LSM-tree 기반 키-밸류 스토어에 최적화된 사용자 수준 파일 시스템

Abstract

최근 스토리지 기술이 발전함에 따라 I/O 처리 시간이 수 us에 달하는 고성능 저장 장치가 등장하고 있다. 이로 인해 기존에는 무시할 만한 수준에 불과했던 커널 I/O 스택으로 인한 오버헤드의 비중이 커져서 병목 현상의 원인으로 자리잡는 추세이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 사용자 수준에서 직접 저장 장치에 접근함으로써 커널의 I/O 스택으로 인한 오버헤드를 제거하기 위한 프레임워크들이 등장하였다. 그러나 프레임워크를 사용하기 위해서는 응용과 I/O 인터페이스를 맞추기 위한 파일 시스템과 저장 장치에 대한 접근을 줄이기 위한 페이지 캐시를 별도로 구현할 필요가 있다. 이를 위해 본 논문에서는 사용자 수준 파일 시스템 및 페이지 캐시를 디자인하고 LSM-tree 기반 키-밸류 스토어를 목표 응용으로 하여 최적화하였다.

With the recent development of storage technology, high-performance storage devices with the latency of sub-ten microseconds are emerging. As a result, the overhead due to the kernel I/O stack, which were previously only negligible, is becoming a bottleneck. To address this problem, some user-level frameworks have emerged to eliminate the overhead from the kernel I/O stack by accessing storage devices directly at the user-level. However, to use the framework, it is necessary to implement a separate file system and page cache to match I/O interface with applications and reduce access to storage devices. To this end, this paper designs the user-level file system and page cache and optimizes them for LSM-tree-based key-value stores.