RDBMSにおけるクエリ実行計画情報を用いたストレージ階層制御による高速化手法

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  • Pre-query Storage Tiering by Exploring RDBMS Query Execution Plan

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ストレージ階層制御は，複数の記憶デバイスを使い分け，高頻度でアクセスされる一部のデータをSolid State Drive（SSD）のような高性能な記憶デバイスに配置することでアプリケーションの実行速度を向上する技術である．ストレージ階層制御の効果は，高頻度でアクセスされるデータをいかに適切に選択し，SSDに配置するかで決定される．本論文では，Relational Database Management System（RDBMS）を対象アプリケーションとし，そのクエリ処理を高速化するストレージ階層制御方式Pre-query Storage Tiering（PST）を提案する．PSTでは，従来方式の1つである論理ボリューム方式に加え，RDBMSのクエリ実行計画情報に基づいてクエリ実行開始時にデバイス間でデータ再配置を行い，RDBMSがI/O要求を行う時点までに要求先データがSSDに格納されるようにする．PSTをLinuxカーネルとMySQLに適用して評価した結果，TPC-Hベンチマークの実行においてPSTは従来の論理ボリューム方式に比べてHDDへのI/O要求回数を削減させ，77%の実行時間でクエリ処理を完了できた．

Storage tiering is a technique to move data onto appropriate storage devices among variety of storage devices. It allocates the frequently accessed data onto high performance devices like Solid State Drive (SSD) and improves the average I/O response time for the storage system. The effectiveness of tiering depends on how to select such data and relocate them onto SSDs. In this paper, we propose Pre-query Storage Tiering (PST) to improve the query performance of Relational Database Management System (RDBMS). PST manages a logical volume consisting of HDDs and SSDs, predicts data area where RDBMS will access in query execution, and relocates such data onto SSDs before query execution by using query execution plan. The experiments of PST implemented on Linux kernel and MySQL show that PST can reduce I/O requests to HDDs and provide an improvement of up to 77% in query processing time on TPC-H benchmark as compared to the previous storage tiering methods.

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