문지A
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• 제8A권4호
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• pp.375-384
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• 2001

SAN(Storage Area Network) 환경에서 대용량 파일 시스템 지원을 위한 회복 기법으로 저널링(journaling) 방법을 사용하였다. 그러나, 기존의 저널링 방법에서는 다른 호스트가 변경된 메타 데이터에 접근하는 경우 메타 데이터를 디스크에 반영하고 읽어 가기 때문에 디스크 입/출력 횟수가 증가하는 문제점을 가지고 있다. 또한, 기존의 저널링 기법에서는 메타 데이터에 대한 회복만을 지원하고 실제 중요 데이터에 대한 회복을 지원하지 않는다. 본 논문에서는 SAN 환경에서 전역 버퍼(Global Buffer)를 이용하여 다른 호스트에 존재하는 변경된 메타 데이터에 접근할 경우, 메타 데이터에 대한 디스크 입/출력을 하지 않고, 네트워크를 통해 메타 데이터를 요청한 호스트에 직접 전송해줌으로써 디스크 입/출력 수를 줄이는 회복 기법을 제안한다. 전역 버퍼를 이용한 메타 데이터 관리 기법을 통해 SAN환경의 리눅스 공유 디스크 파일 시스템에서 메타 데이터 변경 연산 시 트랜잭션 처리 속도를 향상시킬 수 있는 장점을 얻을 수 있다. 또한, 본 논문에서 제안한 기법은 메타 데이터뿐만 아니라 일반 중요 데이터에 대해서도 저널링함으로써 시스템이 실패한 경우에도 중요 데이터에 대한 정보를 유지하는 장점이 있다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.177-181
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• 2016

본 논문에서는 저널링을 사용하는 전가상화 시스템에서 호스트 캐시의 효율을 높이기 위한 기법을 제안한다. 게스트의 저널링 데이터는 쓰기를 위해 호스트 캐시에 한번만 접근되는 패턴과 빈번한 sync 명령으로 인해 캐시의 효율을 감소시킨다. 이러한 성능 감소를 줄이기 위하여 본 논문에서는 게스트의 저널링 데이터가 호스트 캐시에 접근하는 것을 막는 PDC라는 기법을 제안한다. PDC는 Linux 4.14 버전에서 QEMU-KVM 2.1 버전을 기반으로 구현하였으며, 다양한 워크로드에서 3-32%의 성능 향상을 보였다.

• 정보과학회 논문지
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• 제44권4호
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• pp.363-373
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• 2017

Ext4 파일시스템은 리눅스를 기반으로 하는 PC, 서버, 임베디드 시스템 등에 널리 사용되고 있고, 동작 분석 및 성능 향상에 대한 많은 연구들이 진행되어왔다. 하지만, 버퍼를 활용한 입출력을 사용하는 Ext4에서 특정 파일에 대한 즉시 내구성을 요구하는 fsync() 시스템 콜을 커널 버전 별로 자세히 분석한 연구는 찾아보기 힘들다. fsync() 시스템 콜의 분석을 통해 커널 3.4.0 ~ 4.6.4 버전 중 3.4.0, 3.8.0, 그리고 4.6.2 세 개의 버전에서 fsync() 동작에 차이가 있음을 발견하였다. 커널 3.4.0 버전은 3.7.10 이후 버전에 비해 긴 지연시간을 가지는 특징이 있다. 3.8.0 버전은 Ext4 저널링의 순차 모드가 깨질 수 있는 단점을 가지고 있으며, 해당 문제는 4.6.2 버전에서 해결되었다.

• 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.

• 정보처리학회논문지A
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• 제8A권4호
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• pp.367-374
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• 2001

최근 SAN 기반 리눅스 클러스터 파일 시스템들이 개발되고 있다. 이들은 중앙 파일 서버를 두지 않으며, 디스크를 공유하는 클라이언트들이 화이버 채널을 통하여 마치 파일 서버처럼 디스크에 자유롭게 접근할 수 있다. 따라서 이 시스템들은 유용성, 부하의 균형, 확장성 등에서 장점을 가질 수 있다. 이 논문에서는 새로운 SAN 기반 리눅스 클러스터 파일 시스템을 위해 설계된 메타데이터 관리 방법들에 대하여 기술한다. 먼저, 디스크 접근 시간에서 기본의 방법보다 우수한 새로운 inode의 구조를 설명하고, 확장 해싱을 사용하는 새로운 디렉토리 구조에 대하여 기술한다. 또한, 대규모의 파일 시스템에 적합한 새로운 빈 공간 관리 방법을 제안하고, 메타데이터의 저널링 방법에 대하여 소개한다. 그리고, 성능 평가를 통하여 제안된 방법들의 우수성을 보인다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제49권4호
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• pp.1-8
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• 2012

이 연구는 NTFS 파일시스템에서 디스크의 에러를 복구를 위해 사용하는 저널링 파일($LogFile)에 기록되어 있는 로그 레코드들을 컴퓨터포렌식에 활용하는 방법에 관한 것이다. $LogFile에는 파일 연산의 과정을 그대로 담고 있어서 포렌식의 관점에서는 증거의 보고이다. 그러나 이 구조는 완전하게 공개되어 있지 않아서 구조를 정확히 알고 있지 않다는 어려움이 있다. 이 연구에서는 로그레코드들 기록된 주소 영역에 대해서 역공학적 방법으로 주소 데이터의 구조를 명확히 밝히고 로그레코드마다 그에 관련된 대상 파일이 어떤 것인지 분석하여 포렌식 대상 파일을 식별하고 포렌식 정보를 취득에 활용한다.