分散式檔案作業系統

　　是管理檔案、儲存資料的功能性系統。下面由小編為大家整理了的相關知識，希望對大家有幫助!

　　簡介

　　計算機通過檔案系統管理、儲存資料，而資訊爆炸時代中人們可以獲取的資料成指數倍的增長，單純通過增加硬碟個數來擴充套件計算機檔案系統的儲存容量的方式，在容量大小、容量增長速度、資料備份、資料安全等方面的表現都差強人意。分散式檔案系統可以有效解決資料的儲存和管理難題：將固定於某個地點的某個檔案系統，擴充套件到任意多個地點/多個檔案系統，眾多的節點組成一個檔案系統網路。每個節點可以分佈在不同的地點，通過網路進行節點間的通訊和資料傳輸。人們在使用分散式檔案系統時，無需關心資料是儲存在哪個節點上、或者是從哪個節點從獲取的，只需要像使用本地檔案系統一樣管理和儲存檔案系統中的資料。

　　決定因素

　　檔案系統最初設計時，僅僅是為區域網內的本地資料服務的。而分散式檔案系統將服務範圍擴充套件到了整個網路。不僅改變了資料的儲存和管理方式，也擁有了本地檔案系統所無法具備的資料備份、資料安全等優點。判斷一個分散式檔案系統是否優秀，取決於以下三個因素：l 資料的儲存方式，例如有1000萬個資料檔案，可以在一個節點儲存全部資料檔案，在其他N個節點上每個節點儲存1000/N萬個資料檔案作為備份;或者平均分配到N個節點上儲存，每個節點上儲存1000/N萬個資料檔案。無論採取何種儲存方式，目的都是為了保證資料的儲存安全和方便獲取。l 資料的讀取速率，包括響應使用者讀取資料檔案的請求、定位資料檔案所在的節點、讀取實際硬碟中資料檔案的時間、不同節點間的資料傳輸時間以及一部分處理器的處理時間等。各種因素決定了分散式檔案系統的使用者體驗。即分散式檔案系統中資料的讀取速率不能與本地檔案系統中資料的讀取速率相差太大，否則在本地檔案系統中開啟一個檔案需要2秒，而在分散式檔案系統中各種因素的影響下用時超過10秒，就會嚴重影響使用者的使用體驗。l 資料的安全機制，由於資料分散在各個節點中，必須要採取冗餘、備份、映象等方式保證節點出現故障的情況下，能夠進行資料的恢復，確保資料安全。

　　分類

　　網路檔案系統

　　飛客資料恢復中心提供***NFS*** 最早由Sun微系統公司作為TCP/IP網上的檔案共享系統開發。Sun公司估計大約有超過310萬個系統在執行NFS，大到大型計算機、小至PC機，其中至少有80%的系統是非Sun平臺。

　　Andrew系統***AFS***

　　結構與NFS相似，由卡內基·梅隆大學資訊科技中心***ITC***開發、現由前ITC職員組成的Transarc公司負責開發和銷售。AFS較NFS有所增強。

　　KASS系統

　　KASS File System***簡稱KFS***是開始軟體自主研發基於JAVA的純分散式檔案系統，功能類似於DFS、GFS、Hadoop，通過HTTP WEB為企業的各種資訊系統提供底層檔案儲存及訪問服務，搭建企業私有云儲存服務平臺。

　　DFS系統***DFS***

　　是AFS的一個版本，作為開放軟體基金會***OSF***的分散式計算環境中的檔案系統部分。

　　如果檔案的訪問僅限於一個使用者，那麼分散式檔案系統就很容易實現。可惜的是，在許多網路環境中這種限制是不現實的，必須採取併發控制來實現檔案的多使用者訪問，表現為如下幾個形式：

　　只讀共享 任何客戶機只能訪問檔案，而不能修改它，這實現起來很簡單。

　　受控寫操作 採用這種方法，可有多個使用者開啟一個檔案，但只有一個使用者進行寫修改。而該使用者所作的修改並不一定出現在其它已開啟此檔案的使用者的螢幕上。

　　併發寫操作 這種方法允許多個使用者同時讀寫一個檔案。但這需要作業系統作大量的監控工作以防止檔案重寫，並保證使用者能夠看到最新資訊。這種方法即使實現得很好，許多環境中的處理要求和網路通訊量也可能使它變得不可接受。

　　NFS和AFS的區別

　　NFS和AFS的區別在於對併發寫操作的處理方法上。當一個客戶機向伺服器請求一個檔案***或資料庫記錄***，檔案被放在客戶工作站的快取記憶體中，若另一個使用者也請求同一檔案，則它也會被放入那個客戶工作站的快取記憶體中。當兩個客戶都對檔案進行修改時，從技術上而言就存在著該檔案的三個版本***每個客戶機一個，再加上伺服器上的一個***。有兩種方法可以在這些版本之間保持同步：

　　無狀態系統 在這個系統中，伺服器並不儲存其客戶機正在快取的檔案的資訊。因此，客戶機必須協同伺服器定期檢查是否有其他客戶改變了自己正在快取的檔案。這種方法在大的環境中會產生額外的LAN通訊開銷，但對小型LAN來說，這是一種令人滿意的方法。NFS就是個無狀態系統。

　　回呼***Callback***系統 在這種方法中，伺服器記錄它的那些客戶機的所作所為，並保留它們正在快取的檔案資訊。伺服器在一個客戶機改變了一個檔案時使用一種叫回叫應答***callbackpromise***的技術通知其它客戶機。這種方法減少了大量網路通訊。AFS***及OSFDCE的DFS***就是回叫系統。客戶機改變檔案時，持有這些檔案拷貝的其它客戶機就被回叫並通知這些改變。

　　無狀態操作在執行效能上有其長處，但AFS通過保證不會被回叫應答充斥也達到了這一點。方法是在一定時間後取消回叫。客戶機檢查回叫應答中的時間期限以保證回叫應答是當前有效的。回叫應答的另一個有趣的特徵是向用戶保證了檔案的當前有效性。換句話說，若一個被快取的檔案有一個回叫應答，則客戶機就認為檔案是當前有效的，除非伺服器呼叫指出伺服器上的該檔案已改變了。