Исследование и разработка методов хранения и доступа к данным в серверах мультимедиа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.13, кандидат технических наук Косяков, Михаил Сергеевич

• Косяков, Михаил Сергеевич
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Косяков, Михаил Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ФАЙЛОВЫХ СИСТЕМ СЕРВЕРОВ МУЛЬТИМЕДИА.

1.1. Методы обеспечения непрерывного воспроизведения потоковых данных.

1.1.1. Методы нахождения количества отсчетов, считываемых за один цикл.

1.1.2. Методы дискового планирования.

1.1.3. Алгоритмы управления допуском.

1.2. Методы размещения данных.

1.2.1. Методы организации дискового пространства.

1.2.2. Методы размещения файлов на нескольких дисках.

1.3. Парадигмы файловых систем.

1.4. Методы построения мультимедийных файловых систем.

1.4.1. Файловые системы раздельной архитектуры.

1.4.2. Файловые системы интегрированной архитектуры.

1.5. Показатели эффективности сервера мультимедиа.

1.5.1. Показатели качества обслуживания.

1.5.2. Характеристики оперативности и производительности.

1.6. Выводы.

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ХРАНЕНИЯ И ДОСТУПА К ТЕКСТ-ОРИЕНТИРОВАННЫМ ДАННЫМ.

2.1. Параметры и характеристики моделирования.

2.2. Разработка моделей для метода поблочного чередования данных.

2.2.1. Аналитические модели для алгоритмов дискового планирования FCFShLOOK.

2.2.2. Проверка адекватности аналитических моделей.

2.3. Исследование влияния длины блока на эффективность дисковой подсистемы.

2.4. Разработка моделей для метода экстентного размещения данных.

2.4.1. Аналитические модели для алгоритмов дискового планирования FCFShLOOK.

2.4.2. Проверка адекватности аналитических моделей.

2.5. Сравнительный анализ методов хранения и доступа к текст-ориентированным данным.

2.5.1. Равномерное распределение нагрузки по набору дисков.

2.5.2. Неравномерное распределение нагрузки по набору дисков.

2.6. Выводы.

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ХРАНЕНИЯ И ДОСТУПА К ПОТОКОВЫМ ДАННЫМ.

3.1. Параметры и характеристики моделирования.

3.2. Разработка моделей для метода размещения файлов согласно постоянному шагу данных.

3.2.1. Аналитическая модель для циклического метода доступа и алгоритма дискового планирования LOOK.

3.2.2. Проверка адекватности аналитической модели.

3.3. Исследование влияния длины блока на эффективность дисковой подсистемы.

3.4. Разработка моделей для метода размещения файлов согласно постоянному шагу времени.

3.4.1. Аналитическая модель для циклического метода доступа и алгоритма дискового планирования LOOK.

3.4.2. Проверка адекватности аналитической модели.

3.5. Сравнительный анализ методов хранения и доступа к потоковым данным.

3.6. Выводы.

Глава 4. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДА ДИСКОВОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ДЛЯ СЕРВЕРОВ МУЛЬТИМЕДИА ИНТЕГРИРОВАННОЙ АРХИТЕКТУРЫ.

4.1. Принципы организации методов дискового планирования.

4.1.1. Дисциплины обслуживания запросов в течение цикла.

4.1.2. Дисциплины ограничения числа запросов, выбираемых на обслуживание.

4.1.3. Дисциплины обслуживания очереди запросов.

4.2. Исследование методов дискового планирования.

4.2.1. Сравнительный анализ методов дискового планирования.

4.2.2. Анализ влияния длительности периода на производительность подсистемы ввода/вывода.

4.2.3. Анализ и аналитическое описание границы области допустимой нагрузки.

4.3 Сравнительный анализ архитектур построения мультимедийных файловых систем.

4.4 Выводы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка методов хранения и доступа к данным в серверах мультимедиа»

Актуальность темы. Стремительный рост объема цифровых неструктурированных данных и развитие Web-технологий привели к появлению систем сетевого доступа к разнообразным источникам информации, таким как периодические и литературные издания, корпоративные и публичные цифровые библиотеки, приложения News-On-Demand, Video-On-Demand, интерактивное телевидение и т.д. Отличительной чертой подобных приложений является то, что они обеспечивают доступ к мультимедийной информации, включающей в себя как текстовые данные и графические изображения (текст-ориентированные данные), так и цифровые аудио/видео данные (потоковые данные). При этом предоставляемый пользователю мультимедийный документ может состоять из данных нескольких типов, объединенных в единое интерактивное представление. Например, одновременно с прослушиванием аудио записи пользователь должен иметь возможность просматривать изображения и текстовые комментарии, интересующие его согласно выбранной тематике.

Типичная архитектура рассматриваемых систем подразумевает использование серверов мультимедиа, обеспечивающих централизованное хранение информации, предоставляющих доступ к текст-ориентированным данным и реализующих потоковое воспроизведение аудио/видео файлов через высокоскоростные каналы связи. Для хранения данных и обслуживания запросов, предписывающих их чтение/запись, в таких серверах чаще всего используется дисковая подсистема ввода/вывода. При этом обращения к дисковой подсистеме выполняются на несколько порядков медленнее, чем к другим подсистемам памяти, и ее производительность становиться доминирующим фактором в общей производительности указанных систем. В то же время, дисковая подсистема является наиболее дорогим компонентом современного хранилища данных. Для увеличения производительности и более эффективного использования ресурсов сервера используются различные методы размещения файлов на наборе дисков и алгоритмы дискового планирования.

Подобные методы, обеспечивающие работу с обычными текст-ориентированными данными, представлены и исследованы в работах таких ученых, как С.А. Майоров, О.И. Авен, Я.А. Коган, D.A. Patterson, P.M. Chen, Т. Teorey, Т.В. Pinkerton, E.G. Coffman, С. Ruemmler и др. Однако методы хранения и доступа к потоковым данным должны существенно отличаться от традиционных, поскольку аудио/видео файлы обладают двумя отличительными характеристиками.

1. Непрерывное воспроизведение в реальном времени. В отличие от обычных текст-ориентированных данных аудио или видео данные состоят из последовательности отсчетов (таких как видеокадры или отсчеты аудиопотока), имеющих смысл только в случае непрерывного воспроизведения в реальном времени. Для этого система должна предоставить пользователю очередной фрагмент потоковых данных не позже момента завершения воспроизведения предыдущего фрагмента. В свою очередь организация доступа к текст-ориентированным данным обычно не требует жестких сроков завершения дисковых операций и направлена на увеличение пропускной способности системы.

2. Высокие скорости передачи и большие размеры аудио/видео файлов. Типичный размер аудио или видео файла значительно превосходит размеры текстовых файлов и графических изображений, что приводит к различию эффективных методов организации дискового пространства для данных каждого типа. Кроме того, воспроизведение цифрового аудио или видео потока требует высоких скоростей считывания. При этом для потоковых данных характерен периодический и последовательный доступ, в то время как доступ к текстовым данным обычно непредсказуем.

Это послужило толчком к разработке специфических методов размещения аудио/видео файлов на наборе дисков и методов их воспроизведения в реальном времени. Подобные методы работы с потоковыми данными представлены в работах авторов DJ. Gemmell, P.V. Rangan, Н.М. Vin, D.D. Kandlur, D. Anderson, C.L. Liu, J.W. Layland, A.L. Narasimha Reddy, S. Ghandeharizadeh и др. Однако указанные методы не предусматривают работу с текстовыми данными и графическими изображениями и опираются на свойства периодичности и последовательности доступа к потоковым данным для увеличения пропускной способности сервера.

Таким образом, для управления данными с различными характеристиками и требованиями к их считыванию/записи требуются новые эффективные методы размещения файлов на наборе дисков и алгоритмы дискового планирования, предназначенные для работы с данными обоих типов. В связи с этим, становится актуальной задача исследования и разработки методов хранения и доступа к данным в серверах мультимедиа.

В серверах мультимедиа обслуживание запросов к текстовым данным не должно влиять на качество воспроизведения цифровой аудио/видео информации и, наоборот, воспроизведение аудио/видео файлов не должно вызывать значительных задержек считывания текстовых данных. Поэтому для контроля перегрузок требуется построение специальных методов управления допуском, осуществляющих допуск нового клиента на обслуживание только при условии сохранения гарантий на качество обслуживания для всех клиентов. Для этой цели необходимо в реальном времени оценивать качество обслуживания клиентов при различных нагрузках. В связи с этим, также актуальной становится задача разработки аналитического метода расчета предельной нагрузки, возлагаемой на дисковую подсистему сервера мультимедиа, при заданных ограничениях на показатели качества обслуживания.

Цель диссертационной работы состоит в анализе существующих методов размещения данных и алгоритмов дискового планирования с использованием методов математического моделирования, определении способов повышения производительности серверов мультимедиа за счет увеличения производительности их дисковой подсистемы и разработке аналитического метода расчета предельной нагрузки при заданных ограничениях на стохастические показатели качества обслуживания.

Основные направления исследования.

1. Разработка моделей и анализ эффективности работы дисковой подсистемы при использовании различных алгоритмов дискового планирования и методов размещения текст-ориентированных и потоковых данных для случаев раздельного обслуживания запросов каждого типа.

2. Оценка погрешности разработанных аналитических моделей с использованием методов имитационного моделирования, и, в некоторых случаях, путем экспериментальных исследований.

3. Разработка и исследование метода дискового планирования, определяющего порядок обслуживания запросов к данным обоих типов и позволяющего увеличить производительность подсистемы ввода/вывода сервера мультимедиа в рамках требуемого качества обслуживания.

4. Разработка аналитического метода расчета предельной нагрузки, возлагаемой на дисковую подсистему сервера мультимедиа интегрированной архитектуры, при заданных ограничениях на стохастические показатели качества обслуживания для управления допуском клиентов на обслуживание.

Методы исследования основаны на положениях теории вычислительных систем, математическом аппарате теории массового обслуживания, теории вероятностей, математической статистики и технологии имитационного моделирования.

Научная новизна. В работе получены следующие научные результаты, которые выносятся на защиту.

1. Аналитические модели, позволяющие оценивать эффективность работы дисковой подсистемы ввода/вывода при использовании различных алгоритмов дискового планирования и методов размещения текст-ориентированных и потоковых данных для случаев раздельного обслуживания запросов каждого типа.

2. Обоснование преимуществ предложенного для использования в серверах мультимедиа способа размещения текст-ориентированных и потоковых данных на наборе дисков.

3. Метод смешанного динамического дискового планирования FCFS с дисциплиной обслуживания LOOK очереди запросов к диску, определяющий порядок обслуживания запросов к данным обоих типов.

4. Аналитический метод расчета предельной нагрузки, возлагаемой на дисковую подсистему сервера мультимедиа интегрированной архитектуры, при заданных ограничениях на стохастические показатели качества обслуживания.

Практическая значимость работы.

1. Разработанные аналитические модели работы дисковой подсистемы для случаев раздельного обслуживания запросов каждого типа могут применяться в задачах определения оптимальной конфигурации дисковой подсистемы и при контроле нагрузки для обеспечения требуемого качества обслуживания клиентов.

2. Предложенный для применения способ размещения данных на наборе дисков позволяет достичь более высокой эффективности использования ресурсов серверов мультимедиа и увеличения производительности.

3. Применение разработанного метода смешанного динамического дискового планирования FCFS с дисциплиной обслуживания LOOK очереди запросов к диску позволяет обеспечить наибольшую производительность дисковой подсистемы сервера мультимедиа в рамках требуемого качества обслуживания.

4. На основе разработанного аналитического метода расчета предельной нагрузки, возлагаемой на дисковую подсистему сервера мультимедиа, при заданных ограничениях на стохастические показатели качества обслуживания становиться возможной реализация метода управления допуском клиентов на обслуживание, гарантирующего заданное качество обслуживания.

Внедрение результатов. Результаты диссертационной работы использованы Представительством АО «ОРК Софтвер Ист», г. Санкт-Петербург при разработке собственной корпоративной цифровой библиотеки, а также компанией ООО «Квантел» при построении центров хранения данных. Предложенные аналитические модели внедрены в курс лекций «Моделирование» кафедры вычислительной техники (ВТ) Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики (СПбГУ ИТМО) для студентов специальности 2201 - «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети», а разработанные имитационные модели используются при выполнении лабораторных работ.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на первой всероссийской научно-практической конференции «Опыт практического применения языков и программных систем имитационного моделирования в промышленности и прикладных разработках» ИММОД 2003 (г. Санкт-Петербург, 2003), XXXI и XXXII конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГУ ИТМО (г. Санкт-Петербург, 2002 и 2003), семинарах кафедры Вычислительной Техники

ВТ) СПбГУ ИТМО «Модели и методы исследования вычислительных систем и сетей» (г. Санкт-Петербург, 2002, 2003 и 2004).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы отражены в 7 публикациях, в числе которых 2 статьи во всероссийском журнале «Известия вузов. Приборостроение».

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из четырех глав, введения, заключения, списка литературы, включающего 139 наименований. Общий объем работы - 168 страниц. Диссертация содержит 45 рисунков, 16 таблиц.

Краткое содержание работы.

В главе 1 проводится сравнительный анализ методов хранения и доступа к обычным текст-ориентированным данным и методов, характерных для работы с потоковыми данными. Проанализированы подходы к организации файловой системы сервера мультимедиа, предназначенного для работы с данными обоих типов. Вводится понятие качества обслуживания для 4 запросов к текст-ориентированным и потоковым данным. Определяются стохастические показатели качества обслуживания и характеристики оперативности и производительности. Выделены направления исследования.

В главе 2 разрабатываются аналитические модели работы дисковой подсистемы ввода/вывода при использовании методов поблочного чередования и экстентного размещения текст-ориентированных данных совместно с такими алгоритмами дискового планирования как FCFS и LOOK. С использованием предложенных моделей исследуется влияние длины блока файловой системы на эффективность работы дисковой подсистемы. Проводится сравнительный анализ указанных методов в условиях равномерного и неравномерного распределения нагрузки по набору дисков. Определены метод размещения текст-ориентированных данных и алгоритм дискового планирования, повышающие производительность подсистемы ввода/вывода.

В главе 3 разрабатываются аналитические модели работы дисковой подсистемы ввода/вывода при использовании методов размещения аудио/видео файлов согласно постоянному шагу данных и согласно постоянному шагу времени совместно с циклическим методом доступа и алгоритмом дискового планирования LOOK. С помощью построенных моделей проводится сравнительный анализ указанных методов и исследуется влияние различных параметров на эффективность работы дисковой подсистемы. Определены метод размещения аудио/видео файлов и алгоритм доступа к данным, повышающие производительность подсистемы ввода/вывода. Рассматриваются методики определения оптимальной длины блока файловой системы для серверов, обеспечивающих хранение и доступ к текст-ориентированным данным, и серверов, обеспечивающих работу с потоковыми данными. Для серверов мультимедиа интегрированной архитектуры определен предпочтительный метод размещения данных обоих типов.

В главе 4 описываются методы дискового планирования, определяющие порядок обслуживания запросов к текст-ориентированным и потоковым данным. С помощью построенных имитационных моделей проводится их сравнительный анализ. Предлагается и исследуется метод дискового планирования, позволяющий увеличить производительность дисковой подсистемы ввода/вывода в рамках требуемого качества обслуживания. Для данного случая разрабатывается аналитический метод определения предельной нагрузки при заданных ограничениях на стохастические показатели качества обслуживания. Проводится анализ эффективности работы дисковой подсистемы ввода/вывода для случаев раздельной и интегрированной архитектур построения файловых систем серверов мультимедиа.

Заключение диссертации по теме «Телекоммуникационные системы и компьютерные сети», Косяков, Михаил Сергеевич

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработаны аналитические модели, позволяющие оценивать эффективность работы дисковой подсистемы ввода/вывода для случаев раздельного обслуживания запросов к текст-ориентированным и потоковым данным при использовании следующих методов хранения и доступа:

• поблочного чередования и экстентного размещения текст-ориентированных данных совместно с алгоритмами дискового планирования FCFS и LOOK;

• размещения аудио/видео файлов согласно постоянному шагу данных и согласно постоянному шагу времени совместно с циклическим методом доступа и алгоритмом дискового планирования LOOK.

2. Для оценки погрешностей аналитических моделей разработаны имитационные модели, описывающие работу дисковой подсистемы сервера мультимедиа при использовании соответствующих методов размещения данных и алгоритмов дискового планирования. Показано, что при определении предельных значений нагрузочных параметров для заданного ограничения на качество обслуживания погрешность аналитических моделей не превышает 27% для случая обслуживания запросов к текст-ориентированным данным и 5% для случая обслуживания запросов к потоковым данным. Полученные предельные погрешности разработанных аналитических моделей позволяют применять их для определения оптимальной конфигурации дисковой подсистемы ввода/вывода и при контроле нагрузки для обеспечения требуемого качества обслуживания клиентов.

3. Выполнен сравнительный анализ рассматриваемых методов размещения и алгоритмов дискового планирования для текст-ориентированных данных в условиях равномерного и неравномерного распределения нагрузки по набору дисков. Получено, что экстентный метод размещения текст-ориентированных данных совместно с алгоритмом дискового планирования LOOK обеспечивает наименьшее среднее время пребывания и наибольшую производительность при любых интенсивностях и вне зависимости от типа входящего потока. В случае равномерного распределения нагрузки по набору дисков экстентный метод обеспечивает по крайней мере 50% увеличение производительности в сравнении с методом поблочного чередования.

4. Выполнен сравнительный анализ рассматриваемых методов размещения потоковых данных. Получено, что метод размещения аудио/видео файлов согласно постоянному шагу времени обеспечивает увеличение производительности дисковой подсистемы примерно на 60% по сравнению с методом размещения согласно постоянному шагу данных и повышает эффективность работы с потоковыми данными различных типов. Кроме того, указанный метод обеспечивает наилучшую масштабируемость дисковой подсистемы ввода/вывода при заданном качестве воспроизведения аудио/видео файлов.

5. Проанализирована задача определения оптимальной длины блока файловой системы при использовании метода размещения аудио/видео файлов согласно постоянному шагу данных и метода поблочного чередования для текст-ориентированных данных. Показано, что задача выбора оптимальной длины блока для серверов, обеспечивающих хранение и доступ к текст-ориентированным данным, и серверов, обеспечивающих работу с потоковыми данными, должна решаться по-разному. Проведенные исследования показали перспективность применения в серверах мультимедиа интегрированной архитектуры метода размещения аудио/видео файлов согласно постоянному шагу времени и экстентного метода размещения для текст-ориентированных данных.

6. Предложен и исследован метод смешанного динамического дискового планирования FCFS с дисциплиной обслуживания LOOK очереди запросов к диску, определяющий порядок обслуживания запросов к данным обоих типов и обеспечивающий наибольшую производительность подсистемы ввода/вывода в рамках требуемого качества обслуживания. Для предложенного метода дискового планирования разработан аналитический метод расчета предельной нагрузки при заданных ограничениях на стохастические показатели качества обслуживания. Определен диапазон изменения параметров, при котором относительная погрешность предложенного метода не превышает 30% от значений предельно допустимой интенсивности и предельного числа одновременно воспроизводимых потоков, полученных для случаев раздельного обслуживания запросов каждого типа. На основе предлагаемого подхода становиться возможной реализация метода управления допуском клиентов на обслуживание, гарантирующего заданное качество обслуживания.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Косяков, Михаил Сергеевич, 2005 год

1. Авен О.И., Турин Н.Н., Коган Я.А. Оценка качества и оптимизация вычислительных систем. - М.: Наука, 1982. 464 с.

2. Авен О.И., Коган Я.А. Управление вычислительным процессом в ЭВМ. -М.: Энергия, 1978. 240 с.

3. Вычислительные машины и системы. Учебник для вузов / Под ред. Ефремова В.Д., Мелехина В.Ф. М.: Высшая школа, 1993. 292 с.

4. Гнеденко Б.В., Коваленко И.Н. Введение в теорию массового обслуживания. М.: Наука, 1966. 432 с.

5. Клейнрок Л. Теория массового обслуживания. М.: Машиностроение, 1979. 432 с.

6. Косяков М.С. Аналитические модели накопителей на магнитных дисках для различных типов нагрузки // Известия вузов. Приборостроение. 2003. Т. 46. №2. С. 58-63.

7. Косяков М.С. Методы моделирования накопителей на магнитных дисках с опережающим считыванием // В кн.: Современные технологии: Сборник научных статей. / Под ред. С.А.Козлова и В.О.Никифорова. СПб: СПб ГИТМО (ТУ), 2002. С. 210-218.

8. Косяков М.С., Алиев Т.И. Сравнение архитектур построения серверов мультимедиа // В кн.: Научно-технический вестник СПб ГИТМО (ТУ). Выпуск 10. Информация и управление в технических системах. / Под ред. Ю.А.Гатчина. СПб: СПб ГИТМО (ТУ), 2003. С. 77-85.

9. Ю.Косяков М.С., Лукин А.А. Моделирование работы дисковой подсистемы ввода/вывода при различных методах размещения данных // Известия вузов. Приборостроение. 2004. Т. 47. № 5. С. 30-36.

10. Кузьминский М. О менеджерах логических томов в ОС UNIX // Открытые системы. 1996. № 6 // URL: http://www.osp.ru/os/! 996/06/11 .htm13.0лифер Н.А., Олифер В.Г. Сетевые операционные системы. 1-е изд. -СПб.: Питер, 2004. 544 с.

11. Основы теории вычислительных систем. / Майоров С.А., Новиков Г.И., Алиев Т.И., Махарев Э.И., Тимченко Б.Д. М.: Высшая школа, 1978. 408 с.

12. Сергеева Н., Павлов Л. Корпоративные цифровые библиотеки // Открытые системы. 1997. № 3 // URL: http://www.osp.ru/os/! 997/03/68.htm

13. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем, 3-е изд. М.: Высшая школа, 2001. 343 с.

14. Таненбаум Э. Современные операционные системы. 2-е изд. СПб.: Питер, 2002. 1037 с.

15. Фарли М. Сети хранения данных, 2-е изд. М.: Лори, 2003. 1037 с.

16. Флоридо Х.С. Журнальные файловые системы // Открытые системы. 2001. № 9 // URL: http://www.osp.ru/os/200l/09/028.htm

17. Черный В. Серверы MediaStreamer как инструмент в решениях IBM // Открытые системы. 1997. № 4 // URL: http://www.osp.ru/os/1997/04/69.htm

18. Шрайбер Т.Дж. Моделирование на GPSS. М.: Машиностроение, 1980. 592 с.

19. Anderson D., Osawa Y., Govindan R. A file system for continuous media // ACM Transactions on Computer Systems. November 1992. Vol. 10. № 4. P.311-337.

20. Barham P. A Fresh Approach to File System Quality of Service // Proceedings of NOSSDAV'97, St. Louis, Missouri, May 1997. P.l 19-128.

21. Bennett J.C.R., Zhang H. Hierarchical Packet Fair Queuing Algorithms // Proceedings of SIGCOMM'96, August 1996. P. 143-156.

22. Berson S., Ghandeharizadeh S., Muntz R., Ju X. Staggered Striping in Multimedia Information Systems // Proceedings of ACM SIGMOD, May 1994. P.79-90.

23. Best S. JFS Overview // IBM Corp. 2000 // URL: http://www-106.ibm.com/developerworks/library/l-jfs.html

24. Bitterer A. et al. Digital Library for Windows NT: Building a Collection Treasury Application // IBM Corp., IBM Red Book SG24-5555-00. 1998 // URL: http://www.redbooks.ibm.com

25. Breslau L. et al. Web Caching and Zipf-like Distribution: Evidence and Implications // Proceedings of IEEE Infocom '99, New York, NY, March, 1999. P.126-134.

26. Card R., Ts'o Т., Tweedie S. Design and implementation of the second extended filesystem // Proceedings to the First Dutch International Symposium on Linux, 1994 // URL: http://web.mit.edu/tytso/www/linux/ext2intro.html

27. Chang E., Zakhor A. Cost Analyses for VBR Video Servers // Proceedings of IS&T/SPIE International Symposium on Electronic Imaging: Science and Technology, San Jose, California, January 1996.

28. Chang E., Zakhor A. Variable Bit Rate MPEG Video Storage on Parallel Disk Arrays // Proceedings of SPIE Conference on Visual Communication and Image Processing, Chicago, Illinois, September 1994. P.47-60.

29. Chen H.J., Little T. Storage Allocation Policies for Time-Dependent Multimedia Data // IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering. October 1996. Vol. 8. № 5. P.855-864.

30. Chen P.M., Lee E.K. Striping in a RAID Level 5 Array // Proceedings of the ACM SIGMETRICS Conference, 1995. P.136-145.

31. Chen P.M., Patterson D.A. Maximizing Performance in a Striped Disk Array // Proceedings of the 17th International Symposium on Computer Architecture (SIGARCH), 1990. P.322-331.

32. Christel M., Stevens S., Wactlar H. Informedia Digital Video Library // Proceedings of the Second ACM International Conference on Multimedia, Video Program, New York, October, 1994. P.480-481.

33. Coffman E.G., Hofri M. On the Expected Performance of Scanning Disks 11 SLAM Journal of Computing. February 1982. Vol. 10. №> 1. P.60-70.

34. Coffman E.G., Klimko L.A., Ryan B. Analysis of Scanning Policies for Reducing Disk Seek Times // SIAM Journal of Computing. September 1972. Vol. 1. № 3. P.269-279.

35. De Jonge W., Kaashoek M.F., Hsieh W.C. The Logical Disk: A New Approach To Improving File Systems // Proceedings of the 14th Symposium on Operating Systems Principles, 1993. P. 15-28.

36. Downey A.B. The structural cause of file size distributions // Proceedings of the 9th International Symposium on Modeling, Analysis and Simulation of Computer and Telecommunication Systems (MASCOTS'Ol), USA, August 2001. P.361-370.

37. Ebbers M. et al., Image and Workflow Library: Capacity Planning and Performance Tuning for Visuallnfo and Digital Library Servers // IBM Corp., IBM Red Book SG24-4974-01. 1999 // URL: http://www.redbooks.ibm.com

38. Evans К.М., Kuenning G.H. A Study of Irregularities in File-Size Distributions // International Symposium on Performance Evaluation of Computer and Telecommunication Systems (SPECTS '02), San Diego, California, July 2002.

39. Ferrari D., Verma D.C. A scheme for real-time channel establishment in wide-area networks // IEEE Journal on Selected Areas in Communications. April 1990. Vol. 8. № 3. P.368-379.

40. Geist R., Daniel S. A Continuum of Disk Scheduling Algorithms // ACM Transactions on Computer Systems. February 1987. Vol. 5. № 1. P.77-92.

41. Gemmell D.J., Christodoulakis S. Principles of delay sensitive multimedia data storage and retrieval // ACM Transactions on Information Systems. 1992. Vol. 10. № 1. P.51-90.

42. Gemmell D.J., Han J. Multimedia network file servers: multi-channel delay sensitive data retrieval // Multimedia Systems. 1994. Vol. 1. № 6. P.240-252.

43. Gemmell D.J., Vin H.M., Kandlur D.D., Rangan P.V., Rowe L. Multimedia Storage Servers: A Tutorial and Survey // IEEE Computer. May 1995. Vol. 28.5. P.40-49.

44. Ghandeharizadeh S. et al. Mitra: A Scalable Continuous Media Server // Multimedia Tools and Applications Journal, Kluwer Academic Publishers. July 1997. Vol. 5. № 1. P.79-108.

45. Ghandeharizadeh S., Muntz R. Design and Implementation of Scalable Continuous Media Servers // Parallel Computing, Elsevier. 1998. Vol. 24. P.91-122.

46. Gibson G.A. et al. Filesystems for Network-Attached Secure Disks // CMU SCS Technical Report CMU-CS-97-118. July 1997 // URL: http://www.pdl.cmu.edu/NASD

47. Gibson G.A. et al. NASD Scalable Storage Systems // Proceedings of USENIX 1999, Linux Workshop, Monterey, CA, June 9 11, 1999 // URL: http://www.pdl.cmu.edu/NASD

48. Gotlieb C.C., MacEwen G.H. Performance of moveable-head disk storage systems // Journal of the ACM. October 1973. Vol. 20. № 4. P.604-623.

49. Gray J. (Ed.) The Benchmark Handbook for Database and Transaction Processing, 2nd edition. Morgan Kaufmann, San Mateo, 1993 // URL: http://www.benchmarkresources.com/handbook

50. Gribble S.D., Brewer E.A. System Design Issues for Internet Middleware Services: Deduction From a Large Client Trace // Proceedings of the 1997 USENIX Symp. On Internet Technologies and Systems, December 1997. P.207-218.

51. Hagerup Т., Rub C. A Guided Tour of Chernoff Bounds // Information Processing Letters. 1989. Vol. 33. P.305-308.

52. Hard disk drive specification. Ultrastar 36LZX, Models: DDYS-T36950, DDYS-T18350, DDYS-T09170. Revision 2.1 // IBM Corp. June 2000.

53. Hasenstein M. The Logical Volume Manager (LVM) // SuSE Inc. 2001 // URL: http://www.sistina.com/lvm

54. Haskin R.L. The Shark Continuous Media File Server // Proceedings of the IEEE Computer Society International Conference, COMPCON'93, February 1993. P.12-17.

55. Haskin R.L. Tiger Shark A Scalable File System for Multimedia // IBM Journal of Research and Development. March 1998. Vol. 42. № 2. P.185-197.

56. Haskin R.L., Schmuck F. The Tiger Shark File System // Proceedings of the IEEE Computer Society International Conference, COMPCON'96, February 1996. P.226-231.

57. Haskin R.L., Stein F.B. A System for the Delivery of Interactive Television Programming // Proceedings of the IEEE Computer Society International Conference, COMPCON'95, March 1995. P.209-216.

58. Hauptmann A.G., Witbrock M. Informedia: News-on-Demand Multimedia Information Acquisition and Retrieval // Intelligent Multimedia Information Retrieval, Ed.: Maybury M.T., AAAI Press, 1997. P.213-239.

59. Hitz D., Lau J., Malcolm M. File System Design for a NFS File Server Appliance // Proceedings of the 1994 Winter Usenix, San Francisco, CA, 1994. P.235-246.

60. Hofri M. Disk Scheduling: FCFS vs. SSTF Revisited // Communication of the ACM. November 1980. Vol. 23. № 11. P.645-653.

61. Holton M., Das R. XFS: A Next Generation Journalled 64-bit Filesystem with Guaranteed Rate I/O // Silicon Graphics Inc. 1996 // URL: http://www.sgi.com/Technology/xfs-whitepaper.html

62. Jardetzky P.W. Network File Server Design for Continuous Media, PhD thesis // University of Cambridge, Computer Laboratory, August 1992. 112 p.

63. Jones Т., Koniges A., Yates R.K. Performance of the IBM General Parallel File System // Proceedings of the 14th International Parallel and Distributed Processing Symposium (IPDPS'OO), Cancun, Mexico, May 2000. P.673-683.

64. Kienzle M.G., Dan A., Sitaram D., Tetzlaff W. Using tertiary storage in video-on-demand servers // Proceedings of the IEEE Computer Society International Conference, COMPCON'95, 1995. P.225-233.

65. Kim H., Lee J., Suh J., Chon K. A Measurement Study of Storage Resource and Contents on a High-Performance Research and Education Network // Proceedings 6th IEEE International Conference, HSNMC 2003, Estoril, Portugal, July 2003. P. 108-117.

66. Kim M.Y., Tantawi A.N. Asynchronous Disk Interleaving: Approximating Access Delays // IEEE Transactions on Computers. 1991. Vol. 40, № 7, P.801-810.

67. Krunz M., Hughes H. A Traffic Model for MPEG-Coded VBR Streams // Proceedings ACM SIGMETRICS International Conference on Measurement and Modeling of Computer Systems, Ottawa, Canada, May 1995. P.47-55.

68. Lee E.K., Katz R.H. An Analytic Performance Model of Disk Arrays // Proceedings of the International Conference on Measurement and Modeling of Computer Systems (ACM SIGMETRICS), 1993. P.98-109.

69. Lee K.O., Yeom H.Y. Deciding round length and striping unit size for multimedia servers // Proceedings of the 4th International Workshop on Multimedia Information Systems (MIS'98), Istanbul, Turkey, September 1998. P.33-44.

70. Lee M.H. et al. Storage Hierarchy Design in Video-On-Demand Servers // Proceedings of SPIE Storage and Retrieval for still image and video databases IV, Vol. 2670, 1996. P.300-307.

71. Leung K.K., Eisenberg M. A single-server queue with vacations and non-gated time-limited service // Performance Evaluation. 1991. Vol. 12. P. 115-125.

72. Leung K.K., Lucantoni D.M. Two vacation models for token-ring networks where service is controlled by timers // Performance Evaluation. 1994. Vol. 20. P.165-184.

73. Liu C.L., Layland J.W. Scheduling Algorithms for Multiprocessing in a Hard-Real Time Environment // Journal of the ACM. January 1973. Vol. 20. P.46-61.

74. Martin C., Narayan P.S., Ozden В., Rastogi R., Silberschatz A. The Fellini Multimedia Storage Server // Multimedia Information Storage and Management, Ed: S. Chung, Kluwer Academic Publishers. 1996. P. 117-146.

75. McKusic M.K., Joy W.N., Leffler S.J., Fabry R.S. A Fast File System for UNIX // ACM Transactions on Computer Systems. August 1984. Vol. 2. № 3. P.181-197.

76. McVoy L., Klieman S. Extent-like Performance from a UNIX File System // Proceedings of Summer USENIX Conference, Annaheim, CA, June 1990. P.137-144.

77. Mullender S.J., Tanenbaum A.S. Immediate Files // Software Practice and Experience. April 1984. Vol. 14. P.365-368.

78. Narasimha Reddy A.L., Wyllie J. Disk Scheduling in Multimedia I/O System // Proceedings of the ACM Multimedia'93, Anaheim, CA, August 1993. P.225-234.

79. Narasimha Reddy A.L., Wyllie J. I/O Issues in a Multimedia System // Computer. 1994. Vol. 27. № 3. P.69-74.

80. Nerjes G., Muth P., Weikum G. Stochastic Performance Guarantees for Mixed Workloads in a Multimedia Information System // Proceedings of the IEEE International Workshop on Research Issues in Data Engineering, Birmingham, UK, April 1997. P. 131-140.

81. Nerjes G., Muth P., Weikum G. Stochastic Service Guarantees for Continuous Data on Multi-Zone Disks // Proceedings of the 16th Symposium on Principles of Database Systems, Tucson, USA, May 1997. P. 154-160.

82. Park A., English P. A Variable rate strategy for retrieving audio data from secondary storage // Proceedings of the International Conference on Multimedia Information Systems'91. Singapore, January 1991. P.135-146.

83. Patterson D.A., Gibson G., Katz R. A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID) // Proceedings of the ACM SIGMOD International Conference on Management of Data, 1988. P.109-166.

84. Rangan P.V., Vin H.M. Designing File Systems for Digital Video and Audio // Proceedings of the 13th Symposium on Operating Systems Principles (SOSP'91), Operating Systems Review, October 1991. Vol. 25. № 5. p.81-94.

85. Rangan P.V., Vin H.M. Efficient Storage Techniques for Digital Continuous Multimedia // IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering. August 1993. Vol. 5. № 4. P.564-573.

86. Rowe L.A. et al. A Distributed Hierarchial Video-On-Demand System // Berkeley Multimedia Research Center. October 1995 // URL: http://www.bmrc.berkeley.edu/

87. Ruemmler C., Wilkes J. An introduction to disk drive modeling // IEEE Computer. March 1994. Vol. 27. № 3. P. 17-28.

88. Sandberg R. et al. Design and Implementation of the Sun Network File System // Proceedings of the 1985 Summer Usenix, June, 1985. P. 119-130.

89. Sanuki Т., Asakawa Y. Design of a Video-Server Complex for Interactive Television // IBM Journal of Research and Development. March 1998. Vol. 42. №2. P. 199-218.

90. Saroiu S., Gummadi K.P., Dunn R.J., Gribble S.D., Levy H.M. An Analysis of Internet Content Delivery Systems // Proceedings of the 5th Symposium on Operating Systems Design and Implementation (OSDI 2002), December 2002. P.315-328.

91. Scheuermann P., Weikum G., Zabback P. "Disk cooling" in parallel disk systems // IEEE Data Engineering. September 1994. Vol. 17. № 3. P. 14-28.

92. Scheuermann P., Weikum G., Zabback P. Data Partitioning and Load Balancing in Parallel Disk Systems // The VLDB Journal. February 1998. Vol. 7. P.48-66.

93. Schmuck F., Haskin R.L. GPFS: A Shared-Disk File System for Large Computer Clusters // Proceedings of the Conference on File and Storage Technologies (FAST'02), 2002. P.231-244.

94. Shenker S. Fundamental Design Issues for the Future Internet // IEEE Journal of Selected Areas in Communications. September 1995. Vol. 13. P.l 176-1188.

95. Shenoy P., Goyal P., Rao S., Vin H.M. Design Considerations for the Symphony Integrated Multimedia File System // Multimedia Systems. October 2003. Vol. 9. № 4. P.337-352.

96. Shenoy P., Goyal P., Rao S., Vin H.M. Symphony: An Integrated Multimedia File System // Proceedings of ACM/SPIE Multimedia Computing and Networking 1998 (MMCN'98), San Jose, January 1998. P. 124-138.

97. Shenoy P., Goyal P., Vin H.M. Architectural Considerations for Next Generation File Systems // Proceedings of the ACM Multimedia'99, November 1999. P.457-468.

98. Shenoy P., Vin H.M. Cello: A Disk Scheduling Framework for Next-generation Operating Systems // Proceedings of ACM SIGMETRICS Conference, Madison, WI, June 1998. P.44-55.

99. Shenoy P., Vin H.M. Multimedia Storage Servers // In Readings in Multimedia Computing, Ed.: Jeffay K., Morgan Kaufmann Publishers, 2001.

100. Solomon D.A., Russinovich M.E. Inside Microsoft® Windows® 2000, 3rd edition. Microsoft Press, Redmond, WA, 2000. 944 p.

101. Suzuki H. et al. Storage hierarchy for video-on-demand systems // Proceedings of SPIE Storage and Retrieval for Image and Video Databases II, Vol.2185, 1994. P.198-207.

102. Sweeney A. et al. Scalability in the XFS File System // Proceedings of the USENIX 1996 Annual Technical Conference, San Diego, С A, 1996. P.l-14.

103. Takagi H. Queueing Analysis: A Foundation of Performance Analysis, Volume 1: Vacation and Priority Systems. North Holland, Amsterdam, 1991.

104. Teorey Т., Pinkerton T.B. A comparative analysis of disk scheduling policies // Communications of the ACM. March 1972. Vol. 15. № 3. P.177-184.

105. Tewari R., Dias D., Mukherjee R. Real-Time Issues for a Clustered Multimedia Server // Research Report RC-20020, IBM Thomas J. Watson Research Center, Yorktown Heights, NY, April 1995.

106. Tewari R., Dias D., Mukherjee R., Vin H. Design and Performance Tradeoffs in Clustered Multimedia Servers // Proceedings of the 1996 International Conference on Multimedia Computing and Systems, IEEE Computer Society, Tokyo, June 1996. P.144-150.

107. Tobagi F.A., Pang J., Baird R., Gang. Streaming RAID: A Disk Storage System for Video and Audio Files // Proceedings of ACM Multimedia'93, Anaheim, CA, August 1993. P.393-400.

108. Trautman P. Scalability and Performance in Modern Filesystems // Silicon Graphics Inc. 2000 // URL: http://www.sgi.com/pdfs/2668.pdf

109. Uysal M., Alvarez G.A., Merchant A. A Modular Analytical Throughput Model for Modern Disk Arrays // Proceedings of the 9th International

110. Symposium on Modeling, Analysis and Simulation of Computer and Telecommunication Systems (MASCOTS-2001), August 2001. P.183-192.

111. Vanel L. et al. AIX Logical Volume Manager, from A to Z: Introduction and Concepts // IBM Corp., IBM Red Book SG24-5432-00. 2000 // URL: http://www.redbooks. ibm. com

112. VERITAS File System Administrator's Guide // VERITAS Software Corp. 2002.

113. Vernik M., Venkatramini C., Chiueh T. Adventures in Building the Stony Brook Video Server // Proceedings of ACM Multimedia, 1996. P.287-295.

114. Vin H.M., Goyal A., Goyal A., Goyal P. An Observation-Based Admission Control Algorithm for Multimedia Servers // Proceedings of the 1st IEEE International Conference on Multimedia Computing and Systems (ICMCS'94), Boston, May 1994. P.234-243.

115. Vin H.M., Goyal A., Goyal P. Algorithms for Designing Large-Scale Multimedia Servers // Computer Communications. March 1995. Vol.18. № 3. P.l 92-203.

116. Vin H.M., Goyal P., Goyal A., Goyal A. A Statistical Admission Control Algorithm for Multimedia Servers // Proceedings of the ACM Multimedia'94, San Francisco, October 1994. P.33-40.

117. Vin H.M., Rangan P.V. Designing a Multi-User HDTV Storage Server // IEEE Journal on Selected Areas in Communications. January 1993. Vol. 11. № 1. P.153-164.

118. Vin H.M., Rao S., Goyal P. Optimizing the Placement of Multimedia Objects on Disk Arrays // Proceedings of the IEEE International Conference on Multimedia Computing and Systems (ICMCS'95), Washington, D.C., May 1995. P.158-165.

119. Vin H.M., Shenoy P. Storage Architectures for Digital Imagery, Image Databases, Search and Retrieval of Digital Imagery. Ed.: Castelli V., Bergman L.D. John Wiley and Sons, Inc. New York, 2000.

120. Vogels W. File system usage in Windows NT 4.0 I I Proceedings of the 17th SOSP, Kiawah Island, December 1999. P.93-109.

121. Weikum G., Zabback P., Scheuermann P. Dynamic File Allocation in Disk Arrays // Proceedings of the SIGMOD International Conference on Management of Data, 1991. P.406-415.

122. Wilhelm N. An anomaly in disk scheduling: a comparison of FCFS and SSTF seek scheduling using an empirical model for disk accesses // Communication of the ACM. January 1976. Vol. 19. № 1. P. 13-17.

123. Worthington B.L., Ganger G.R., Patt Y.N. Scheduling Algorithms for Modern Disk Drives // Proceedings of ACM SIGMETRICS'94, May 1994. P.241-251.

124. Yang J., Zhuang Y., Li Q. Multi-Modal Retrieval for Multimedia Digital Libraries: Issues, Architecture and Mechanisms // Proceedings of International Workshop on Multimedia Information Systems (MIS), Capri, Italy, 2001. P.81-88.

125. Yee J., Varaiya P. Models and performance of real-time disk access policies // Computer Communications. 1995. Vol. 18. № 10. P.725-741.

126. Yu P.S., Chen M.S., Kandlur D.D. Grouped Sweeping Scheduling for DASD-based multimedia storage management // Multimedia Systems Journal. 1993. Vol. 1. P.99-109.

127. Zhao W., Ramamritham K., Stankovic J.A. Preemptive Scheduling Under Time and Resource Constraints // IEEE Transactions on Computers. August 1987. Vol. 36. № 8. P.949-960.

128. Zurschmeide J.B. IRIX Advanced Site and Server Administration Guide // Silicon Graphics Inc. 1992. Chapter 8. P.241-288.