ARCHITEKTURY SYSTEMÓW ROZPROSZONYCH. 2. Rozproszone systemy plików

Transkrypt

1 ARCHITEKTURY SYSTEMÓW ROZPROSZONYCH 2. Rozproszone systemy plików

2 Rozproszony system plików DFS (Distributed( File System) Rozproszony system plików ułatwia użytkownikom dostęp i zarządzanie plikami, które są fizycznie rozproszone w sieci. Dzięki systemowi DFS pliki porozrzucane na wielu serwerach z punktu widzenia użytkowników wyglądają tak, jak gdyby znajdowały się w jednym miejscu w sieci. Użytkownicy nie muszą znać ani podawać rzeczywistej (fizycznej) lokalizacji plików, aby uzyskać do nich dostęp. Jeśli na przykład pewne materiały marketingowe znajdują się na różnych serwerach w domenie, to dzięki systemowi DFS można stworzyć wrażenie, jakby całość materiałów znajdowała się na jednym serwerze. Dzięki temu użytkownicy nie muszą sięgać do różnych lokalizacji sieciowych, aby uzyskać potrzebne informacje.

3 Rozproszony system plików DFS (Distributed( File System) Implementację systemu DFS należy rozważyć, jeśli: Przewidywane jest dodawanie serwerów plików lub modyfikowanie lokalizacji plików. Użytkownicy, którzy korzystają z dostępu do elementów docelowych, są rozproszeni w lokacji lub lokacjach. Większość użytkowników potrzebuje dostępu do wielu elementów docelowych. Dzięki redystrybucji elementów docelowych można lepiej równoważyć obciążenia serwerów. Użytkownicy potrzebują nieprzerwanego dostępu do elementów docelowych. Firma ma witryny sieci Web do użytku wewnętrznego lub zewnętrznego.

4 Funkcje rozproszonego systemu plików na przykładzie Windows Server Łatwy dostęp do plików Wystarczy przejść do tylko jednej lokalizacji w sieci, aby uzyskać dostęp do plików, nawet jeśli są one w rzeczywistości rozproszone po wielu serwerach. Zmiana fizycznej lokalizacji elementu docelowego nie ma wpływu na dostęp użytkowników do tego folderu. Mają oni nadal taki sam dostęp do folderu jak wcześniej, ponieważ lokalizacje zawartych w nim plików wyglądają tak samo. Użytkownicy nie muszą mapować wielu dysków, aby uzyskiwać dostęp do swoich plików. Zaplanowana konserwacja serwera plików, uaktualnianie oprogramowania i inne zadania, które wymagają zwykle przełączenia serwera w tryb offline, mogą być realizowane bez wpływu na dostęp użytkownika do danych.

5 Funkcje rozproszonego systemu plików na przykładzie Windows Server Dostępność System operacyjny Windows Server automatycznie publikuje mapowanie systemu DFS w usłudze Active Directory. Daje to gwarancję, że obszar nazw systemu DFS będzie zawsze widoczny dla użytkowników ze wszystkich serwerów domeny. Administrator może replikować katalogi główne systemu DFS i elementy docelowe. Oznacza to możliwość tworzenia kopii katalogów głównych i elementów docelowych systemów DFS na wielu serwerach w domenie. Dzięki temu użytkownicy mogą mieć nadal dostęp do plików, nawet jeśli jeden z fizycznych serwerów, na których znajdują się te pliki, stanie się niedostępny.

6 Funkcje rozproszonego systemu plików na przykładzie Windows Server Równoważenie obciążenia serwerów Katalog główny systemu DFS może obsługiwać wiele elementów docelowych systemu DFS fizycznie rozproszonych w sieci. Jest to użyteczne na przykład w sytuacji, kiedy wiadomo, że jeden z plików będzie intensywnie wykorzystywany przez wielu użytkowników. Dzięki DFS dostęp użytkowników do danego pliku rozkłada się na wiele serwerów, eliminując sytuację, w której wszyscy ubiegaliby się o fizyczny dostęp do danego pliku na jednym serwerze. Z punktu widzenia użytkowników plik znajduje się w jednej lokalizacji sieciowej.

7 Funkcje rozproszonego systemu plików na przykładzie Windows Server Zabezpieczenia plików i folderów Udostępnione zasoby, którymi zarządza system DFS, są zabezpieczane standardowymi mechanizmami systemu NTFS oraz uprawnieniami udostępniania plików. Dostęp do poufnych danych możliwy jest tylko dla uprawnionych użytkowników dzięki zastosowaniu istniejących zabezpieczeń grup i kont użytkowników.

8 Mapowanie rozproszonego systemu plików Mapowanie rozproszonego systemu plików składa się z katalogu głównego systemu DFS, przynajmniej jednego łącza systemu DFS i odwołań do elementów docelowych. Serwer domeny, na którym znajduje się katalog główny systemu DFS, nazywany jest serwerem hosta. Katalog główny systemu DFS można replikować, tworząc elementy docelowe katalogu głównego na innych serwerach w domenie. Zapewnia to dostępność plików w czasie, gdy serwer hosta staje się niedostępny. Dla użytkowników mapowanie systemu DFS zapewnia jednolity i przezroczysty dostęp do potrzebnych im zasobów sieci. Dla administratorów mapowanie systemu DFS stanowi pojedynczy obszar nazw DNS.

9 Tworzenie katalogu głównego systemu DFS Katalog główny systemu DFS można utworzyć na partycji NTFS znajdującej się w komputerze z systemem z rodziny Windows Server. Tworzony katalog główny może być autonomicznym katalogiem głównym systemu DFS lub katalogiem głównym systemu DFS domeny. Autonomiczny katalog główny systemu DFS: Nie korzysta z usługi Active Directory. Może mieć co najwyżej jeden element docelowy na poziomie katalogu głównego. Nie obsługuje automatycznej replikacji plików przy użyciu usługi replikacji plików. Zapewnia odporność na uszkodzenia dzięki klastrowi serwerów.

10 Tworzenie katalogu głównego systemu DFS Katalog główny systemu DFS domeny: Musi znajdować się na serwerze należącym do domeny. Jego obszar nazw DFS jest automatycznie publikowany w usłudze Active Directory. Może mieć wiele elementów docelowych na poziomie katalogu głównego. Obsługuje automatyczną replikację za pomocą usługi replikacji plików. Zapewnia odporność na uszkodzenia dzięki usłudze replikacji plików.

11 Dodawanie elementu docelowego katalogu głównego DFS Katalog główny domeny może zawierać więcej niż jeden obiekt docelowy katalogu głównego. W sytuacji gdy serwer hosta stanie się z jakiegoś powodu niedostępny, rozproszony system plików skojarzony z tym katalogiem głównym systemu DFS będzie nadal dostępny dla użytkowników domeny.

12 Dodawanie łącza systemu DFS Łącze rozproszonego systemu plików jest elementem obszaru nazw systemu DFS, który usytuowany jest w hierarchii poniżej katalogów głównych i mapowany na jeden lub więcej elementów docelowych. Zamiast widzieć faktyczną nazwę elementu docelowego i jego fizyczną lokalizację, użytkownicy uzyskujący dostęp do obszaru nazw systemu DFS widzą nazwę łącza wyglądającą jak podfolder katalogu głównego. Nazwy łączy nie są ograniczone przez nazwę ani położenie elementu docelowego, dlatego można je nadawać tak, aby były intuicyjne dla użytkownika Na przykład łączu odwołującemu się do elementów docelowych zawierających informacje marketingowe można nadać nazwę Marketing niezależnie od tego, jakie są rzeczywiste nazwy i położenia elementów docelowych.

13 Dodawanie elementu docelowego Dla każdego łącza systemu DFS można utworzyć zbiór elementów docelowych, do których ono prowadzi. W zbiorze elementów docelowych można wybrać elementy, które mają uczestniczyć w replikacji. Jeśli elementy docelowe zostaną dodane do katalogów głównych systemu DFS domeny, należy również: Określić zasady replikacji między elementami docelowymi. Sprawdzić stan replikacji.

14 Usługa replikacji plików Dla każdego katalogu głównego systemu DFS i łącza systemu DFS można określić jeden z czterech podstawowych typów topologii: W topologii pierścienia pliki są replikowane z komputera na komputer, przy czym komputery są połączone szeregowo i ostatni łączy się z pierwszym.

15 Usługa replikacji plików W topologii gwiazdy jeden komputer jest wyznaczony jako centralny i jest połączony z każdym z pozostałych komputerów, zwanych ramionami. Pliki są replikowane z komputera centralnego do ramion gwiazdy i nie ma replikacji między dwoma komputerami-ramionami.

16 Usługa replikacji plików W topologii pełnej sieci połączenia między komputerami są typu każdy z każdym. Plik utworzony na dowolnym komputerze jest replikowany bezpośrednio na wszystkich z pozostałych.

17 Usługa replikacji plików W topologii niestandardowej połączenia między komputerami tworzy użytkownik. Wybierając topologię, można ją dokładniej skonfigurować, włączając lub wyłączając połączenia między komputerami. Można zupełnie wyłączyć zależności między dwoma komputerami, aby zapobiec replikowaniu plików między nimi, albo ustanowić połączenie jednokierunkowe, wyłączając komunikację z pierwszego do drugiego, ale pozostawiając włączoną komunikację w kierunku przeciwnym. Na to, która topologia najlepiej nadaje się dla danej sieci, wpływa wiele czynników, takich jak przepustowość, zabezpieczenia, położenie geograficzne komputerów w sieci, czy uwarunkowania organizacyjne firmy.

18 Konfiguracja harmonogramu replikacji Podczas pierwszej konfiguracji katalogu głównego systemu DFS lub łącza systemu DFS dla replikacji, usługa replikacji plików planuje wykonywanie replikacji na bieżąco, przez całą dobę. Każdy plik, który jest kopiowany do elementu docelowego uczestniczącego w replikacji, jest replikowany przez usługę replikacji plików do innych elementów docelowych przy użyciu połączeń określonych w topologii replikacji. Zdarzają się sytuacje, w których automatyczne przeprowadzanie replikacji jest niekorzystne. Jeśli na przykład pewne serwery są odłączane od sieci w celu konserwacji i ponownego uruchomienia, można zatrzymać replikację z tych serwerów na określony czas. Gdy replikacja dla danego połączenia jest wznawiana, usługa replikacji plików natychmiast uzgadnia wszelkie różnice między dwoma udziałami.

19 Wykluczanie plików i folderów z replikacji W niektórych sytuacjach uwzględnianie w replikacji wszystkich plików i podfolderów znajdujących się w katalogu głównym systemu DFS lub łączu DFS może mijać się z celem. Np. replikacja plików tymczasowych Dla każdego katalogu głównego i łącza można przy użyciu usługi replikacji plików określić pliki i podfoldery wykluczane z replikacji. Reguły wykluczania odnoszą się do każdego elementu docelowego i elementu docelowego katalogu głównego określonego jako należący do wybranego katalogu głównego lub łącza, a także do podfolderów folderów udostępnionych. Podczas wpisywania nazw plików i folderów można używać symboli wieloznacznych * i?. Na przykład szablon *.tmp umożliwia dopasowanie wszystkich plików z rozszerzeniem.tmp.

20 Priorytet wstępnej synchronizacji Konfiguracja priorytetu pozwala określić, które połączenia przychodzące powinny mieć pierwszeństwo podczas wstępnej synchronizacji. Zmiana priorytetu synchronizacji, może na przykład spowodować, że w pierwszej kolejności będą synchronizowane komputery połączone łączem sieciowym o wysokiej przepustowości, a dopiero potem komputery komunikujące się za pomocą łączy wolniejszych.

21 Priorytet wstępnej synchronizacji W przypadku używania usługi replikacji plików można wybrać jeden z 3 priorytetów synchronizacji: Wysoki: Wszystkie połączenia oznaczone priorytetem wysokim muszą zostać pomyślnie zsynchronizowane, zanim zostanie podjęta synchronizacja połączeń o priorytecie średnim. Średni: Przynajmniej jedno połączenie o priorytecie średnim musi pomyślnie przejść wstępną synchronizację, aby podjęte zostały jakiekolwiek synchronizacje połączeń o priorytecie niskim. Niski: Usługa replikacji plików podejmuje synchronizację z każdym komputerem pracującym za pośrednictwem połączenia o niskim priorytecie tylko raz, ale niepowodzenie nie opóźnia innych prób synchronizacji.

22 Priorytet wstępnej synchronizacji Domyślnym ustawieniem synchronizacji dla wszystkich połączeń jest priorytet niski. Zazwyczaj dla połączeń lokalnych i połączeń o wysokiej przepustowości należy konfigurować wyższy priorytet synchronizacji niż dla połączeń o niskiej przepustowości. Dlatego priorytetem odpowiednim dla połączeń lokalnych będzie, w zależności od scenariusza, priorytet średni lub wysoki. Należy jednak mieć świadomość, że jeśli synchronizacja połączenia o wysokim priorytecie zakończy się niepowodzeniem, nie zostanie zrealizowana żadna inna synchronizacja.

23 Zarządzanie systemem DFS z wiersza poleceń Za pomocą narzędzia dfscmd, uruchamianego z wiersza poleceń, można zarządzać systemem DFS i konfigurować jego: katalogi główne, łącza, elementy docelowe, pisać skrypty wsadowe dzięki którym z systemem DFS będą mogły współpracować inne aplikacje.

24 Zarządzanie systemem DFS z wiersza poleceń Polecenie dfscmd Składnia dfscmd /map \\ nazwa_systemu_dfs \ nazwa_udziału_systemu_dfs \ ścieżka \\ nazwa_serwera \ nazwa_udziału \ ścieżka [komentarz] [/restore] dfscmd /unmap\\ nazwa_systemu_dfs \ nazwa_udziału_systemu_dfs \ ścieżka dfscmd /add \\ nazwa_systemu_dfs \ nazwa_udziału_systemu_dfs \ ścieżka \\ nazwa_serwera \ nazwa_udziału \ ścieżka [/restore] fscmd /remove \\ nazwa_systemu_dfs \ nazwa_udziału_systemu_dfs \ ścieżka \\ nazwa_serwera \ nazwa_udziału \ ścieżka dfscmd /view \\ nazwa_systemu_dfs \ nazwa_udziału_systemu_dfs [/full] [/partial] [/batch] [/batchrestore]

25 Zarządzanie systemem DFS z wiersza poleceń Parametry /? Wyświetla Pomoc w wierszu polecenia. /map Tworzy łącze i mapuje łącze na obiekt docelowy. Jeżeli określony katalog główny systemu plików DFS nie istnieje, polecenie dfscmd zwraca błąd. Jeżeli opcja /restore jest określona, polecenie dfscmd nie usiłuje sprawdzać ścieżki docelowej. \\ nazwa_systemu_dfs \ nazwa_udziału_systemu_dfs \ ścieżka Ścieżka używana do uzyskiwania dostępu do rozproszonego system plików. \\ nazwa_serwera \ nazwa_udziału \ ścieżka Rzeczywista lokalizacja systemu plików mapowana na łącze DFS.

26 Zarządzanie systemem DFS z wiersza poleceń /unmap Usuwa łącze DFS i obiekty docelowe łącza z katalogu głównego systemu DFS. /add Dodaje obiekt docelowy do określonego łącza DFS. Jeżeli określone łącze nie istnieje, polecenie dfscmd zwróci błąd. Jeżeli opcja /restore jest określona, polecenie dfscmd nie usiłuje sprawdzać ścieżki docelowej. /remove Usuwa obiekt docelowy z określonego łącza DFS. [komentarz] Opcjonalny komentarz, którego można używać do identyfikacji obiektu docelowego.

27 Zarządzanie systemem DFS z wiersza poleceń /view Wyświetla szczegółowe informacje dotyczące określonego katalogu głównego systemu DFS. Jeżeli polecenie dfscmd /view jest wprowadzane bez dodatkowych parametrów, powoduje wyświetlenie tylko nazwy katalogu głównego i jego łączy. dfscmd /view /partial powoduje wyświetlenie komentarzy skojarzonych z katalogiem głównym. dfscmd /view /full powoduje wyświetlenie nazwy katalogu głównego i jego łączy, komentarze skojarzone z katalogiem głównym i obiektów docelowych skojarzonych z łączami. dfscmd /view /batch zwraca skrypt wsadowy, którego można używać do przywracania katalogu głównego. dfscmd /view /batchrestore zwraca podobny skrypt wsadowy, który nie usiłuje sprawdzać obiektów docelowych.

28 System NFS NFS (Network File System) sieciowy system plików stworzony przez firme Sun Microsystems Pracuje w srodowisku heterogenicznym Oferuje wiele poziomów przez roczystosci m.in.: Połozenia Doste pu We drówki Pozwala na importowanie i eksportowanie danych Kazdy komputer moze pełnic jednoczesnie role klienta i serwera

29 System AFS AFS Andrew File System stworzony w Carnegie Mellon University jako część projektu Andrew. Nazwa pochodzi od Andrew Carnegie'go i Andrew Mellona System AFS wykorzystuje mechanizm wywołan zwrotnych w celu walidacji pamie ci podre cznej Serwer zanim dokona zmian na oryginale pliku, powiadamia wszystkich klientów danego pliku, o których wie, ze posiadaja jego kopie AFS uzywa semantyki sesji powiadamianie odbywa sie po zakonczonej sesji Dostępna wersja OpenAFS:

30 System Coda Coda jest rozproszonym systemem plików opracowanym w Carnagie Mellon University jako rozwiniecie systemu plików AFS Jednym z głównych celów systemu Coda jest uzyskanie: wysokiej doste pnosci skalowalności bezpieczeństwa W tym celu Coda uzywa m.in. mechanizmu pamieci podrecznej. Interfejs operacji plikowych w Coda podobny jest do systemu UNIX.

31 Dziękuję za uwagę