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分布式文件系统.ppt

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第九章 分布式文件系统,主讲:陈志刚 教授,2,2019/9/9,中南大学,9.1分布式文件系统的特点和基本要求,分布式文件系统的特点为整个网络上的文件系统资源提供了一个逻辑树结构,用户可以抛开文件的实际物理位置,仅通过一定的逻辑关系就可以查找和访问网络的共享资源。用户能够像访问本地文件一样,访问分布在网络中多个服务器上的文件。 分布式文件系统的顾客、服务员和存储设备分散在各机器上,服务活动必须跨网完成。 存储设备不是单一的集中数据存储器。 分布式文件系统的具体配置和实现可以有很大的不同,有的服务员运行在专用的服务器上,有的机器既是服务员又是顾客。,3,2019/9/9,中南大学,9.1分布式文件系统的特点和基本要求,分布式文件系统的基本要求 透明性 位置透明性:服务员和存储器的多重性和分散性对顾客透明。 移动透明性:用户意识不到资源的移动。 性能透明性:当服务负载在一定范围内变化时,客户程序可以保持满意的性能。 扩展透明性:文件服务可以扩充,以满足负载和网络规模的增长。 性能分布式文件系统比常规文件系统类似(有时更好)的性能和可靠性,4,2019/9/9,中南大学,容错 为了处理暂时的通信错误,容错设计可以基于最多一次性语义 无状态的服务器: 崩溃重启时不需恢复 安全性 身份验证,访问控制,安全通道 效率:应提供比传统文件系统相同或更强的性能和可靠性,9.1分布式文件系统的特点和基本要求,5,2019/9/9,中南大学,9.2分布式文件系统中的命名,命名方案 分布式文件系统中名字透明和位置透明: 数据和位置分离为文件提供一个较好的抽象 名字透明给用户共享数据提供了一个简便方法 位置透明把命名结构从存储器结构和服务员见的结构分开,6,2019/9/9,中南大学,9.2分布式文件系统中的命名,命名方案分布式文件系统中用于文件和目录命名的方法有以下常见的3种: 主机名+文件本地名,如/machine/path,它能保证唯一的系统范围内的名字 将远程文件目录附加到本地名字空间中 把所有个部分文件系统全部集成组合成一个在所有机器上看上去都一样的单个名字空间,7,2019/9/9,中南大学,9.2分布式文件系统中的命名,命名的实现技术 常用的命名实现技术有 : 路径名翻译。正文名字到底层标识符的变换典型地都使用常规UNIX中的方法,即递归查找(recursive lookup)程序。,8,2019/9/9,中南大学,9.2分布式文件系统中的命名,命名的实现技术 常用的命名实现技术有 : 有结构的标识符。实现透明的命名需要提供文件名到其位置的变换机制。 提示(hint)。这是用于位置变换的另一个方法。一个提示是一份信息,能提高性能,如果它不正确也不会引起任何语义上的副作用。 安装机制。为了创建一个全局名字结构而把远程文件系统连接起来,通常使用安装机制。,9,2019/9/9,中南大学,9.3 共享语义,共享语义是评价分布式文件系统允许多个顾客共享文件的重要标准。它说明分布式文件系统的这样一个特性,即多个顾客同时访问共享文件的效果。特别是,这些语义应当说明被顾客修改的数据何时可以被远程顾客看到。 在分布式系统中处理共享文件的四种方法,10,2019/9/9,中南大学,9.4 缓存,文件的远程访问方法 文件的远程访问方法有2种: 远程服务在远程服务方法中,顾客把访问请求传送给服务员,服务员执行访问,结果回送给顾客。访问请求被变换成对服务员的报文,服务员的回答也打包成报文回送给顾客。 缓存如果请求的数据不在本地,则从服务员处取来那些数据的复制件给顾客。通常取来的数据量比实际请求的要多得多,例如整个文件或几个页面,所以随后的访问可在顾客所在地的本地副本中进行。,11,2019/9/9,中南大学,9.4 缓存,文件的远程访问方法 缓存方案的设计需要考虑的问题: 缓存的单位问题 存储部分文件的位置 如何决定各个顾客缓存中的数据是否一致,12,2019/9/9,中南大学,9.4 缓存,缓存的粒度和地点 缓存的粒度:如果数据单元(即粒度)愈大,则下次访问的数据在顾客方的本地找到的可能性愈大,但传送数据的时间和一致性问题也增加了。反之,粒度太小,通信的开销也随之增加。 缓存的地点在一个各自有主存和磁盘的客户-服务器系统中,有四个地方可以用来存储文件或存储部分文件:服务器磁盘、服务器主存、客户磁盘(如果可用的话)或者客户主存。,13,2019/9/9,中南大学,9.4 缓存,缓存的粒度和地点 存储所有文件最直接的地方是在服务器磁盘上,使用磁盘缓存具有可靠性的优点。但是使用主存作缓存器也有若干优点。首先,它可支持无盘工作站;其次,从主存缓存器中访问数据要比从磁盘缓冲器中访问数据要快;第三,服务员缓存器(用于加速磁盘输入输出操作)是设在主存中,如果顾客缓存器也使
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