SOAR(Storage Reliability Analyzer)

저장장치 기반의 신뢰성 분석도구 개발
기간 :

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연구 목표
 대용량 멀티미디어 파일의 증가와 개인의 디지털 정보의 중요성이 날로 증가하면서 저장장치는 고용량화, 고집적화 되는 방향으로 발전하고 있다. 따라서, 저장장치 상에 발생되는 물리적인 오류는 단순히 작은 영역의 손상이 아닌 매우 넓은 영역에 대한 정보 손실로 이어진다. 이를 방지하기 위해서는 저장장치 기반 시스템의 물리적인 오류에 대한 대처 수준을 검증해봐야 하며, 더 나아가 하드웨어 계층에서 발생되는 오류를 발견할 수 있어야 한다. 그래서 이와 같은 모든 기능을 제공하는 SOAR를 개발하였다. SOAR는 디스크의 신뢰성과 강인성을 검증하기 위하여 물리적 오류의 발생 및 복구기능을 제공하고 있다. 이를 활용하기 위해서 3가지의 특수한 오류 적용 기법과 파일시스템에 특화된 2가지 기법을 가지고 있다. 또한 기존 시스템을 보강하기 위해서 실시간으로 저장장치상에 발생되는 물리적인 오류를 구분하고 위치를 파악할 수 있는 기능과 베드섹터의 발생 및 하드디스크 잉여섹터 비율의 감소를 확인할 수 있는 기능을 갖추고 있다. 이러한 기능을 바탕으로 SOAR는 시스템의 계층화된 구조를 통합할 수 있는 획기적인 지능형 시스템으로 발전할 수 있는 방향을 제시한 것이다.
 
연구 내용
 SOAR의 물리적인 오류 발생 기능은 2가지가 있다. 첫째, ECC-CREATER 기능으로써 사용자가 원하는 디바이스 상의 정확한 위치를 파일시스템에서 구분하는 블록번호 또는 LBA 주소를 통해서 접근한 후 읽기 실패 오류의 대표적인 베드섹터를 물리적으로 실제 발생 시키는 기능이다. 둘째, ERROR-CREATER 기능으로써 디바이스 드라이버에서 정의 하고 있는 모든 물리적인 오류에 대해서 ECC-CREATER기능과 같이 원하는 위치를 블록번호 또는 LBA주소를 통해서 접근하고, 읽기 실패뿐만 아니라 쓰기 실패, 인터페이스 오류 등을 최대한 실제 상황과 비슷하게 구축할 수 있다. 이와 같은 2가지의 기능으로 저장장치의 물리적인 오류에 대한 실제 시스템의 반응을 쉽게 확인할 수 있으며, 그로 인해 시스템의 강인성과 신뢰성을 간단한 프레임워크를 통해 검증 할 수 있다.
물리적인 오류 발생기능 기능명칭 오류발생기법
Soar ECC-CREATOR ATA COMMAND를 이용한 실제 베드섹터 발생
ERROR-CREATER 디바이스 드라이버 영역에서의 필터링 기법을 이용한 가상을 물리적인 오류 발생
Fault Injection Tool 물리적인 오류 발생기능 디바이스 드라이버 영역을 이용한 가상의 물리적인 오류 발생
 일반적으로 저장장치에 물리적인 오류를 발생 시키기 위한 연구의 대부분은 가상의 물리적인 오류를 발생시키는 방식일 뿐 실제 저장장치를 손상시킬 수 있는 도구는 있지 않다. 그래서 SOAR 의 핵심 기능인 ECC-CREATER는 실제 저장장치에 베드섹터를 발생시켜 읽기 실패를 유도할 수 있다는데 큰 의미가 있다. 그래서 물리적인 오류 발생에 대한 도구자체의 신뢰성을 보장할 수 있으며 저장장치를 기반으로 하는 모든 시스템이라면 두루 사용할 수 있는 획기적인 특징이다.
 
Soar의 사용자 인터페이스
 SOAR는 직관적인 인터페이스의 GUI 환경을 제공한다. 이것은 휴대가 가능한 Target System 에 특화된 인터페이스를 제공 함으로서 보다 쉽게 장비를 이용할 수 있게 도와준다.
 
 
Soar All-in-One 장비
 SOAR를 이용하는데 있어 편의를 도모하기 위하여 아래와 같은 Embedded 장비를 구성하였다.

본 장비 없이 SOAR를 사용하기 위해서는 다음과 같은 복잡한 과정이 필요하다.
 1. 전원 Off 상태에서 Test HDD 연결
 2. 장비(또는 PC) 전원 On
 3. SOAR 구동후 Fault Inject
 4. 장비 전원 Off
 5. Test HDD를 장비에서 분리하여 Test Device에 연결
 6. Test Device 전원 On
 7. Fault 상황을 Test Device에서 Test

하지만 본 장비를 사용하게 되면 아래와 같은 간편한 과정만 수행하면 된다.
 1. 전원 Off 상태에서 Test HDD를 장비의 HDD Rack에 삽입
 2. Test Device의 S-ATA 케이블을 장비에 연결한뒤 장비와 Test Device의 전원 On
 3. SOAR 구동후 Fault를 Inject 하면서 실시간으로 Test Device에서 반응 확인

본 장비의 최대 장점은 Test Device의 HDD에 Fault가 발생했을 때의 반응을 실시간으로 확인할 수 있다는 점이다. 또한 손잡이가 부착된 케이스를 이용 함으로서 운반 또한 용이하게 하였다.