[논문 리뷰] FILE SYSTEM – A COMPONENT OF OPERATING SYSTEM

Brijender Kahanwal, Tejinder Singh외 2명|arXiv (Cornell University)|2013. 10. 12.

Advanced Data Storage Technologies참고 문헌 8인용 수 1

한 줄 요약

이 논문은 운영 체제의 핵심 구성 요소로서 파일 시스템에 대한 종합적인 개요를 제공하며, 보조 저장 장치에서 데이터를 관리하는 데서 그 역할을 상세히 설명한다. 사용자 프로세스에서 저장 장치에 이르는 계층적 아키텍처를 설명하며, 하드웨어의 급속한 발전과 격차를 좁히기 위해 효율성, 보안성, 에너지 절약 기술을 갖춘 파일 시스템 설계에 대한 지속적인 연구가 필요하다고 강조한다.

ABSTRACT

The file system provides the mechanism for online storage and access to file contents, including data and programs. This paper covers the high-level details of file systems, as well as related topics such as the disk cache, the file system interface to the kernel, and the user-level APIs that use the features of the file system. It will give you a thorough understanding of how a file system works in general. The main component of the operating system is the file system. It is used to create, manipulate, store, and retrieve data. At the highest level, a file system is a way to manage information on a secondary storage medium. There are so many layers under and above the file system. All the layers are to be fully described here. This paper will give the explanatory knowledge of the file system designers and the researchers in the area. The complete path from the user process to secondary storage device is to be mentioned. File system is the area where the researchers are doing lot of job and there is always a need to do more work. The work is going on for the efficient, secure, energy saving techniques for the file systems. As we know that the hardware is going to be fast in performance and low-priced day by day. The software is not built to comeback with the hardware technology. So there is a need to do research in this area to bridge the technology gap.

연구 동기 및 목표

• 파일 시스템 구성 요소와 운영 체제에서의 그 역할에 대한 상세한 이해를 제공하기 위해.
• 사용자 프로세스에서 보조 저장 장치에 이르는 전체 데이터 경로를 설명하기 위해.
• 파일 시스템의 효율성, 보안성, 에너지 절약 기술 향상 분야에서의 지속적인 연구 필요성을 부각하기 위해.
• 고성능 하드웨어와 성능이 떨어지는 소프트웨어 기반 파일 시스템 간의 증가하는 기술 격차를 다루기 위해.
• 파일 시스템 기술의 발전을 지원하기 위해 연구자들과 설계자들에게 기초 지식을 제공하기 위해.

제안 방법

• 온라인 스토리지 및 데이터와 프로그램에의 액세스를 위한 메커니즘으로서 파일 시스템의 고수준 설계를 기술하기 위해.
• 디스크 캐시, 커널 인터페이스, 사용자 수준 API를 포함한 파일 시스템의 계층적 아키텍처를 상세히 설명하기 위해.
• 사용자 수준 응용 프로그램에서 시스템 콜을 거쳐 보조 저장 장치에 이르는 데이터 흐름을 매핑하기 위해.
• 파일 시스템 구성 요소와 운영 체제 커널 간의 상호작용을 분석하기 위해.
• 성능, 보안성, 에너지 효율성 향상을 위한 파일 시스템 최적화 분야의 현재 연구 추세를 조사하기 위해.
• 하드웨어 발전 속도에 뒤처지지 않도록 파일 시스템 설계에 걸림돌이 되는 아키텍처적 및 설계적 과제를 규명하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 파일 시스템은 운영 체제의 여러 계층을 통해 데이터 저장, 검색, 조작을 어떻게 관리하는가?
• RQ2 사용자 프로세스와 보조 저장 장치를 연결하는 핵심 구성 요소와 인터페이스는 무엇인가?
• RQ3 왜 현대 하드웨어와 기존 파일 시스템 소프트웨어 간의 성능 격차가 점점 커지고 있는가?
• RQ4 효율적이고 안전하며 에너지 절약 기술을 갖춘 파일 시스템 설계를 위한 남아 있는 연구 과제는 무엇인가?
• RQ5 파일 시스템 설계는 하드웨어 혁신의 속도와 비용 절감 추세를 따라가기 위해 어떻게 진화할 수 있는가?

주요 결과

• 파일 시스템은 운영 체제의 핵심 요소로서 보조 저장 장치에 데이터의 생성, 조작, 저장, 검색을 가능하게 한다.
• 사용자 프로세스에서 저장 장치에 이르는 데이터 경로는 사용자 수준 API, 커널 인터페이스, 디스크 캐싱 메커니즘을 포함한 여러 계층을 포함한다.
• 하드웨어의 급속한 발전에도 불구하고 소프트웨어 기반 파일 시스템은 뒤처져 있어 심각한 기술 격차를 만들어 냈다.
• 현대 컴퓨팅 요구 사항을 충족시키기 위해 효율적이고 안전하며 에너지 절약 기술을 갖춘 파일 시스템 개발을 위한 지속적인 연구가 필수적이다.
• 논문은 파일 시스템 설계를 소프트웨어 기능이 진화하는 하드웨어 기능과 맞추기 위한 핵심 혁신 분야로 규명한다.