Journal of KIISE (정보과학회 논문지)

Korean Institute of Information Scientists and Engineers (한국정보과학회)
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SSD Caching for Improving Performance of Virtualized IoT Gateway

가상화 환경 IoT 게이트웨이의 성능 향상을 위한 SSD 캐시 기법

  • 이동우 (성균관대학교 정보통신대학) ;
  • 엄영익 (성균관대학교 정보통신대학)
  • Received : 2015.03.17
  • Accepted : 2015.05.13
  • Published : 2015.08.15
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Abstract

It is important to improve the performance of storage in the home cloud environment within the virtualized IoT gateway since the performance of applications deeply depends on storage. Though SSD caching is applied in order to improve the storage, it is only used for read-cache due to the limitations of SSD such as poor write performance and small write endurance. However, it is important to improve performance of the write operation in the home cloud server, in order to improve the end-user experience. This paper propose a novel SSD caching which considers write-data as well as read-data. We validate the enhancement in the performance of random-write by transforming it to the sequential patterns.

스토리지는 응용 프로그램의 성능에 가장 큰 영향을 주므로 가상화된 IoT 게이트웨이를 사용 한 홈 클라우드 환경에서 매우 중요하다. 스토리지의 성능 향상을 위해 SSD와 같은 고성능의 디스크를 캐시로 사용해 왔으나 취약한 쓰기 성능과 제한된 셀 수명 문제로 인해 주로 읽기 전용 캐시로 사용하였다. 그러나 사용자 응용의 성능 향상을 위해서는 읽기 작업뿐만 아니라 쓰기 작업의 성능도 매우 중요하다. 본 논문은 이러한 환경에서 읽기 및 쓰기에 모두 사용 가능한 새로운 SSD 캐시 기법을 제안한다. 실험을 통해 본 캐시 기법이 응용 프로그램의 임의 쓰기 작업을 순차적 동작으로 변환시켜 성능 향상을 이룰 수 있음을 확인하였다.

Keywords

References

  1. M. R. Cabrer, R. P. D. Redondo, A. F. Vilas, J. J. Pazos Arias, and J. G. Duque, "Controlling the smart home from TV," IEEE Trans. Consum. Electron., Vol. 52, No. 2, pp. 421-429, 2006. https://doi.org/10.1109/TCE.2006.1649659
  2. H. Park, I. Lee, T. Hwang, and N. Kim, "Architecture of home gateway for device collaboration in extended home space," IEEE Trans. Consum. Electron., Vol. 54, No. 4, pp. 1692-1697, 2008. https://doi.org/10.1109/TCE.2008.4711222
  3. H. Kim, N. Agrawal, and C. Ungureanu, "Revisiting storage for smartphones," ACM Trans. Storage, Vol. 8, No. 4, Article. 14, 2012.
  4. T. Luo, S. Ma, R. Lee, X. Zhang, D. Liu, and L. Zhou, "S-CAVE: effective SSD caching to improve virtual machine storage performance," Proc. of PACT, pp. 103-112, 2013.
  5. H. Jo, Y. Kwon, H. Kim, E. Seo, J. Lee, and S. Maeng, "SSD-HDD-hybrid virtual disk in consolidated environments," Proc. of Euro-Par, pp. 375-384, 2010.
  6. F. Meng, L. Zhou, X. Ma, S. Uttamchandani, and D. Liu, "vCacheShare: Automated Server Flash Cache Space Management in a Virtualization Environment," Proc. of USENIX ATC, pp. 133-144, 2014.
  7. C. Min, K. Kim, H. Cho, S. W. Lee, and Y. I. Eom, "SFS: random write considered harmful in solid state drives," Proc. of USENIX FAST, p. 12, 2012.
  8. J.Y. Shin, M. Balkrishnan, T. Marian, and H. Weatherspoon, "Gecko: Contention-oblivious Disk Arrays for Cloud Storage," Proc. of USENIX ATC, pp. 285-298. 2013.
  9. M. McLoughlin. (2008, Sep. 11) The QCOW2 Image Format [Online]. Available: https://people.gnome.org/-markmc/qcow-imageformat.html
  10. S. Jiang, F. Chen, and X. Zhang, "CLOCK-Pro: An Effective Improvement of the CLOCK Replacement," Proc. of USENIX ATC, pp. 323-336, 2005.
  11. J. Axboe, A. D. Brunelle, and N. Scott. (2006) Blktrace [Online]. Available: http://linux.die.net/man/8/blktrace
  12. S.-W. Lee, D.-J. Park, T.-S. Chung, D.-H. Lee, S. Park, and H.-J. Song, "A log buffer-based flash translation layer using fully-associative sector translation," ACM Trans. Embedded Computing Systems, Vol. 6, No. 3, Article 18, 2007.
  13. J. Kim, J. M. Kim, S. H. Noh, S. L. Min, and Y. A. Cho, "Space-efficient flash translation layer for compactflash systems," IEEE Trans. Consum. Electron., Vol. 48, No. 2, pp. 366-375, 2002. https://doi.org/10.1109/TCE.2002.1010143