Rozproszony system plikow.pdf

Ó Janina Mincer

Systemy Operacyjne

Rozproszony system plik ó w

DFS (ang. Distributed File System) stanowi rozproszon„

implementacjŒ klasycznego modelu systemu plik ó w z

podzia‡em czasu, w kt ó rym wielu u¿ytkownik ó w

wsp ó ‡dzieli pliki i zasoby pamiŒciowe

DFS zarz„dza zbiorami rozproszonych urz„dzeæ pamiŒci

Nazewnictwo i przezroczysto œæ

• Nazewnictwo to odwzorowanie miŒdzy obiektami

logicznymi a fizycznymi

• Przezroczysty DFS ukrywa po‡o¿enie pliku w sieci

• W przypadku pliku, kt ó rego kopie znajduj„ siŒ w r ó ¿nych

wŒz‡ach sieci, odwzorowanie tworzy zbi ó r lokalizacji

kopii pliku; przezroczysty DFS ukrywa zar ó wno istnienie

wielu kopii, jak i ich po‡o¿enie

• Przezroczysto œæ po‡o¿enia - nazwa pliku nie daje ¿adnej

wskaz ó wki nt fizycznego po‡o¿enia pliku (np.

/server1/dir1/dir2, ale gdzie jest server1?)

- nazwa pliku oznacza okre œ lony, cho æ ukryty, zbi ó r

blok ó w dyskowych

- mo¿e ujawnia æ zale¿no œæ miŒdzy sk‡adowymi nazwy a

komputerami

- nie jest mo¿liwa automatyczna zmiana po‡o¿enia pliku

• Niezale¿no œæ po‡o¿enia - nazwy pliku nie trzeba zmienia æ

wtedy, gdy plik zmienia swoje fizyczne po‡o¿enie

- lepsza abstrakcja pliku (nazwa okre œ la zawarto œæ , nie

po‡o¿enie)

- oddziela hierarchiŒ nazw od hierarchii urz„dzeæ pamiŒci

Rozproszony system plik ó w

str. 1

Ó Janina Mincer

Systemy Operacyjne

Schematy tworzenia nazw

1.Nazwa pliku sk‡ada siŒ z nazwy komputera

macierzystego i nazwy lokalnej; gwarantowana

jednoznaczno œæ w ca‡ym systemie

2.Zdalne katalogi s„ montowane w lokalnym katalogu

tworz„c sp ó jne drzewo katalog ó w; dostŒp przezroczysty

jedynie do wcze œ niej zamontowanych katalog ó w (np.

NFS)

3.Pe‡na integracja sk‡adowych system ó w plik ó w

- jedna globalna struktura nazw obejmuje wszystkie pliki

w systemie

- je œ li serwer jest niedostŒpny, to pewien zbi ó r katalog ó w

te¿ staje siŒ niedostŒpny (np. Locus, Sprite, Andrew)

Semantyka wsp ó ‡dzielenia pliku

• Semantyka Unixa - system wymusza porz„dkowanie

wszystkich operacji w czasie i zawsze przekazuje

najbardziej aktualn„ zawarto œæ

• Semantyka sesji - zmiany w otwartym pliku s„

pocz„tkowo widoczne tylko w procesie dokonuj„cym

modyfikacji. Inne procesy zauwa¿„ zmiany dopiero po

zamkniŒciu pliku

• Pliki niemodyfikowalne - nie mo¿na otworzy æ pliku do

zapisu, jedynie do odczytu i do tworzenia (zamiast

modyfikowania pliku, trzeba utworzy æ go od nowa pod t„

sam„ nazw„ - ta operacja jest atomowa)

• Transakcje - wszystkie zmiany maj„ w‡asno œæ „ wszystko

albo nic ” (np. system bankowy)

Zdalny dostŒp do plik ó w

1.Przechowywanie ostatnio u¿ywanych blok ó w dyskowych

w podrŒcznej pamiŒci buforowej pozwala zmniejszy æ ruch

w sieci

Rozproszony system plik ó w

str. 2

Ó Janina Mincer

Systemy Operacyjne

• je œ li potrzebnych danych nie ma w pamiŒci podrŒcznej, to

sprowadza siŒ ich kopiŒ z serwera

• klient korzysta z kopii przechowywanej w pamiŒci podr.

• pliki identyfikuje siŒ z kopi„ g‡ ó wn„ w serwerze, ale w

r ó ¿nych pamiŒciach podrŒcznych w sieci mog„ przebywa æ

2.Problem utrzymania sp ó jno œ ci pamiŒci podrŒcznych, tzn.

zgodno œ ci kopii podrzŒdnych z kopi„ g‡ ó wn„

3.Gdzie przechowywa æ pliki: dysk serwera, pamiŒ æ g‡ ó wna

serwera, dysk klienta, pamiŒ æ g‡ ó wna klienta

4.Zalety dyskowych pamiŒci podrŒcznych

• niezawodno œæ (nie przepadaj„ podczas awarii)

• dane przechowywane w pamiŒci podrŒcznej na dysku

pozostaj„ tam podczas rekonstrukcji systemu po awarii i

nie trzeba ich ponownie sprowadza æ

5.Zalety pamiŒci podrŒcznej w pamiŒci g‡ ó wnej

• umo¿liwiaj„ korzystanie z bezdyskowych stacji roboczych

• kr ó tszy czas dostŒpu do danych

• pamiŒci podrŒczne po stronie serwera s„ w pamiŒci

g‡ ó wnej niezale¿nie od tego, gdzie przechowuje siŒ

pamiŒci podrŒczne klienta; je œ li przechowuje siŒ je w

pamiŒci g‡ ó wnej, to mo¿na zastosowa æ pojedynczy

mechanizm obs‡ugi pamiŒci podrŒcznej po stronie serwera

i klienta

6.Aktualizowanie danych w pamiŒci podrŒcznej

• Natychmiastowe pisanie (ang. write-through) - przesy‡a

siŒ dane do serwera natychmiast po umieszczeniu ich w

pamiŒci podrŒcznej. Niezawodne, ale s‡aba wydajno œæ

Rozproszony system plik ó w

str. 3

Ó Janina Mincer

Systemy Operacyjne

• Op óŸ nione pisanie (ang. delayed-write) - modyfikacje

zapisuje siŒ w pamiŒci podrŒcznej i p óŸ niej przesy‡a do

serwera; zawodne

- wariant: przegl„da siŒ pamiŒ æ podrŒczn„ w regularnych

odstŒpach czasu i wysy‡a do serwera bloki modyfikowane

od ostatniego przegl„dania (np. Sprite)

- wariant (ang. write-on-close): dane przesy‡a siŒ do

serwera po zamkniŒciu pliku. Najlepsze w przypadku, gdy

pliki s„ otwarte d‡ugo i czŒsto modyfikowane

7.Weryfikacja aktualno œ ci danych - czy kopia lokalna w

pamiŒci podrŒcznej jest zgodna z kopi„ g‡ ó wn„?

weryfikacjŒ zgodno œ ci mo¿e zainicjowa æ klient lub serwer

Por ó wnanie obs‡ugi zdalnej i pamiŒci podrŒcznej

• PamiŒ æ podrŒczna pozwala obs‡ugiwa æ wiŒkszo œæ ¿„daæ

zdalnego dostŒpu tak szybko jak ¿„dania lokalnego

dostŒpu

• Powoduje, ¿e kontakt z serwerem jest rzadszy:

- mniejsze obci„¿enie serwera i ruch w sieci

- wiŒksza mo¿liwo œæ skalowalno œ ci

• Narzut zwi„zany z komunikacj„ poprzez sie æ jest

mniejszy, gdy przesy‡a siŒ dane du¿ymi porcjami (pamiŒ æ

podrŒczna) zamiast jako szereg odpowiedzi na specjalne

¿„dania (obs‡uga zdalna)

• PamiŒ æ podrŒczna sprawdza siŒ lepiej, gdy ¿„dania pisania

s„ rzadkie (gdy czŒste, du¿y narzut na utrzymanie

zgodno œ ci)

• PamiŒ æ podrŒczna pozwala osi„ga æ korzy œ ci, gdy

wykonanie odbywa siŒ na komputerze z lokalnymi

dyskami lub du¿„ pamiŒci„ g‡ ó wn„

Rozproszony system plik ó w

str. 4

Ó Janina Mincer

Systemy Operacyjne

• Zdalny dostŒp na komputerach bezdyskowych i z ma‡„

pamiŒci„ g‡ ó wn„ trzeba realizowa æ poprzez zdaln„

obs‡ugŒ

Stanowy (ang. stateful) serwer plik ó w

• Mechanizm:

- Klient otwiera plik

- Serwer odczytuje informacje z dysku, wstawia do

pamiŒci, przekazuje klientowi jednoznaczny identyfikator

- Klient u¿ywa tego identyfikatora podczas kolejnych

dostŒp ó w

- Serwer musi odzyska æ pamiŒ æ u¿ywan„ przez klient ó w,

kt ó rzy przestaj„ by æ aktywni

• ZwiŒkszona wydajno œæ

- Mniej dostŒp ó w dyskowych

- Serwer wie czy plik otwarto do sekwencyjnego dostŒpu i

mo¿e czyta æ z wyprzedzeniem nastŒpne bloki

Bezstanowy (ang. stateless) serwer plik ó w

• Ka¿de ¿„danie jest samowystarczalne, wiŒc nie trzeba

przechowywa æ informacji o stanie

• Ka¿de ¿„danie identyfikuje plik i pozycjŒ w pliku

• Nie trzeba otwiera æ i zamyka æ po‡„czenia (zbŒdne open i

close dla pliku)

• Nie trzeba przeznacza æ miejsca na pamiŒtanie informacji

o stanie

• Nie ma ograniczeæ na liczbŒ otwartych plik ó w

R ó ¿nice miŒdzy serwerem stanowym i bezstanowym

• Rekonstrukcja systemu po awarii

- Serwer stanowy gubi ca‡„ informacjŒ; mo¿e j„ odtworzy æ

prowadz„c dialog z klientem lub zakoæczy æ rozpoczŒte

operacje z b‡Œdem. Serwer musi wiedzie æ , kt ó rzy klienci

Rozproszony system plik ó w

str. 5

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: