입출력 스케줄링

입출력 스케줄링(I/O scheduling)은 운영 체제가 다수의 프로세스들로부터 디스크를 읽거나 쓰려는 요청을 받았을 때, 우선순위를 정해주고 이를 관리하는 것을 말한다.

다양한 계층의 리눅스 커널 스토리지 스택 내의 입출력 스케줄러의 위치.

원리

디스크 제어기 내에는 디스크 작업에 대한 요청을 저장해 두는 큐가 있다. 이 큐에 있는 작업의 순서를 적절히 조절함으로써 스케줄링이 가능하다.

목표

입출력 스케줄러에는 입출력 스케줄러의 목표에 따라 수많은 목적이 있다. 일반적인 목표로는 다음과 같다:

• 하드 디스크 검색으로 낭비되는 시간을 최소화한다.
• 특정한 프로세스의 입출력 요청의 우선 순위를 정한다.
• 디스크 대역을 실행 중인 각 프로세스에 할당한다.
• 정해진 기한까지 요청을 보증한다.

스케줄링의 종류

1. FCFS 스케줄링(First Come First Served) : 요청이 들어온 순서대로 처리한다.
2. SSTF 스케줄링(Shortest Seek Time First) : 현재 디스크의 헤드 위치에서 가장 가까운 실린더에 대한 요청을 우선적으로 처리한다.
3. SCAN 스케줄링 : 디스크의 한 쪽 끝에서 반대쪽 끝으로 이동하면서 처리하며, 마지막 실린더에 도착하면 반대 방향으로 스캔을 진행한다.
4. C-SCAN 스케줄링 : 디스크의 한 쪽 끝에서 반대쪽 끝으로 이동하면서 처리하며, 마지막 실린더에 도착하면 시작점으로 되돌아간 후 다시 스캔을 진행한다.
5. C-LOOK 스케줄링 : C-SCAN에서는 양 끝까지 이동하던 것을 요청된 실린더 중 마지막까지만 이동하는 방식으로 처리한다.
6. N단계 SCAN 스케줄링 : SCAN 스케줄링과 같이 진행 방향 상의 요청을 서비스하지만 진행 중에 새로이 추가된 요청은 서비스하지 않고 다음 진행 시에 서비스하는 기법이다.
7. 에센바흐 기법(Eschenbach scheme) : 탐색 시간 최적화뿐만 아니라 회전 지연 시간도 최적화하고자 하는 최초의 기법이다.(항공 예약시스템을 위해 개발됨)
8. SLTF 스케줄링(Shortest Latency Time First) : 회전 지연 시간 최적화를 위한 대표적 알고리즘으로 디스크 헤드가 특정 실린더에 도착하면 그 실린더 내의 여러 트랙에 대한 요청들을 검사한 후 회전 지연 시간이 가장 짧은 요청부터 서비스하는 기법이다.