KR20050033652A - 향상된 성능을 구비하는 비디오-스토리지 네트워크 - Google Patents

향상된 성능을 구비하는 비디오-스토리지 네트워크 Download PDF

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KR20050033652A
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스티븐 브라이언 로스커
찰스 토드 싱어
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그라스 밸리 (유.에스.) 아이엔씨.
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Abstract

비디오 스토리지 시스템(10)은 스토리지 에어리어 네트워크(12) 및 적어도 하나의 로컬 캐쉬 스토리지 유닛(14)을 포함한다. 상기 스토리지 메커니즘 및 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛 모두는 적어도 일부 컨텐트를 공통으로 저장한다. 읽기 요청에 대한 응답으로, 읽기 디렉터(20)는 상기 스토리지 메커니즘 및 로컬 캐쉬스토리지 유닛 중 어느 것이 요청된 컨텐트를 포함하는지 결정한다. 상기 요청된 컨텐트가 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛에 존재한다고 결정시, 상기 읽기 디렉터는 상기 컨텐트 요청을 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛에 보내므로써 상기 스토리지 메커니즘에 대한 요구를 줄인다. 상기 컨텐트가 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛에 존재하지 않는 경우, 읽기 디렉터는 상기 요청을 상기 스토리지 메커니즘에 보내나, 상기 컨텐트가 이용 불가능한 경우, 상기 컨텐트 요청은 필러 데이터 소스(24)로부터 필러 데이터로 채워질 것이다.

Description

향상된 성능을 구비하는 비디오-스토리지 네트워크{VIDEO-STORAGE NETWORK HAVING INCREASED PERFORMANCE}
본 출원은 2002년 8월 28일 출원되어 본 명세서에 병합된 미국 가특허 출원 일련 번호 60/406,623에 대해 U.S.C. 119(e)하에서 우선권을 주장한다. 본 발명은 비디오 정보를 저장하기 위한 비디오 스토리지 네트워크에 대한 것이다.
과거에, 비디오 편집은 독립형 디바이스(stand-alone devices), 일반적으로 비디오테이프 기계상에서 이루어졌다. 분리된 클립으로 구성되는 비디오 세그먼트를 만들고자 하는 편집자는 하나 이상의 소스 기계(source machine)상에서 원하는 순서대로 클립들을 줄을 세울 것이다. 공유 비디오 스토리지(shared video storage)의 출현이 현재 이루어지는 비디오 편집 방법을 상당히 바꾸었다. 오늘날의 공유 스토리지 네트워크와 함께, 복수의 사용자들은 비선형 편집 기법을 사용하여 동일한 컨텐트의 사본(copy)을 각자 편집할 수 있다. 많은 오늘날의 비디오 스토리지 네트워크는 종종 대역폭 제한 때문에 사용자의 수에 제한을 가한다. 그러한 비디오 스토리지 네트워크의 스위치 구조(switch fabric)는 제한된 사용자 수 이상이 스토리지 장비에 접근하는 것을 허락하지 않을 것이다. 추가적인 링크를 제공함으로써 이 단점을 극복하는 것은 전체적인 비용을 증가시킨다.
따라서, 상기의 단점을 극복하는 공유 비디오 스토리지 시스템을 제공하기 위한 기법에 대한 요구가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 스토리지 시스템의 블록 개략도를 나타내는 도면.
바람직한 실시예에 따라 간단히 말하면, 컨텐트 바람직하게는 비디오 파일을 저장하기 위한 스토리지 시스템이 제공된다. 본 원리의 스토리지 시스템은 스토리지 메커니즘, 대형 디스크 드라이브 또는 하나 이상의 레이드(RAID: Redundant Arrays of Inexpensive Disk Drives)를 포함한다. 상기 스토리지 시스템은 또한 상기 스토리지 메커니즘 상에 저장된 컨텐트 중 적어도 일부를 미러링(mirroring)하기 위한 적어도 하나의 로컬 캐쉬 스토리지 유닛을 포함한다. 따라서, 사용자는 스토리지 메커니즘보다는 로컬 캐쉬 유닛으로부터 그러한 미러링된 컨텐트를 획득할 수 있으며, 이로써, 스토리즈 메커니즘에 대한 대역폭 요구를 줄인다. 쓰기 디렉터(wirte director)는 스토리지 메커니즘 및 로컬 캐쉬 스토리지 유닛에 쓰여진 유입되는 컨텐트(incoming content)를 제어하기 위해 스토리지 메커니즘 및 하나의 로컬 캐쉬 스토리지 유닛에 연결된다. 캐쉬 메니저는 스토리지 메커니즘과 로컬 캐쉬 스토리지 유닛 사이의 컨텐트 통일성(content coherency)을 관리한다. 이는 스토리지 메커니즘상의 컨텐트 중 적어도 일부가 또한 로컬 캐쉬 스토리지 유닛 상에 존재하고 그 반대의 경우로도 존재하도록 하기 위해서이다. 읽기 디렉터(read director)는 사용자로부터의 컨텐트 요청에 응답하여 상기 요청을 스토리지 메커니즘과 로컬 캐쉬 스토리지 유닛 각각의 컨텐트 이용도에 따라 둘 중에서 하나에 보낸다. 이로써, 컨텐트가 로컬 캐쉬 스토리지 유닛상에서 이용 가능한 경우에는 사용자는 스토리지 메커니즘보다는 유닛으로부터 읽어들인다. 따라서 스토리지 메커니즘 억세스 메니저는 읽기 및 쓰기 메니저를 제어하기 위해 스토리지 메커니즘으로부터의 컨텐트 읽기 및 스토리지 메커니즘으로의 컨텐트 쓰기를 감시한다.
도면은 개선된 효율성을 제공하는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 스토리지 시스템(10)을 나타낸다. 중심에 있는 스토리지 시스템(10)은 단일 디스크 드라이브, 또는 사용자에 의한 후속적인 접근을 위한 컨텐트를 수신하는 하나 이상의 RAID로 구성되는 스토리지 메커니즘(12)을 포함한다. 일반적으로, 스토리지 메커니즘(12)은 편집 및/또는 방송용의 내장된 오디오를 구비하거나 구비하지 않는 비디오 파일을 저장한다. 모든 사용자가 어떠한 주어진 시간에 스토리지 메커니즘(12)에 접근하도록 하는 것은 대역폭을 요구할 것이며, 따라서 최대 사용자 수에 제한을 가할 것이다. 이 단점을 극복하기 위해, 본 발명의 스토리지 시스템(10)은 또한 적어도 하나의 로컬 캐쉬 스토리지 유닛(14) 및 바람직하게는 복수개의 유닛을 포함한다. 각각의 로컬 캐쉬 스토리지 유닛(14)은 일반적으로는 디스크 드라이브 또는 하나 이상의 RAID 형태를 취한다.
아래에서 더욱 상세히 검토되는 바와 같이, 로커 캐쉬 스토리지 유닛(14)은 스토리지 메커니즘(12)에 저장된 컨텐트의 적어도 일부를 미러링한다. 다시 말해서, 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛(14)은 스토리지 메커니즘(12)과 동일한 파일들 중 적어도 일부를 저장한다. 이로써 스토리지 메커니즘(12)과 로컬 캐쉬 스토리지 유닛(14) 모두에 저장되는 특별한 파일에 접근하고자 하는 사용자는 스토리지 메커니즘보다는 로컬 캐쉬 스토리지 유닛에 접근할 수 있다. 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛(14)에 접근하는 것은 스토리지 메커니즘(12)에 대한 대역폭 요구를 줄인다. 실제로, 다른 사용자 그룹 각각은 전용 로컬 캐쉬 스토리지 유닛을 가질 수 있다. 대안적으로, 로컬 캐쉬스토리지 유닛(14)의 사용자 그룹으로의 할당은 역동적으로 이루어질 수 있다.
쓰기 디렉터(16)는 외부 소스(미도시)로부터 스토리지 메커니즘(12) 및 로컬 캐쉬 각각에 입력 컨텐트의 쓰기를 제어한다. 그러한 입력 컨텐트는 카메라 또는 위성 피드(satellite feed)로부터 수신되는 라이브 비디오 또는 이전에 기록된 비디오를 포함할 수 있다. 실제로, 상기 쓰기 디렉터(16)는 프로그램된 프로세서, 유선의
유선 연결된(hard-wired) 논리 회로, 또는 필드 프로그래머블 어레이(FPGA) 또는 스토리지 메커니즘(12)상에서 읽기 및 쓰기 로드를 감시하는 스토리지 메커니즘 접근 메니저(17)로부터 수신되는 정보를 제어하기 위해 응답하는 것의 형태를 취한다. 실제로, 상기 스토리지 메커니즘 접근 메니저(17)는 프로그램된 프로세서, 하드-와이어드 논리회로, 또는 FPGA의 형태를 취한다. 상기 스토리지 메커니즘 접근 메니저(17)로부터의 출력 신호에 따라, 상기 쓰기 디렉터(16)는 상기 스토리지 메커니즘(12) 및 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛(14) 모두 또는 그 중 하나에 유입되는 컨텐트를 내보낸다.
일반적으로 프로그램된 프로세서, 하드-와이어드 논리 회로, 또는 FPGA와 같은 형태인 캐쉬 메니저(18)는 컨텐트 통일성을 유지하기 위해 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛으로부터의 제어 신호에 따라 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛(14) 및 상기 스토리지 메커니즘(12) 사이에서 컨텐트의 쓰기를 제어한다. 다시 말해서, 상기 캐쉬 메니저(18)는 상기 스토리지 메커니즘(12)과 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛(14)에 공통으로 적어도 일부 컨텐트를 유지한다. 이 일을 수행하기 위해, 상기 캐쉬 메니저(18)는 상기 스토리지 메커니즘(12)에서 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛(14)로 백그라운드 파일 복사를 담당한다("트리클 다운(trickle down)"). 마찬가지로, 상기 캐쉬 메니저(18)는 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛(14)에서 상기 스토리지 메커니즘(12)으로 백그라운드 파일 복사를 담당한다("트리클 업(trickle up)"). 그러한 트리클 업은 사용자가 다른 사용자에 의한 후속적인 사용을 위한 컨텐트를 편집할 때 필요해진다. "트리클링 다운"과 "트리클링 업"이 발생하는 비율은 상기 스토리지 메커니즘(12)에 대한 전체 대역폭 요구의 함수이다. 상기 캐쉬 메니저(18)는 또한 빈번하지 않게 접근되는 파일들을 삭제함으로써 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛(14)의 스토리지 용량을 관리한다. 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛(14)의 이용 가능한 스토리지 용량이 규정된 레벨을 초과하는 경우, 상기 캐쉬 메니저(18)는 우선 최근에 가장 적게 접근된 파일을 삭제할 것이다. 그 후, 상기 캐쉬 메니저(18)는 다음으로 적게 접근된 파일을 삭제할 것이며 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛(14)의 이용 가능한 스토리지 용량이 수용 가능한 레벨에 이를 때까지 계속한다.
상기 스토리지 시스템(10)으로부터 컨텐트를 읽기 위해, 사용자는 읽기 디렉터(20)에 의해 수신되는 읽기 요청을 입력한다. 실제로, 상기 읽기 디렉터(20)는 상기 스토리지 메커니즘(12)과 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛(14) 모두의 컨텐트를 감시하는 프로그램된 프로세서의 형태를 취한다. 읽기 요청의 수신과 동시에, 상기 읽기 디렉터(20)는 요청된 컨텐트가 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛(14)에 존재하는지 여부를 결정한다. 존재한다면, 상기 읽기 디렉터(20)는 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛(14)을 요청된 컨텐트의 소스로서 지정하기 위해 커맨드를 읽기 소스 셀렉터(22) 일반적으로 멀티플렉서에 보낸다. 따라서, 그러한 환경하에서, 상기 읽기 디렉터(20)는 읽기 요청을 상기 로컬 캐시스토리지 유닛(14)에 "다시 보낸다". 상기 로컬 캐시 스토리지 유닛(14)은 요청된 컨텐트가 부족할 경우에, 상기 읽기 디렉터(20)는 상기 소스 셀렉터(22)가 상기 스토리지 메커니즘(12)을 선택하도록 한다. 대안적으로, 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛(14)이 요청된 컨텐트를 제공할 수 없고 상기 스토리지 메커니즘(12)으로의 접근을 허락하기에 불충분한 대역폭이 있는 경우에 상기 읽기 디렉터(20)는 읽기 소스 셀렉터(22)가 스토리지 유닛(24)을 선택하도록 하여 사용자에게 필러 컨텐트(filler content)를 제공할 것이다. 상기 로컬 스토리지 유닛(14)이 요청된 컨텐트가 부족할 때, 상기 읽기 디렉터(20)는 상기 캐쉬 메니저(18)에게 경고한다. 응답으로, 상기 캐쉬 메니저(18)는 컨텐트를 상기 스토리지 메커니즘(12)으로부터 상기 로컬 스토리지 유닛(14)으로 전송하도록 트리클 다운 복사 작업을 개시한다.
작업 중에, 상기 스토리지 시스템(10)은 유리하게는 상기 스토리지 메커니즘(12)에 대한 대역폭 요구를 줄임으로써 개선된 성능을 제공한다. 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛(14)은 상기 스토리지 메커니즘(12)의 컨텐트 중 적어도 일부를 미러링하는데 도움이 되며, 따라서 그러한 컨텐트를 사용자에게 제공하기 위한 교체 소스를 제공한다. 상기 캐쉬 메니저(18)는 로컬 캐쉬 스토리지 유닛이 필수 컨텐트를 포함할 것을 보증하도록 상기 스토리지 메커니즘 접근 메니저(17)에 의해 감시된 대로 상기 스토리지 메커니즘(12)의 상태에 대응하여 상기 로컬 캐쉬스토리지 유닛(14)을 주의깊게 관리한다. 상기 스토리지 메커니즘 접근 메니저는 높은 대역폭 요구 간격 동안에 상기 스토리지 메커니즘으로부터의 컨텐트 읽기 및 상기 스토리지 메커니즘에의 컨텐트 쓰기를 제어한다.
상기 내용은 개선된 성능을 구비하는 스토리지 네트워크를 설명한다.
본 발명은 비디오 정보를 저장하기 위한 비디오 스토리지 네트워크에 이용 가능하다.

Claims (16)

  1. 스토리지 시스템으로서,
    컨텐트를 저장하기 위한 스토리지 메커지즘;
    상기 스토리지 메커니즘에 저장된 컨텐트의 적어도 일부를 미러링하기 위한 적어도 하나의 로컬 캐쉬 스토리지 유닛;
    사기 스토리지 메커니즘과 상기 적어도 하나의 로컬 스토리지 캐쉬에 쓰여진컨텐트를 제어하기 위해 상기 스토리지 메커니즘 및 상기 적어도 하나의 로컬 스토리지 캐쉬에 연결되는 쓰기 디렉터;
    적어도 부분적인 컨텐트 통일성(coherency)을 유지하기 위해 상기 스토리지 메커니즘과 상기 적어도 하나의로컬 스토리지 캐쉬 사이에서 컨텐트 복사를 관리하기 위한 캐쉬 메니저;
    컨텐트 요청을 상기 적어도 하나의 로컬 스토리지 캐쉬 및 상기 스토리지 메커니즘 중 각각의 컨텐트 이용가능성에 따라 선택된 하나에 보내기 위해 사용자로부터의 컨텐트에 대한 요청에 응답하는 읽기 디렉터;
    상기 스토리지 메커니즘의 읽기 및 쓰기 로드를 감시하고 상기 스토리지 메커니즘 읽기 및 쓰기 로드에 따라 상기 읽기 및 쓰기 디렉터와 상기 캐쉬 메니저를 제어하기 위한 스토리지 메커니즘 접근 메니저를 포함하는 스토리지 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캐쉬 메니저는 상기 로컬 캐쉬스토리지 유닛이 규정된 레벨 이상의 이용 가능한 스토리지 용량을 가질 때까지 가장 적게 접근된 파일을 계속적으로 삭제함으로써 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛의 스토리지 용량을 관리하는 스토리지 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    필러 컨텐트를 저장하기 위한 필러 스토리지 유닛을 더 포함하고, 상기 읽기 디렉터는 요청된 컨텐트가 상기 스토리지 메커니즘 및 상기 로컬 스토리지 캐쉬 유닛으로부터 이용할 수 없을 때 필러 컨텐트를 제공하기 위해 읽기 요청을 상기 필러 스토리지 유닛에 보내는 스토리지 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스토리지 메커니즘은 적어도 하나의 디스크 드라이브를 더 포함하는 스토리지 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스토리지 메커니즘은 적어도 하나의 RAID를 더 포함하는 스토리지 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛은 적어도 하나의 디스크 드라이브를 더 포함하는 스토리지 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛은 적어도 하나의 RAID를 더 포함하는 스토리지 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 읽기 디렉터는 상기 스토리지 메커니즘에 대한 대역폭 요구를 줄이기 위해 요청된 컨텐트가 로컬 캐쉬 스토리지 유닛에서 이용 가능할 때 컨텐트에 대한 요청을 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛에 다시 보내는 스토리지 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 캐쉬 메니저는 이전에 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛상에서 이용 불가능한 적어도 일부 컨텐트를 상기 스토리지 메커니즘으로부터 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛에 복사하는 스토리지 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 스토리지 메커니즘 접근 메니저는 제한된 스토리지 메커니즘 대역폭의 간격 동안 상기 스토리지 메커니즘으로부터의 읽기 및 상기 스토리지 메커니즘으로의 쓰기를 줄이기 위해 상기 읽기 및 쓰기 디렉터를 제어하는 스토리지 시스템.
  11. 컨텐트를 저장하는 방법으로서,
    유입되는 컨텐트를 스토리지 에어리어 네트워크(스토리지 메커니즘) 및 로컬 캐쉬 스토리지 유닛 중 적어도 하나에 쓰는 단계;
    상기 스토리지 메커니즘과 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛 사이의 컨텐트 통일성(coherency)을 감시하는 단계;
    컨텐트 통일성에 따라 상기 스토리지 메커니즘과 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛 사이에 컨텐트를 복사하는 단계;
    유닛 각각의 컨텐트 이용가능성에 따라 컨텐트에 대한 요청을 사용자로부터 상기 스토리지 메커니즘과 상기 로컬 캐쉬 스토리지 중 선택된 하나에 보내는 단계;
    상기 스토리지 메커니즘의 읽기 및 쓰기 로드를 감시하는 단계; 및
    상기 스토리지 메커니즘 읽기 및 쓰기 로드에 따라 상기 스토리지 메커니즘으로부터의 컨텐트 읽기 및 상기 스토리지 메커니즘으로의 컨텐트 쓰기를 제어하는 단계를 포함하는 컨텐트를 저장하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 컨텐트 요청을 보내는 단계는, 상기 요청된 컨텐트가 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛에 존재하는 경우에는 상기 컨텐트 요청을 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛에 다시 보내는 단계를 더 포함하는 컨텐트를 저장하는 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 컨텐트 요청을 보내는 단계는 상기 요청된 컨텐트가 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛 또는 상기 스토리지 메커니즘 어디에도 존재하지 않는 경우에는 필러를 제공하기 위해 상기 컨텐트 요청을 필터 스토리지 유닛에 다시 보내는 단계를 더 포함하는 컨텐트를 저장하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 스토리지 메커니즘으로부터 상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛으로 컨텐트를 쓰는 단계를 더 포함하는 컨텐트를 저장하는 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 로컬 캐쉬 스토리지 유닛으로부터 상기 스토리지 메커니즘으로 컨텐트를 쓰는 단계를 더 포함하는 컨텐트를 저장하는 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 스토리지 메커니즘으로부터의 컨텐트 읽기 및 상기 스토리지 메커니즘으로의 컨텐트 쓰기를 제어하는 단계는 고 대역폭 요구 간격 동안 상기 스토리지 메커니즘으로의 접근을 제한하는 단계를 더 포함하는 컨텐트를 저장하는 방법.
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