分布式文件系统 (1).ppt

分布式文件系统

DistributedFileSystems1引言1.1概述文件系统是分布式系统的关键成分有些时候只是局部使用许多计算在使用文件作为共享资源时最便于描述分布式文件系统在所有分布式部件中是最好开发的部分，因为网络普遍支持工作站池文件服务文件系统向客户提供的服务内容的规范文件服务器在一台机器上实现文件服务的进程1.2分布式文件系统设计理想情况下，一个分布式文件系统应该是透明的计算和使用文件系统的人不知道分布性这取决于若干部件的透明性两个主要部件文件服务接口对单个文件的操作目录服务接口一组文件的操作名字空间问题2文件服务接口和目录服务接口2.1文件服务接口文件服务接口需要回答如下根本问题什么是文件？我可以用文件作什么？我可以对文件作什么？文件具有不同的结构顺序记录结构复杂记录结构顺序字节结构顺序字节结构是最一般的结构，其它结构在此之上可以很容易地构造UNIX和MicrosoftWindows是两个最常用地分布式文件系统，它们都使用这个模型2.1文件服务接口文件属性与文件相关，但不是文件的一部分拥有者、大小、创建时间、访问权限可变/不变文件创建后可以修改吗？通常是可以的，但是这类文件的分布更加困难不变文件只支持CREATE和READ不变文件消除了所有一致性因素，所以简化了缓存和复制权能(Capabilities)：一种访问控制方法对象明确地向持有者授予访问权可以从用户传递给用户2.1文件服务接口访问控制表控制信息与文件相关，而不是与用户相关明确地列出那些用户可以访问文件，每个用户所允许的访问类型UNIX方式访问模式上载/下载(Upload/Download)远程访问2.1.1上载和下载将文件传输给OPEN或者第一个READ的客户在CLOSE或者最后一次WRITE后返回给服务器R/W操作在客户本地实现概念上简单要求许多的客户存储移动整个文件引入了较大的延迟通信可能增加或减少取决于R/W体积和文件大小2.1.2远程访问支持文件的远程操作(Open/Close,R/W等)文件保留在服务器较低的起始延迟，但是每次操作必须通过网络对客户存储空间的要求小2.2目录服务接口支持文件系统结构可以是任何结构，但是事实上所有系统都采用层次结构有向无环图结构父子关系和相关链接分布式问题在名字空间中为文件分配唯一元素物理文件系统的合成(mount)透明性：告诉用户文件系统的某些部分是分布的一致性(Uniformity):所有机器上的名字空间是同样的2.2目录服务接口关键问题：所有机器得到的文件系统视图能够一样吗？所有机器得到的文件系统视图需要一样吗？性能因素会使得公共视图不合需要，即使可以得到标准的实现策略：优化最常见的情形并不向所有用户分布完全的文件系统，限制开销增加管理开销（决定哪些用户可以看到文件系统的哪些部分），减少分布式的工作增加了不常见操作的工作(deletevs.read)2.2.1目录服务接口的名字方案名字空间可以是任意的用名字和斜杠(正或反斜杠)最常用，似乎也是最好的文件系统中的所有对象使用同样形式的符号最节省(简洁的表达式)在同样的名字空间描述用户和程序操作路径名(名字空间元素)操作系统使用自己的内部表示数据结构引用(I-Node)路径名到I-Node的翻译提供对名字空间所有元素的访问2.2.1目录服务接口的名字解决方案使用名字空间表示所有元素的方法是通用的要求路径到I-Node的翻译适用于所有类型的对象要求使用I-Node表示所有的对象类型使用实际的方法名字空间的对象类型文件：最常用的元素目录设备文件：访问设备驱动器安装点：标识物理文件系统边界符号链接：2.2.2目录服务接口（文件系统合成）名字空间是虚拟的，但是文件系统内容是物理的必须处理多个物理部件多个物理元素的合成具有的优点：适度的文件系统伸缩向名字空间添加任意数目的分区位置透明性隐藏物理分区的失效或替换适度的分布在文件系统内区分分布的部件分布的部件仅仅是另一个物理分区合成操作：在目录上安装一个分区2.2.2目录服务接口（文件系统合成）P1是根分区，为文件系统提供根(/)P2和P3是分离的物理部分，安装在P1上的目录上A和B是P1的目录用mount操作掩盖mount/dev/P2/A每个分区是一个分离的文件系统分离的I-Node池Path?I-Node:/A/CP1:/A翻译为P2:/2