컴퓨터공학과 대학원 민동현 학생 (박사4학기, 지도교수: 김영재)이 작성한 “Isolating Namespace and Performance in Key-Value SSDs for Multi-tenant Environments” 라는 제목의 논문이 ACM Workshop on Hot Topics In Storage and File Systems (HotStorage’21) 에 게재가 확정되었다.

ACM HotStorage는 최첨단 스토리지 연구를 위해서 독창성, 기술적 장점 및 향후 스토리지 시스템 설계 및 애플리케이션에 영향을 미칠 통찰력 있는 토론으로 이어질 가능성을 심사하는 저명한 국제 학술 워크샵이다. 올해 HotStorage의 논문 채택률은 37.5% 였다. 본 워크샵은 올해 온라인으로 7월 27일부터 7월 28일까지 진행된다.

HotStorage 사이트: https://www.hotstorage.org/2021/

논문 다운로드:  https://lass.sogang.ac.kr/pdf/2021/intl_conf/HotStorage_2021_D_Min.pdf

본 연구에서는 클라우드 환경에서 기존의 최첨단 로그 병합 구조 트리 (LSM-tree) 기반의 키-밸류 SSD (Key-Value SSD)에 네임스페이스 (Namespace)와 성능 (Performance) 관점에서의 시스템 격리 기법을 적용한 Iso-KVSSD를 제안하였다. 현존하는 키-밸류 SSD와 달리, 제안된 Iso-KVSSD는 네임스페이스 기반의 사용자마다의 데이터 접근 제어가 가능하고 여러 테넌트 (Tenant) 가 존재하는 환경에서 데이터 읽기 성능을 약 2.9배 이상 높였다.

그림 1은 각 네임스페이스 마다 독립적으로 관리되는 로그 구조 병합 트리 (LSM-tree)를 설명한다. LSM-tree 내부에 저장된 네임스페이스 정보를 토대로 각 사용자 데이터 접근에 대한 제어가 가능하다. 또한 여러 사용자의 데이터가 하나의 공유되는 LSM-tree에 같이 인덱싱 되는 방식과는 달리, 각 사용자의 데이터를 네임스페이스에 따라 나누어서 관리하므로 트리 구조의 깊이가 깊어지는 것을 방지하여 LSM-tree 탐색 지연 시간을 크게 줄였다.

그림 2는 네임스페이스 마다 개별적으로 관리되는 LSM-tree 설계를 갖는 Iso-KVSSD 의 읽기 성능을 평가한 결과이다. 각 테넌트들이 하나의 LSM-tree를 공유하는 방식과는 달리, Iso-KVSSD 는 멀티 테넌트 환경에서 생기는 읽기 성능 저하를 최소화한다. 제안하는 기술은 특히 동시적으로 동작하는 테넌트의 수가 많아질수록 성능 손실을 더욱 최소화한다.

 *본 연구는 SK hynix의 지원을 받아서 수행됨 연구임.