멀티미디어 파일시스템의 구현 계층에 따른 성능 평가 = Performance evaluation of Multimedia File System by Implementation Layer|RISS 상세보기

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

It is increasing request for multimedia service by ultra-speed internet and high performance PC. This request became to need high-performance multimedia server to serve huge multimedia to numbers of people. NS Card is one of hardware devices developed by need of the multimedia server.
Multimedia service need not only high-performance hardware like NS Card that can send real-time contents of high-quality by implement Storage Controller, Network Controller, and PCI memory Controller to a single PCI Card , but also software feature of various kinds. Specially, Filesysem for store, access, and handle hierarchically contents is a software necessary condition of general system and multimedia system processing multimedia contents, and a performance for store and access of contents by the filesystem is a great influence on multimedia service.
A purpose of this paper is to make a experiment environment that minimize load for multimedia process using hardware for only multimedia service, that is to measure performance of application-level and kernel-level filesystem, and is to confirm performance difference for multimedia contents management between two layer with measured experiment result.
In this paper, it experimented performance using CC that is application-level filesystem and EXT3NS that is kernel-level filesystem. CC is filesystem to manage and process shared-memory, file, transaction, and buffer at application level, and EXT3NS is kernel-level filesystem implemented by extend EXT3 that is linux filesystem.
A experiment in this paper is to confirm performance for multi read access, and each CPU usage of user-level and system-level for streaming service. A performance experiment for multi read access showed that CC filesystem of application layer go down performance by increasing read access than EXT3NS filesystem of kernel layer, and CPU usage experiment for streaming service showed that EXT3NS became improvement than CC filesystem. Specially user-level CPU usage of CC filesystem increased rapidly.
By the result, it showed that high performance hardware and filesystem that can store and process contents is important to guarantee a quality of multimedia service for multi user. And it showed that performance of kernel-level filesystem is good than application-level filesystem by confirming that it is important to minimize unnecessary memory copy and process.

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국문 초록 (Abstract)

초고속인터넷과 고성능 PC의 보급으로 멀티미디어 서비스에 대한 요구가 증가되고 있다. 이 요구는 대용량의 멀티미디어를 다수의 사용자에게 제공하기 위하여 고사양의 멀티미디어 서버를 필요로 하게 되었고, 멀티미디어 서버의 필요에 의해 개발된 하드웨어 장치 중 하나가 NS Card(Network-Storage Card)이다.
멀티미디어 서비스는 Storage Controller, Network Controller, PCI memory Controller를 하나의 PCI Card 구현하여 고품질의 실시간 컨텐츠 전송이 가능한 NS Card와 같은 고사양의 하드웨어뿐만 아니라, 소프트웨어적인 각종 요소를 필요로 한다. 특히 컨텐츠를 계층적으로 저장, 접근, 조작을 위한 파일시스템은 일반 시스템 및 멀티미디어 컨텐츠를 처리하는 멀티미디어 시스템의 소프트웨어적인 필수 요건이며, 이 파일시스템으로 인한 컨텐츠의 저장, 접근에 대한 성능이 전체 멀티미디어 서비스의 성능에 많은 영향을 준다.
본 연구 논문의 목적은 NS Card와 같은 멀티미디어 서비스 전용 하드웨어를 통하여 멀티미디어 처리에 대한 부하를 최소화한 환경을 구성한 후, 응용계층 파일시스템과 커널계층 파일시스템의 성능을 측정하고, 측정된 실험 결과를 통하여 두 계층 간의 멀티미디어 컨텐츠 관리를 위한 성능 차이를 확인한다.
본 논문에서는 응용계층의 파일시스템인 CC(Contents Container)와 커널계층 파일시스템인 EXT3NS를 이용하여 성능 실험을 하였다. CC는 공유메모리, 파일, 트랜잭션, 버퍼를 응용계층에서 관리하고 처리하는 파일시스템이고, EXT3NS는 리눅스 표준 파일시스템인 EXT3를 확장하여 구현된 커널계층 파일시스템이다.
본 논문의 실험에서는 CC와 EXT3NS에서의 다중 읽기 접근에 대한 성능과 스트리밍 서비스에 대한 각각의 사용자 레벨 및 시스템 레벨 CPU 사용률을 확인하였다. 다중 읽기 접근에 대한 성능 실험에서는 응용 계층의 CC 파일시스템이 커널계층의 EXT3NS 파일시스템보다 읽기 접근이 많아질수록 성능을 현저하게 떨어지는 것을 알 수 있었고, 스트리밍 서비스에 대한 CPU 사용률 측정에서는 사용자 레벨, 시스템 레벨 CPU 사용률에서 모두 EXT3NS가 CC에 비해 우수한 성능을 보이는 것을 알 수 있었다. 특히 CC에서의 사용자 레벨 CPU 사용률이 급격히 증가하였다. 그 결과, 다중 사용자에 대한 멀티미디어 서비스의 품질을 보장하기 위해서는 고성능 하드웨어와 컨텐츠 저장 및 처리가 가능한 파일시스템이 중요하다는 것을 알 수 있었다. 그리고 불필요한 메모리 복사 및 처리를 최소화하는 것이 중요함을 확인함으로써, 응용계층 파일시스템에 비해 커널레벨 파일시스템이 우수 하다는 것을 알 수 있었다.

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초고속인터넷과 고성능 PC의 보급으로 멀티미디어 서비스에 대한 요구가 증가되고 있다. 이 요구는 대용량의 멀티미디어를 다수의 사용자에게 제공하기 위하여 고사양의 멀티미디어 서버를...

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