This paper overviews the design of SANique$^{TM}$ -a shred file system for Linux cluster based on SAN environment. SANique$^{TM}$ has the capability of transferring user data from network-attached SAN disks to client applcations directly without the control of centralized file server system. The paper also presents the characteristics of each SANique$^{TM}$ subsystem: CFM(Cluster File Manager), CVM(Cluster Volume Manager), CLM(Cluster Lock Manager), CBM(Cluster Buffer Manager) and CRM(Cluster Recovery Manager). Under the SANique$^{TM}$ design layout, then, the syndrome of '||'&'||'quot;split-brain'||'&'||'quot; in shared file system environments is described and defined. The work first generalizes and illustrates possible situations in each of which a shared file system environment may split into two or more pieces of separate brain. Finally, the work describes the SANique$^{TM}$ approach to the given "split-brain"problem using SAN disk named "split-brain" and develops the overall recovery procedure of shared file systems.
기존의 과일시스템은 소형의 과일을 효과적으로 저장하고 관리하기 위해서 설계되었다. 따라서 기존의 유닉스나 리눅스와 같은 과일 시스템은 지리정보시스템에서 발생되는 대용량의 지리정보 데이터를 효과적으로 처리하는 것은 어렵다. 본 논문에서는 지리정보시스템에서 발생되는 기가에서 테라바이트의 대용량 데이터 파일을 저장하기 위한 효과적인 메타데이터 구조 및 관리 기법을 제안한다. 제안된 기법에서는 대용량 파일을 저장하기 위해 동적 다단계 기법을 사용하고 있으며, 대용량의 파일 시스템을 제공하기 위하여 동적 비트맵 기법을 사용한다 본 논문에서 제안된 기법은 SAN 환경에서의 대용량 공유 디스크 파일시스템인 SANtopia에서 구현되었다.
In this paper, we developed the scheme to grow to use newly added disk space without having to kill the application, unmount file system. This scheme, called online resizing, can resize the file system layout with the advent of Logical Volume Manager. The online resizing scheme is designed and implemented in linux cluster system where multiple hosts share the disk data in storage area network environment. It is incorporated with SANfs shared file system and can perform resizing technique with SANfs-VM volume manager. The experimental result shows that it can maximize the availability and capacity of the SANfs system which are important for modem servers where must not lose their customer.
인터넷의 확산으로 대용량 멀티미디어 데이타에 대한 요구가 증가하고 있으며 이를 효율적으로 관리하기 위한 스토리지에 대찬 연구가 진행되고 있다. 기하급수적으로 늘어나는 스토리지에 대한 요구를 해결하기 위해서 제시된 방법중의 하나가 공유디스크 환경을 제공하는 SAN(Storage Area Network)이다. SAN은 fibre channel이라는 고속 전송망을 이용해서 고속의 저장장치를 위한 네트워크를 구성한 것이다. 하지만 저장장치 네트워크의 구성만으로는 스토리지에 대한 요구는 해결하였지만 이를 사용자에게 제공하기 위한 공유디스크 환경에서의 파일시스템에 대한 연구는 미진하다. 특히 기존에 제시된 로컬 파일 시스템, 분산 파일시스템에서는 공유디스크환경에 적합하지 않으며 대용량 스토리지에 적합한 메타 데이터 구조 측면에서의 설계는 부족한 실정이다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 공유디스크 환경에 적합한 메타 데이타 구조를 설계 및 구현하여 대용량 스토리지에 적합한 공유디스크 파일 시스템을 제시한다. 구현한 공유디스크 파일시스템은 SAN fabric에 참여하는 호스트들 사이의 균형적인 할당 블록을 주기 위한 파일시스템 레이아웃과 비트맵 관리기법, 대용량 파일을 위한 효율적인 익스텐트 기반의 SEMI FLAT구조를 제안하였으면, 대용량의 디렉토리를 사용할 수 있게 확장해싱을 이용한 2단계 디랙토리 관리 구조를 설계 및 구현하였다. 또한 리눅스 커널 상에서 제시한 메타 데이타 구조에 대한 구현에 필요한 구조 정보와 알고리즘을 제시하였으며. 성능의 우수성을 보이기 위해 리눅스 환경의 대표적인 파일 시스템인 EXT2, 공유디스크 환경의 GFS와의 성능을 파일 생성, 디렉토리 생성, I/O횟수 측면에서 비교하였다.
본 논문은 저장장치 전용 네트워크인 SAN 상에서 운영되는 공유 파일 시스템 $SANique^{TM}$의 개괄적인 설계 방법과 공유 파일 시스템내의 오류노드탐지 및 회복 기법에 대한 방법을 설명한다. SAN 기반공유 파일 시스템의 특징 및 구조를 설명하고 $SANique^{TM}$의 구성요소와 개괄적 설계방법을 기술한다. 또한, 공유 파일 시스템에 참여하고 있는 컴퓨팅 노드의 오류로 인한 서비스 지연 또는 중지를 방지하기 위하여 오류 노드 탐지 및 회복기법을 설명한다. 대규모 컴퓨팅 노드로 구성된 공유 파일 시스템상에서 발생할 수 있는 오류의 종류를 나열하고, 오류로 인한 분할된 서브 그룹들 간의 오류 상황을 상호 탐지 할 수 있는 방법을 설명하고 이를 해결하기 위한 기법을 제안한다.
본 연구에서는 소규모 서버로 사용될 수 있는 Workstation Cluster환경에서 전통 적인 디스크들을 디스크 배열 처럼 사용할 수 잇는 병행 화일시스템(S-CFS)을 설계 하고 구현하였다. S-CFS는 범용의 UNIX 운영체제를 기반으로 구현되어서 융통성과 이식 성이 높으며 별도의 입출력 노드가 불필요하므로 시스템 자원을 효율적으로 사용한다. 성능 분석 결과에 위하며, 소규모 서버에서 디스크의 수가 충분 할 경우, 트랜잭션 처리 에서 병행 화일시스템의 성능은 CPU 계산 능력에 의하여제한받는 것으로 나타났으며 대용량 데이타 입출력에서는 성능이 버퍼 간의 데이타 복사시간에 의하여 제한받는 것으로 나다.Workstation Cluster 에서 구현된 병행 화일시스템은 8개의 디스크에서 트랜잭션 처리의 경우에는초당 388 트랜잭션의 처리율을 보였으며, 대용량 데이타의 경우에는 15.8 MBytes/sec 의 대역표을 보였다. 그리고 사용자가 병행 화일시스템의 병렬성을 제어할 수 있도록 설계함으로써 고속 입출력을 요구하는 사용자의 처리율을 높일 수 있도록 하였다.
서버를 통하여 저장 장치를 사용하는 네트워크 연결형 화일 시스템과 달리, 대용량 공유 저장 장치 화일 시스템에서는 서버들이 데이타 전용망을 통하여 저장 장치를 직접 공유하여 사용한다. 이런 구조에서는 데이타의 일관성을 유지하기 위하여 잠금 관리자가 존재하여 제어망을 통하여 잠금 정보를 주고 받는다. 또한 예기치 않은 제어망의 고장에 대비하여 리스를 사용한다. 하지만 제어망에 분할 고장이 발생할 경우 격리된 서버들은 고장이 해결되기 전까지는 더 이상 작업을 진행할 수 없게 된다. 본 논문에서는 이러한 제어망 분할 고장이 발생한 상황에서도 서버들이 계속 화일 시스템을 사용하여 작업을 진행할 수 있도록 하는 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 주기적으로 각 서버들에게 리스를 순환하여 할당하는 방식으로 동작한다. 또한 제안하는 기법은 항상 데이타의 일관성을 유지함을 보인다.
본 논문은 저장장치 전용 네트워크인 SAN 상에서 운영되는 공유 파일 시스템 $SANique^{TM}$의 성능평가에 대한 분석내용을 기술하고 이를 통해 독립적 파일 시스템인 EXT3와 비교 분석한다. 성능평가를 위해 클러스터 파일 시스템 위에 오라클 10g 데이터베이스 시스템을 설치하고 ESQL/C 데이터베이스 응용 프로그램을 제작하여 집중적인 입출력 스트레스 테스트를 수행하였다. 다양한 성능평가 결과 비교를 위해 클러스터 파일 시스템 구조, 독립 파일 시스템 구조, 클러스터 및 독립 파일 시스템의 공용으로 사용하는 구조에서 각각 성능평가를 수행하고 그 결과를 분석하였다. 본 논문의 다양한 성능평가 결과를 통해 집중적인 입출력 테스트에서 클러스터 파일 시스템 $SANique^{TM}$이 독립 파일 시스템에 비해 우수한 성능을 보임을 입증하였다.
P2P 서비스는 인터넷 상에서 서버를 거치지 않고 정보를 찾는 사람과 정보를 가진 사람의 컴퓨터간의 직접적인 연결을 통해 다양한 정보를 공유할 수 있는 방식으로, 파일의 자유로운 교환을 위한 방법으로 많은 인기를 얻고 있다. 그러나 P2P 파일 공유 시스템에서 서비스를 이용하는 모든 사용자들은 동등한 접근 권한으로 자유롭게 여러 사용자들의 공유 파일을 이용할 수 있기 때문에, 자신의 파일에 대한 공유 없이 다른 사용자들의 공유 파일을 다운로드만 하는 "free riding" 문제가 빈번하게 발생하고 있으며, 바이러스나 웜을 포함한 파일을 공유하거나 실제내용과 다른 제목을 가지는 파일을 공유하는 사용자라 하더라도 제한 없이 파일 공유 서비스를 이용할 수 있다. 이에 본 논문에서는 파일 공유서비스를 이용하는 사용자들의 신뢰도를 나타낼 수 있는 평판(Reputation) 정보를 이용하여 빈번한 다운로드를 행하는 "free rider"의 접근을 제한하고, 정상적인 실행이 되지 않는 파일을 공유한 사용자들에 대해서도 다른 사용자들의 공유 파일에 대한 사용을 제한하고자 한다.
Many researches have been conducted to achieve improvement in distributed system that connects multiple computer systems via communication lines. Among others, the load balancing and file migration are considered to have significant impact on the performance of distributed system. The dynamic file migration algorithm common in distributed processing system involved complex calculations of decision function necessary for file migration and required migration of control messages for the performance of decision function. However, the performance of this decision function puts significant computational strain on computer. As one single network is shared by all computers, more computers connected to network means migration of more control messages from file migration, causing the network to trigger bottleneck in distributed processing system. Therefore, it has become imperative to carry out the research that aims to reduce the number of control messages that will be migrated. In this study, the learning automata was used for file migration which would requires only the file reference-related information to determine whether file migration has been made or determine the time and site of file migration, depending on the file conditions, thus reflecting the status of current system well and eliminating the message transfer and additional calculation overhead for file migration. Moreover, mathematical model for file migration was described in order to verify the proposed model. The results from mathematical model and simulation model suggest that the proposed model is well-suited to the distributed system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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