分布式文件系統(tǒng)

詞語解釋

分布式文件系統(tǒng)（Distributed File System，DFS）是一種分布式存儲系統(tǒng)，它可以將文件和數(shù)據(jù)分散在多臺服務器上，用戶可以通過網(wǎng)絡訪問這些文件和數(shù)據(jù)。DFS的核心思想是將大型文件分割成若干小塊，然后將這些小塊分散存儲在不同的服務器上，從而實現(xiàn)文件的分布式存儲。 DFS的優(yōu)點在于可以將文件分布存儲在多臺服務器上，從而提高了文件的可用性和可靠性。如果某臺服務器出現(xiàn)故障，其他服務器上的文件仍然可以正常訪問。此外，DFS還可以提高文件的存取效率，因為它可以將文件分布存儲在多臺服務器上，從而提高網(wǎng)絡帶寬的利用率。 DFS的應用非常廣泛，它可以用于存儲大型文件，如視頻、音頻、圖片等，也可以用于存儲數(shù)據(jù)庫文件，以及用于分布式計算的數(shù)據(jù)文件。此外，DFS還可以用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)恢復，以及實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)同步。總之，DFS是一種非常有用的分布式存儲系統(tǒng)，它可以將文件分布存儲在多臺服務器上，從而提高文件的可用性和可靠性，同時還可以提高網(wǎng)絡帶寬的利用率。

   分布式文件系統(tǒng) Distributed File Systems
　　分布式文件系統(tǒng)的設計基于客戶機/服務器模式。一個典型的網(wǎng)絡可能包括多個供多用戶訪問的服務器。另外，對等特性允許一些系統(tǒng)扮演客戶機和服務器的雙重角色。例如，用戶可以“發(fā)表”一個允許其他客戶機訪問的目錄，一旦被訪問，這個目錄對客戶機來說就象使用本地驅動器一樣，下面是三個基本的分布式文件系統(tǒng)。
　　網(wǎng)絡文件系統(tǒng)(NFS) 最早由Sun微系統(tǒng)公司作為TCP/IP網(wǎng)上的文件共享系統(tǒng)開發(fā)。Sun公司估計現(xiàn)在大約有超過310萬個系統(tǒng)在運行NFS，大到大型計算機、小至PC機，其中至少有80%的系統(tǒng)是非Sun平臺。
　　Andrew文件系統(tǒng)(AFS) 結構與NFS相似，由卡內基·梅隆大學信息技術中心(ITC)開發(fā)、現(xiàn)由前ITC職員組成的Transarc公司負責開發(fā)和銷售。AFS較NFS有所增強。
　　分布式文件系統(tǒng)(DFS) 是AFS的一個版本，作為開放軟件基金會(OSF)的分布式計算環(huán)境(DCE)中的文件系統(tǒng)部分。
　　如果文件的訪問僅限于一個用戶，那么分布式文件系統(tǒng)就很容易實現(xiàn)�？上У氖�，在許多網(wǎng)絡環(huán)境中這種限制是不現(xiàn)實的，必須采取并發(fā)控制來實現(xiàn)文件的多用戶訪問，表現(xiàn)為如下幾個形式：
　　只讀共享任何客戶機只能訪問文件，而不能修改它，這實現(xiàn)起來很簡單。
　　受控寫操作采用這種方法，可有多個用戶打開一個文件，但只有一個用戶進行寫修改。而該用戶所作的修改并不一定出現(xiàn)在其它已打開此文件的用戶的屏幕上。
　　并發(fā)寫操作這種方法允許多個用戶同時讀寫一個文件。但這需要操作系統(tǒng)作大量的監(jiān)控工作以防止文件重寫，并保證用戶能夠看到最新信息。這種方法即使實現(xiàn)得很好，許多環(huán)境中的處理要求和網(wǎng)絡通信量也可能使它變得不可接受。
　　NFS和AFS的區(qū)別在于對并發(fā)寫操作的處理方法上。當一個客戶機向服務器請求一個文件(或數(shù)據(jù)庫記錄)，文件被放在客戶工作站的高速緩存中，若另一個用戶也請求同一文件，則它也會被放入那個客戶工作站的高速緩存中。當兩個客戶都對文件進行修改時，從技術上而言就存在著該文件的三個版本(每個客戶機一個，再加上服務器上的一個)。有兩種方法可以在這些版本之間保持同步：
　　無狀態(tài)系統(tǒng) 在這個系統(tǒng)中，服務器并不保存其客戶機正在緩存的文件的信息。因此，客戶機必須協(xié)同服務器定期檢查是否有其他客戶改變了自己正在緩存的文件。這種方法在大的環(huán)境中會產(chǎn)生額外的LAN通信開銷，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(tài)系統(tǒng)。
　　回呼(Callback)系統(tǒng) 在這種方法中，服務器記錄它的那些客戶機的所作所為，并保留它們正在緩存的文件信息。服務器在一個客戶機改變了一個文件時使用一種叫回叫應答(ca11backpromise)的技術通知其它客戶機。這種方法減少了大量網(wǎng)絡通信。AFS(及OSFDCE的DFS)就是回叫系統(tǒng)�？蛻魴C改變文件時，持有這些文件拷貝的其它客戶機就被回叫并通知這些改變。
　　無狀態(tài)操作在運行性能上有其長處，但AFS通過保證不會被回叫應答充斥也達到了這一點。方法是在一定時間后取消回叫。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征是向用戶保證了文件的當前有效性。換句話說，若一個被緩存的文件有一個回叫應答，則客戶機就認為文件是當前有效的，除非服務器呼叫指出服務器上的該文件已改變了。
　　Network File System(NFS)網(wǎng)絡文件系統(tǒng)(NFS)
　　NFS是個分布式的客戶機/服務器文件系統(tǒng)。NFS的實質在于用戶間計算機的共享。用戶可以聯(lián)結到共享計算機并象訪問本地硬盤一樣訪問共享計算機上的文件。管理員可以建立遠程系統(tǒng)上文件的訪問，以至于用戶感覺不到他們是在訪問遠程文件。
　　NFS是個到處可用和廣泛實現(xiàn)的開放式系統(tǒng)。

   下面是NFS最初的設計目標：
　　允許用戶象訪問本地文件一樣訪問其他系統(tǒng)上的文件。提供對無盤工作站的支持以降低網(wǎng)絡開銷。
　　簡化應用程序對遠程文件的訪問使得不需要因訪問這些文件而調用特殊的過程。
　　使用一次一個服務請求以使系統(tǒng)能從已崩潰的服務器或工作站上恢復。
　　采用安全措施保護文件免遭偷竊與破壞。
　　使NFS協(xié)議可移植和簡單，以便它們能在許多不同計算機上實現(xiàn)，包括低檔的PC機。
　　大型計算機、小型計算機和文件服務器運行NFS時，都為多個用戶提供了一個文件存儲區(qū)。工作站只需要運行TCP/IP協(xié)議來訪問這些系統(tǒng)和位于NFS存儲區(qū)內的文件。工作站上的NFS通常由TCP/IP軟件支持。對DOS用戶，一個遠程NFS文件存儲區(qū)看起來是另一個磁盤驅動器盤符。對Macintosh用戶，遠程NFS文件存儲區(qū)就是一個圖標。

　　NFS的客戶機和服務器部分的功能如下：
　　服務器目錄共享服務器廣播或通知正在共享的目錄，一個共享目錄通常叫做出版或出口目錄。有關共享目錄和誰可訪問它們的信息放在一個文件中，由操作系統(tǒng)啟動時讀取。
　　客戶機訪問在共享目錄上建立一種鏈接和訪問文件的過程叫做裝聯(lián)(mounting)，用戶將網(wǎng)絡用作一條通信鏈路來訪問遠程文件系統(tǒng)。
　　NFS的一個重要組成是虛擬文件系統(tǒng)(VFS)，它是應用程序與低層文件系統(tǒng)間的接口。

   VFS提供的一些操作如下：
　　close文件關閉操作
　　create 文件生成操作
　　fsync將改變保存到文件中
　　getattr 取文件屬性
　　link 用另一個名字訪問一個文件
　　lookup 讀目錄項
　　mkdir建立新目錄
　　open 文件打開操作
　　rdwr 文件讀寫操作
　　remove 刪除一個文件
　　rename 文件改名
　　rmdir刪除一目錄
　　setattr 設置文件屬性
　　Andrew File System(AFS)Andrew文件系統(tǒng)(AFS)
　　AFS是專門為在大型分布式環(huán)境中提供可靠的文件服務而設計的。它通過基于單元的結構生成一種可管理的分布式環(huán)境。一個單元是某個獨立區(qū)域中文件服務器和客戶機系統(tǒng)的集合，這個獨立區(qū)域由特定的機構管理。通常代表一個組織的計算資源。用戶可以和同一單元中其他用戶方便地共享信息，他們也可以和其他單元內的用戶共享信息，這取決于那些單元中的機構所授予的訪問權限。
　　AFS服務器運行下列進程：
　　文件服務器進程這個進程響應客戶工作站對文件服務的請求，維護目錄結構，監(jiān)控文件和目錄狀態(tài)信息，檢查用戶的訪問。
　　基本監(jiān)察(BOS)服務器進程這個進程運行于有BOS設定的服務器。它監(jiān)控和管理運行其他服務的進程并可自動重啟服務器進程，而不需人工幫助。
　　卷宗服務器進程此進程處理與卷宗有關的文件系統(tǒng)操作，如卷宗生成、移動、復制、備份和恢復。
　　卷宗定位服務器進程該進程提供了對文件卷宗的位置透明性。即使卷宗被移動了，用戶也能訪問它而不需要知道卷宗移動了。
　　鑒別服務器進程此進程通過授權和相互鑒別提供網(wǎng)絡安全性。用一個“鑒別服務器”維護一個存有口令和加密密鑰的鑒別數(shù)據(jù)庫，此系統(tǒng)是基于Kerberos的。
　　保護服務器進程此進程基于一個保護數(shù)據(jù)庫中的訪問信息，使用戶和組獲得對文件服務的訪問權。
　　更新服務器進程此進程將AFS的更新和任何配置文件傳播到所有AFS服務器。
　　AFS還配有一套用于差錯處理，系統(tǒng)備份和AFS分布式文件系統(tǒng)管理的實用工具程序。例如，SCOUT定期探查和收集AFS文件服務器的信息。信息在給定格式的屏幕上提供給管理員。設置多種閾值向管理者報告一些將發(fā)生的問題，如磁盤空間將用完等。另一個工具是USS，可創(chuàng)建基于帶有字段常量模板的用戶帳戶。Ubik提供數(shù)據(jù)庫復制和同步服務。一個復制的數(shù)據(jù)庫是一個其信息放于多個位置的系統(tǒng)以便于本地用戶更方便地訪問這些數(shù)據(jù)信息。同步機制保證所有數(shù)據(jù)庫的信息是一致的。

相關名詞[編輯本段]
　　相關條目：Distributed Computing分布式計算；Distributed Computing Environment，OSF 開放軟件基金會(OSF)的分布式計算環(huán)境；Distributed Database分布式數(shù)據(jù)庫；File Systems in the Network Environment 網(wǎng)絡環(huán)境中的文件系統(tǒng)。

掃碼付費即可復制

更多詳細解釋內容
在通信搜索中檢索“分布式文件系統(tǒng)”

分布式文件系統(tǒng)

分布式文件系統(tǒng)

隨機推薦詞語