eBPF 기반 시스템 IO 성능 추적 기법

Q: 이 논문에서 정의한 I/O 요청 추적 도구란 무엇인가?

I/O 요청 추적 도구는 시스템의 I/O 요청 처리 과정을 추적하고 모니터링하여 I/O 성능 분석 및 문제 해결을 돕는 도구이다. 이는 시스템 성능 저하를 최소화하면서 파일시스템, 블록 계층, 장치 드라이버 등 I/O가 처리되는 각 계층의 이벤트를 통합 추적한다.

Q: eBPF 기반 I/O 요청 추적 시 발생하는 이벤트 유실은 어떻게 보정하는가?

연구 결과, eBPF 기반 I/O 요청 추적 시 발생하는 이벤트 유실은 기계학습 기법을 이용하여 보정한다. 특히 Moving Average 기법을 적용하여 유실된 이벤트의 시간을 예측하며, 유실 비율 20%에서도 평균 오차 절대값이 2.8us로 실제 I/O 처리 지연시간에 비해 충분히 적용 가능한 수준이다.

김진수; 박상덕; 유재수; 송석일

doi:10.14801/jkiit.2021.19.5.121

학술저널

eBPF 기반 시스템 IO 성능 추적 기법 IO Performance Trace Method for System based on eBPF

저자정보: 김진수 (데이터커맨드) 박상덕 (인플랩) 유재수 (충북대학교) 송석일 (한국교통대학교)

저널정보: 한국정보기술학회 한국정보기술학회논문지 한국정보기술학회논문지 제19권 제5호(JKIIT, Vol.19, No.5)

발행연도: 2021.5

수록면: 121 - 128 (8page)

DOI: 10.14801/jkiit.2021.19.5.121

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eBPF 기반 시스템 IO 성능 추적 기법

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시스템의 I/O 요청 처리과정을 추적하기 위한 I/O 요청 추적 도구를 설계하고 구현한다. 이 논문에서 제안하는 I/O 요청 추적 도구는 시스템의 성능저하를 최소화하면서도 블록장치 및 파일시스템의 I/O를 통합하여 추적한다. 제안하는 성능 추적 도구는 eBPF를 기반으로 하며 I/O 요청이 처리되는 각 계층 (파일시스템, 블록계층, 장치 드라이브, 장치 등)의 성능을 추적할 수 있도록 I/O 요청 처리 이벤트들을 정의하고 추적한다. 또한, I/O 요청 처리 이벤트에 대한 일부 유실에 대비하여 기계학습을 이용한 이벤트 유실 보정 기법을 제안한다. 마지막으로, 실험을 통해서 제안하는 I/O 요청 추적 도구가 시스템 성능에 미치는 영향을 분석하여 제안하는 도구의 효용성을 입증한다.

#I/O trace #eBPF #Machine Learning

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