KR101694301B1 - 스토리지 시스템의 파일 처리 방법 및 그 방법에 따른 데이터 서버 - Google Patents

스토리지 시스템의 파일 처리 방법 및 그 방법에 따른 데이터 서버 Download PDF

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Abstract

본 발명은 NFS(Network File System)나 DFS(Distributed File System) 등과 같은 스토리지 시스템에 포함된 데이터 서버를 통한 파일 처리 방법에 있어서, 클라이언트로부터 파일 요청이 수신되면, 상기 요청에 대응되는 파일을 로드(load)하고, 상기 로드된 파일에 대하여 상기 클라이언트가 요청한 처리를 수행하고, 상기 처리가 수행된 결과 파일을 생성하여 클라이언트로 전송함으로써, 데이터 서버의 여유 자원을 충분히 활용하고 불필요한 데이터 전송을 줄임으로써 스토리지 시스템의 자원을 효율적으로 활용할 수 있도록 하는 발명이다.

Description

스토리지 시스템의 파일 처리 방법 및 그 방법에 따른 데이터 서버{METHOD FOR PROCESSING FILES IN STORAGE SYSTEM AND DATA SERVER THEREOF}
본 발명은 NFS(Network File System)나 DFS(Distributed File System) 등과 같은 스토리지 시스템에서 파일 처리를 수행하는 발명으로, 상세하게는, 클라이언트(Client)가 데이터 서버로 필요한 파일을 요청하면, 데이터 서버 측에서 요청한 파일에 필요한 파일 처리를 수행한 후, 클라이언트(Client)로 수행 결과 파일을 전송하는 파일 처리 방법에 관한 것이다.
스토리지 시스템에서, 일반적인 데이터 입출력(I/O)은 CPU(Central Process Unit)와 주변장치간의 데이터 교환에 해당하고, 파일을 매개체로 하여 커뮤니케이션을 수행한다. 파일 시스템은 이러한 파일을 관리하기 위한 시스템이며, 입출력(I/O)은 open(), read(), write(), sync(), close(), lseek(), truncate() 등과 같은 시스템 함수 명령들을 통해 수행된다.
특히, NFS(Network File System) 또는 DFS(Distributed File System) 등과 같이 서버 자원의 공유 및 파일 시스템의 공유를 위해 서버의 리소스를 클라이언트 상에서 마치 자신의 리소스를 사용하는 것처럼 원격에서 클라이언트에 파일을 제공해주는 스토리지 시스템이 많이 사용되고 있으며, 이러한 스토리지 시스템에서 데이터 서버는 파일을 효율적으로 관리하여 클라이언트에 빠르게 전달하는 중요한 역할을 담당한다.
스토리지 시스템에서 일반적인 파일 관련 함수들의 수행은 도 1에 도시된 바와 같이 클라이언트(102)에서 필요한 파일을 데이터 서버(101)에 요청하여 파일을 전달해주게 되며, 파일이 전달된 후 클라이언트에서 압축, 추출 등의 파일 처리가 수행된다.
또한, 스토리지 시스템에서 클라이언트로의 파일 반환을 개선하기 위해서 여러 가지 기법이 사용되고 있으나 일반적으로는 미국 공개 특허 US 2011-0202722 A1(Mass Storage System and Method of Operating Thereof; 2011년 8월 18일 공개)에서 개시된 기술과 같은 캐시를 활용하는 방법, 또는 미국 공개 특허 US 2011-0213921 A1(Command Queuing Smart Storage Transfer Manager for Striping Data to Raw-NAND Flash Modules; 2011년 9월 1일 공개)에서 개시된 기술과 같은 같이 속도가 빠른 NAND 플래쉬 메모리(flash Memory)를 사용하는 방법이 이용되고 있다.
그러나, 상기 기술들은 클라이언트에 파일을 빠르게 전달하는 방법만을 언급할 뿐 근본적으로 파일 처리를 사전에 수행하여 전달한 파일을 최소화 하는 방법에 관해서는 언급하지 않고 있으므로, 상기 효율적인 파일 처리를 수행하지 못하는 문제점이 존재하였다.
본 발명은 전술한대로 스토리지 시스템에서 파일 처리를 위한 파일 요청 시에 원격에서 파일을 관리하는 데이터 서버 측에서 파일 처리를 수행한 후 전달해주어 불필요한 데이터 송수신을 줄이는 것이 그 목적이 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 스토리지 시스템의 데이터 서버를 통한 파일 처리 방법은, 클라이언트로부터 파일 요청을 수신하는 단계, 상기 요청에 대응되는 파일을 로드(load)하는 단계, 상기 로드된 파일에 대하여 상기 클라이언트가 요청한 처리를 수행하는 단계, 상기 처리가 수행된 결과 파일을 생성하는 단계 및 상기 생성된 결과 파일을 클라이언트로 전송하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스토리지 시스템의 파일을 처리하는 데이터 서버는. 클라이언트로부터 파일 요청을 수신하는 네트워크 인터페이스부, 데이터 파일을 저장하는 저장부, 상기 요청에 대응되는 파일을 상기 저장부에서 로드(load)하고, 상기 로드된 파일에 대하여 상기 클라이언트가 요청한 처리를 수행하여 결과 파일을 생성하는 부가 기능 처리부, 및 상기 생성된 결과 파일을 상기 네트워크 인터페이스부를 통하여 상기 클라이언트로 전송하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 파일 처리 방법은, 데이터 서버의 컴퓨팅 파워가 커짐과 동시에 RDMA(Remote Direct Memory Access) 등의 고속 네트워크 기술의 발전으로 인해 데이터 서버의 가용 자원의 여유가 커지고 있는 상황에서, 데이터 서버의 여유 자원을 충분히 활용하고 불필요한 데이터 전송을 줄임으로써 데이터 서버의 대역폭(Bandwidth)를 확보할 수 있게 되는 효과가 있다. 즉, 스토리지 시스템의 자원을 효율적으로 활용할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 파일 처리 과정을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 파일 처리 과정을 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 서버에서의 파일 처리 과정의 흐름을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 서버의 구성을 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 가지 실시 예들을 보다 상세히 설명하도록 하겠다. 나아가, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부", 및 "장치"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함을 고려하여 부여되는 것으로서, 상기 "부", 및 "장치"는 서로 혼용되어 사용될 수 있으며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 설계 가능하다.
나아가, 이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 파일 처리 과정을 도시한 개념도이다.
실시 예에 따라, 본 발명은 스토리지 시스템에서 데이터 처리를 위한 파일 요청 시에 원격에서 파일을 관리하는 데이터 서버 측에서 파일 처리를 수행하고 수행된 결과 파일만을 데이터 서버로 전달할 수 있다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 스토리지 시스템에서 클라이언트(202)에서 필요한 파일의 읽기 요청이 데이터 서버(201)에서 수신되면, 요청된 파일을 데이터 서버에서 처리한 후, 결과 파일을 클라이언트로 전송한다.
또한, 데이터 서버(201)는 데이터 서버의 기존 파일 관련 시스템 함수를 수정하거나, 새로운 함수를 제공함으로써 클라이언트에서 수행할 파일 처리 부분을 수행할 수 있도록 한다.
즉, 클라이언트에서 파일을 이용해 인코딩, 압축, 추출 등을 수행할 예정이고, 결과 파일이 소스 파일 또는 파일 들보다 크기가 작은 경우, 크기가 크거나 다수의 소스 파일을 전송하여 처리하는 것보다 인코딩, 압축, 추출 등이 수행 완료된 결과 파일만 클라이언트로 전송하는 것이 효율적인 파일 처리를 수행할 수 있도록 한다. 따라서, 클라이언트가 특정 응용의 결과 파일에만 관심이 있는 경우 클라이언트로 데이터를 옮겨서 수행할 필요 없이 데이터 서버에서 처리 한 후 크기가 작아지는 결과 파일 만을 전송하는 것이 자원 관리 효율성 측면에서 적합하다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 서버에서의 파일 처리 과정의 흐름을 도시한 순서도이다.
먼저, 데이터 서버는 클라이언트로부터 파일 요청을 수신한다(S301).
실시 예에 따라, 상기 파일 요청에 대한 요청은, 대상 파일 정보 및 상기 대상 파일에 수행할 처리 명령어 정보를 포함할 수 있다.
다음으로, 데이터 서버는 상기 요청에 대응되는 파일을 로드(load)한다(S302).
즉, 데이터 서버는, 저장부에 저장된 파일 중, 상기 요청에 대응되는 파일이 어떠한 파일인지 검색할 수 있고, 상기 검색된 파일을 상기 데이터 서버의 버퍼(buffer)에 로드(load)할 수 있다.
또한, 실시 예에 따라, 상기 파일을 로드하기 위하여 로드 명령을 수행하는 경우, 상기 요청에 대응되는 파일에 수행될 유틸리티 명령어를 포함하는 로드 명령을 수행할 수 있다.
즉, 예를 들어 네트워크 파일 시스템에서 본 발명 특허를 사용할 경우 네트워크 파일 시스템이 제공하는 Read() 함수에 해당 파일을 처리하기 위한 유틸리티 명령어를 지정할 수 있도록 확장하여, “READ(“tar cvfz compress.tar.gz /test/data”)” 처럼 수행할 명령어를 입력할 수 있도록 한다.
따라서, 네트워크 파일 시스템에서는 해당 유틸리티 명령어를 수행함으로써, 하기 처리 수행 과정까지 한번에 수행한 후, 생성된 결과 파일을 클라이언트에 반환할 수 있다.
다음으로, 데이터 서버는 상기 로드된 파일에 대하여 상기 클라이언트가 요청한 처리를 수행한다(S303).
실시 예에 따라, 상기 클라이언트가 요청한 처리는, 상기 로드된 파일에 대한 압축, 변화, 및 추출 등의 파일 입출력 이외의 다양한 부가 기능을 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 효율적인 자원관리를 위하여, 상기 로드된 파일에 대하여 상기 클라이언트가 요청한 처리를 수행하는 경우에 생성될 결과 파일과 상기 로드된 파일의 크기를 비교하고, 상기 로드된 파일의 크기보다 상기 생성될 결과 파일의 크기가 작을 것으로 판단되면, 상기 로드된 파일에 대하여 상기 클라이언트가 요청한 처리를 수행하도록 할 수 있다. 즉, 소스 파일의 크기가 더 작은 경우에는, 소스 파일을 그대로 전송하여 네트워크 자원 활용도를 높일 수 있다.
또한, 실시 예에 따라, 데이터 서버는, 데이터 서버에서 파일 처리를 수행하면 데이터 전송량이 줄어들게 되어 효율성을 향상 시킬 수 있는 명령어에 대한 전처리 명령어 목록을 저장할 수 있고, 상기 클라이언트가 요청한 처리에 대한 명령어가 상기 데이터 서버에 기 저장된 전처리 명령어 목록에 포함되어 있는지 확인하고, 포함된 경우에만 상기 로드된 파일에 대하여 상기 클라이언트가 요청한 처리를 수행할 수 있다.
또한, 실시 예에 따라, 데이터 서버는, 데이터 서버에 저장된 파일 관련 시스템 함수를 수정하거나 새로운 함수를 생성하여 제공함으로써, 상기 클라이언트에서 수행할 파일 처리 부분을 수행할 수 있다.
다음으로, 상기 처리가 수행된 결과 파일을 생성하고(S304), 상기 생성된 결과 파일을 클라이언트로 전송하여 반환한다(S305).
즉, 상기와 같은 과정을 통하여 데이터 전송량을 감소 시킬 수 있고, 데이터 전송량이 감소 되더라도 클라이언트에게 필요한 파일을 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 서버의 구성을 도시한 도면이다.
실시 예에 따라, 스토리지 시스템에 포함되어 파일 처리를 수행하는 데이터 서버는, 네트워크 인터페이스부(401), 부가 기능 처리부(402), 저장부(403), 및 제어부(404)를 포함할 수 있다.
네트워크 인터페이스부(401)는, 클라이언트로부터 파일 요청을 수신한다.
또한, 상기 요청은, 대상 파일 정보 및 상기 대상 파일에 대한 처리 명령어 정보를 포함할 수 있다.
또한, 실시 예에 따라, 네트워크 인터페이스부(402)는, 상기 데이터 서버에 저장된 파일 관련 시스템 함수를 수정하거나 새로운 함수를 생성하여 제공함으로써, 상기 클라이언트가 요청 가능한 인터페이스를 제시할 수 있다.
부가 기능 처리부(402)는, 클라이언트의 요청에 대응되는 파일을 저장부에서 로드(load)하고, 상기 로드된 파일에 대하여 상기 클라이언트가 요청한 처리를 수행하여 결과파일을 생성할 수 있다.
또한, 실시 예에 따라, 부가 기능 처리부(402)는, 상기 요청에 대응되는 파일을 저장부(403)에서 검색하고, 상기 검색된 파일을 상기 부가기능처리부에 포함된 버퍼에 로드(load)할 수 있다.
또한, 실시 예에 따라, 부가 기능 처리부(402)는, 상기 요청에 대응되는 파일에 수행될 유틸리티 명령어를 포함하는 로드 명령을 수행하여 상기 요청에 대응되는 파일을 로드할 수 있다.
또한, 실시 예에 따라, 부가 기능 처리부(402)는, 상기 로드된 파일에 대하여, 압축, 변환, 추출 등의 파일 입출력 이외의 다양한 부가 기능을 수행할 수 있고, 이러한 부가 기능 처리는, 파일 하나만이 아니라 디렉토리, 파일 셋(set), 또는 파일의 일부 등 다양한 형식에 대하여 처리 가능하다.
즉, 로드 명령과 파일 처리 명령을 한번에 수행할 수 있다.
저장부(403)는, 데이터 파일을 저장할 수 있고, 전처리 명령어 목록을 더 저장할 수 있다.
제어부(404)는, 상기 부가 기능 처리부(402)에서 생성된 결과 파일을 상기 네트워크 인터페이스부(401)를 통하여 상기 요청을 전송한 클라이언트로 전송하도록 제어할 수 있다.
또한, 실시 예에 따라, 제어부(404)는, 상기 클라이언트가 요청한 처리에 대한 명령어가 상기 저장부(403)에 저장된 전처리 명령어 목록에 포함된 경우에만 상기 부가 기능 처리부(402)를 통한 파일 처리가 수행되도록 제어할 수 있다.
또한, 다른 실시 예에 따라, 제어부(404)는, 상기 로드된 파일에 상기 클라이언트가 요청한 처리를 수행하여 생성될 결과 파일과 상기 로드된 파일의 크기를 비교하고, 상기 로드된 파일의 크기보다 상기 생성될 결과 파일의 크기가 작을 것으로 판단되는 경우에 상기 부가 기능 처리부가 상기 클라이언트가 요청한 처리를 수행하도록 제어할 수 있다.
즉, 네트워크 자원을 보다 효율적으로 활용할 수 있도록 파일 전송 형태를 변경할 수 있다.
또한, 실시 예에 따라, 스토리지 시스템은 필요에 따라서 별도로 메타데이타만을 관리하는 메타데이터 서버를 구성 하거나, 다수의 데이터 서버를 구성 할 수 있으며, 이러한 경우 메타데이터 서버와 데이터 서버가 연동하거나, 메타데이터 서버만 수행하거나, 데이터 서버만 동작하거나, 또는 데이터 서버들 간에 분산 처리를 통해 본 발명에 따른 파일 처리 명령이 수행되도록 할 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.
400: 데이터 서버
401: 네트워크 인터페이스부
402: 부가기능 처리부
403: 저장부
404: 제어부

Claims (16)

  1. 스토리지 시스템의 데이터 서버를 통한 파일 처리 방법에 있어서,
    클라이언트로부터 파일 요청을 수신하는 단계;
    상기 요청에 대응되는 파일을 로드(load)하는 단계;
    상기 로드된 파일에 대하여 상기 클라이언트가 요청한 처리를 수행하는 단계;
    상기 처리가 수행된 결과 파일을 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 결과 파일을 클라이언트로 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 요청한 처리를 수행하는 단계는,
    상기 요청에 포함된 처리 명령어 정보를 기반으로, 상기 처리 명령어 정보에 상응하는 명령어가 상기 데이터 서버에 기 저장된 전처리 명령어 목록에 포함된 경우에만 상기 로드된 파일에 대하여 상기 클라이언트가 요청한 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 파일 처리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 클라이언트가 요청한 처리는,
    상기 로드된 파일에 대한 압축, 변화, 및 추출 중 어느 하나 이상의 처리를 포함하는 부가기능처리 요청이 포함된 것을 특징으로 하는 파일 처리 방법.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 요청한 처리를 수행하는 단계는,
    상기 로드된 파일에 대하여 상기 클라이언트가 요청한 처리를 수행하는 경우에 생성될 결과 파일과 상기 로드된 파일의 크기를 비교하는 단계; 및
    상기 로드된 파일의 크기보다 상기 생성될 결과 파일의 크기가 작을 것으로 판단되는 경우에, 상기 로드된 파일에 대하여 상기 클라이언트가 요청한 처리를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파일 처리 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 파일을 로드하는 단계는,
    상기 요청에 대응되는 파일을 상기 데이터 서버의 저장부에서 검색하는 단계;
    상기 검색된 파일을 상기 데이터 서버의 버퍼에 로드(load)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파일 처리 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 클라이언트로부터 파일 요청을 수신하는 단계는,
    상기 데이터 서버에 저장된 파일 관련 시스템 함수를 수정하거나 새로운 함수를 생성하여 제공함으로써, 상기 클라이언트로부터 대상 파일 정보 및 상기 대상 파일에 대한 처리 명령어 정보를 포함하는 파일 요청을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파일 처리 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 파일을 로드하는 단계는,
    상기 요청에 대응되는 파일에 수행될 유틸리티 명령어를 포함하는 로드 명령을 수행하여 상기 요청에 대응되는 파일을 로드하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파일 처리 방법.
  8. 스토리지 시스템의 파일을 처리하는 데이터 서버에 있어서,
    클라이언트로부터 파일 요청을 수신하는 네트워크 인터페이스부;
    데이터 파일을 저장하는 저장부;
    상기 요청에 대응되는 파일을 상기 저장부에서 로드(load)하고, 상기 로드된 파일에 대하여 상기 클라이언트가 요청한 처리를 수행하여 결과 파일을 생성하는 부가 기능 처리부; 및
    상기 생성된 결과 파일을 상기 네트워크 인터페이스부를 통하여 상기 클라이언트로 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 저장부는,
    전처리 명령어 목록을 더 저장하고,
    상기 제어부는,
    상기 요청에 포함된 처리 명령어 정보를 기반으로, 상기 처리 명령어 정보에 상응하는 명령어가 상기 전처리 명령어 목록에 포함된 경우에만 상기 부가 기능 처리부가 상기 클라이언트가 요청한 처리를 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 데이터 서버.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 부가 기능 처리부는,
    상기 로드된 파일에 대한 압축, 변환, 및 추출을 포함하는 부가 기능 동작을 수행 가능한 것을 특징으로 하는 데이터 서버.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 부가 기능 처리부의 로드는,
    파일, 디렉토리, 파일 셋(set), 또는 파일의 일부분에 대하여 상기 클라이언트가 요청한 처리를 수행 가능한 것을 특징으로 하는 데이터 서버.
  11. 삭제
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 로드된 파일에 대하여 상기 클라이언트가 요청한 처리를 수행하는 경우에 생성될 결과 파일과 상기 로드된 파일의 크기를 비교하고, 상기 로드된 파일의 크기보다 상기 생성될 결과 파일의 크기가 작을 것으로 판단하거나 또는 사용자의 요청에 따라 강제로 상기 부가 기능 처리부가 상기 클라이언트가 요청한 처리를 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 데이터 서버.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 부가기능처리부는,
    상기 요청에 대응되는 파일을 상기 저장부에서 검색하고, 상기 검색된 파일을 상기 부가기능처리부에 포함된 버퍼에 로드(load)하는 것을 특징으로 하는 데이터 서버.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 부가기능처리부는,
    상기 데이터 서버에 저장된 파일 관련 시스템 함수를 수정하거나 새로운 함수를 생성하여 제공함으로써, 상기 클라이언트에서 수행할 파일 처리 부분을 수행하는 것을 특징으로 하는 데이터 서버.
  15. 청구항 9에 있어서,
    상기 네트워크 인터페이스부는,
    상기 클라이언트로부터 대상 파일 정보 및 상기 대상 파일에 대한 처리 명령어 정보를 포함하는 파일 요청을 수신하는 것을 특징으로 하는 데이터 서버.
  16. 청구항 9에 있어서,
    상기 부가기능처리부는,
    상기 요청에 대응되는 파일에 수행될 유틸리티 명령어를 포함하는 로드 명령을 수행하여 상기 요청에 대응되는 파일을 로드 하여 처리하는 것을 특징으로 하는 데이터 서버.
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