क्लस्टर फ़ाइल सिस्टम: Difference between revisions

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संकुल फाइल प्रणाली एक फाइल प्रणाली है जिसे एक साथ कई सर्वर (कंप्यूटिंग) पर माउंट करके साझा किया जाता है। कंप्यूटर संकुल के लिए कई दृष्टिकोण हैं जिनमें से अधिकांश संकुल फ़ाइल प्रणाली (प्रत्येक नोड के लिए केवल प्रत्यक्ष संलग्न भंडारण)को नियोजित नहीं करते हैं। संकुल फ़ाइल प्रणाली स्थान-स्वतंत्र पता अभिगमन और अतिरेक जैसी सुविधाएँ प्रदान कर सकते हैं जो विश्वसनीयता में सुधार करते हैं या संकुल के अन्य भागों की जटिलता को कम करते हैं। समानांतर फाइल प्रणाली एक प्रकार का संकुल फाइल प्रणाली है जो प्राय: अतिरेक या प्रदर्शन के लिए डेटा को कई भंडारण नोड्स में फैलाता है।[1]

साझा-डिस्क फ़ाइल प्रणाली

एक साझा-डिस्क फ़ाइल प्रणाली एकसंरक्षण क्षेत्र नियंत्रण कार्य का उपयोग करता है जिससे कई कंप्यूटरों को ब्लॉक (डेटा भंडारण) पर सीधे डिस्क पहुँच प्राप्त करने की अनुमति मिलती है। संरक्षण क्षेत्र नियंत्रण कार्य द्वारा उपयोग किए जाने वाले ब्लॉक-स्तरीय संचालन के लिए आवेदन द्वारा उपयोग किए जाने वाले फ़ाइल-स्तरीय संचालन से अभिगम नियंत्रण और अनुवाद ग्राहक नोड पर होना चाहिए। संकुलित फ़ाइल प्रणाली का सबसे सामान्य प्रकार, साझा-डिस्क फ़ाइल प्रणाली - संगामिति नियंत्रण के लिए तंत्र जोड़कर - फ़ाइल प्रणाली का एक सुसंगत और क्रमांकन दृश्य प्रदान करता है, भ्रष्टाचार और अनपेक्षित डेटा हानि से बचने के लिए तब भी जब कई ग्राहक एक ही समय में एक ही फ़ाइल तक पहुँचने का प्रयास करते हैं। साझा-डिस्क फ़ाइल- प्रणाली प्राय: नोड विफलताओं के स्थिति में डेटा भ्रष्टाचार को रोकने के लिए किसी प्रकार की बाड़ लगाना तंत्र को नियोजित करते हैं क्योंकि एक बिना बाड़ वाला उपकरण डेटा भ्रष्टाचार का कारण बन सकता है यदि यह अपनी बहन नोड्स के साथ संचार खो देता है और उसी जानकारी तक पहुंचने का प्रयास करता है जिसे अन्य नोड्स पहुँच कर रहे हैं।

अंतर्निहित भंडारण एरिया नेटवर्क एससीएसआई,आईएससीएसआई, हाइपरएससीएसआई, ईथरनेट पर एटीए, फाइबर चैनल, नेटवर्क ब्लॉक उपकरण और इन्फिनीबैंड सहित कई ब्लॉक-स्तरीय प्रोटोकॉल का उपयोग कर सकता है।

साझा-डिस्क फ़ाइल प्रणाली के लिए विभिन्न वास्तु दृष्टिकोण हैं। कुछ संकुल (पूरी तरह से वितरित) में सभी सर्वरों पर फ़ाइल जानकारी वितरित करते हैं।[2]

उदाहरण

वितरित फ़ाइल प्रणाली

वितरित फाइल प्रणाली ब्लॉक-स्तरीय भंडारण को उसी भंडारण में साझा नहीं करते हैं लेकिन नेटवर्क प्रोटोकॉल का उपयोग करते हैं।[3][4] इन्हें प्राय: वितरित फाइल प्रणाली के रूप में जाना जाता है भले ही वे केवल फाइल प्रणाली नहीं हैं जो डेटा भेजने के लिए नेटवर्क का उपयोग करते हैं।[5] वितरित फाइल प्रणाली पहुंच सूची या सर्वर और ग्राहक दोनों परक्षमता-आधारित सुरक्षा के आधार पर फाइल प्रणाली तक पहुंच को प्रतिबंधित कर सकते हैं और यह इस बात पर निर्भर करता है कि प्रोटोकॉल कैसे डिज़ाइन किया गया है।

एक वितरित फाइल प्रणाली और एक वितरित डेटा स्टोर के बीच का अंतर यह है कि एक वितरित फाइल प्रणाली स्थानीय फाइलों के समान अंतराफलक और अर्थ विज्ञान का उपयोग करके फाइलों तक पहुंचने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए माउंटिंग/अनमाउंटिंग, लिस्टिंग निर्देशिकाएं, बाइट सीमाओं पर पढ़ना/लिखना, प्रणाली का मूल अनुमति प्रतिरूपण । वितरित डेटा स्टोर इसके विपरीत एक अलग एपीआई या पुस्तकालय का उपयोग करने की आवश्यकता होती है और अलग-अलग शब्दार्थ (अक्सर एक डेटाबेस के होते हैं)।[6]

डिजाइन के लक्ष्य

वितरित फाइल प्रणाली कई पहलुओं में पारदर्शिता का लक्ष्य रख सकते हैं। अर्थात् वे ग्राहक प्रोग्राम के लिए अदृश्य होने का लक्ष्य रखते हैं जो एक ऐसी प्रणाली को देखते हैं जो एक स्थानीय फाइल प्रणाली के समान है। परदे के पीछे वितरित फ़ाइल प्रणाली फाइलों का पता लगाने, डेटा परिवहन करने और संभावित रूप से नीचे सूचीबद्ध अन्य सुविधाएँ प्रदान करने का काम करता है।

  • पहुँच पारदर्शिता ग्राहक इस बात से अनभिज्ञ होते हैं कि फाइलें वितरित की जाती हैं और उन्हें उसी तरह पहुँच कर सकते हैं।
  • स्थान पारदर्शिता स्थानीय और साथ ही दूरस्थ फ़ाइलों को सम्मिलित करते हुए एक सुसंगत नामस्थान स्थित है। किसी फ़ाइल का नाम उसका स्थान नहीं देता है।
  • समवर्ती पारदर्शिता सभी ग्राहकों का फाइल प्रणाली की स्थिति के बारे में समान दृष्टिकोण है। इसका मतलब यह है कि यदि एक प्रक्रिया किसी फ़ाइल को संशोधित कर रही है, तो उसी प्रणाली या रिमोट प्रणाली पर कोई अन्य प्रक्रिया जो फ़ाइलों तक पहुंच बना रही है संशोधनों को एक सुसंगत तरीके से देखेगी।
  • विफलता पारदर्शिता सर्वर विफलता के बाद ग्राहक और ग्राहक प्रोग्राम सही ढंग से काम करना चाहिए।
  • विषमता विभिन्न हार्डवेयर और ऑपरेटिंग प्रणाली प्लेटफॉर्म पर फ़ाइल सेवा प्रदान की जानी चाहिए।
  • मापनीयता फ़ाइल प्रणाली को छोटे वातावरण (1 मशीन, एक दर्जन मशीन) में अच्छी तरह से काम करना चाहिए और साथ ही बड़े वातावरण (सैकड़ों से लेकर दसियों हज़ार प्रणाली) तक भी बड़े पैमाने पर स्केल करना चाहिए।
  • प्रतिकृति पारदर्शिता मापनीयता का समर्थन करने के लिए ग्राहकों को कई सर्वरों पर की गई फ़ाइल प्रतिकृति के बारे में पता नहीं होना चाहिए।
  • माइग्रेशन पारदर्शिता ग्राहक की जानकारी के बिना फ़ाइलें विभिन्न सर्वरों के बीच स्थानांतरित करने में सक्षम होनी चाहिए।

इतिहास

असंगत टाइमशेयरिंग प्रणाली ने 1960 के दशक में पारदर्शी इंटर-मशीन फ़ाइल प्रणाली पहुँच के लिए आभासी उपकरणों का उपयोग किया। 1970 के दशक में अधिक फ़ाइल सर्वर विकसित किए गए थे। 1976 में डिजिटल उपकरण निगम ने फ़ाइल पहुँच श्रोता (एफईएल) बनाया जो डीईसीnet चरण II के भाग के रूप में डेटा पहुँच प्रोटोकॉल का कार्यान्वयन था जो कि पहला व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला नेटवर्क फ़ाइल प्रणाली बन गया। 1985 में सन माइक्रो प्रणाली्स ने नेटवर्क फाइल प्रणाली (प्रोटोकॉल) (एनएफएस) नामक फाइल प्रणाली बनाया, जो इंटरनेट प्रोटोकॉल आधारित नेटवर्क फाइल प्रणाली का पहला व्यापक रूप से इस्तेमाल किया गया।[4] अन्य उल्लेखनीय नेटवर्क फाइल प्रणाली हैं एंड्रयू फाइल प्रणाली (एएफएस ), एप्पल फाइलिंग प्रोटोकॉल (एएफपी ), नेटवेयर कोर प्रोटोकॉल (एनसीपी) और सर्वर संदेश ब्लॉक (एसएमबी) जिसे सामान्य इंटरनेट फाइल प्रणाली (सीआईएफएस) के रूप में भी जाना जाता है।

1986 में आईबीएम ने सीआईसीएस चलाने वाले प्रणाली/36, प्रणाली/38 और आईबीएम मेनफ्रेम कंप्यूटर के लिए वितरित डेटा व्यवस्थापन वास्तुकला के लिए ग्राहक और सर्वर समर्थन की घोषणा की। इसके बाद आईबीएम पर्सनल कंप्यूटर एएस/400 एमवीएस और वीएसई ऑपरेटिंग प्रणाली के तहत आईबीएम मेनफ्रेम कंप्यूटर और Flexओएस के लिए समर्थन दिया गया। डीडीएम भी जिला ग्रामीण विकास एजेंसी की नींव बन गया जिसे डीआरडीए भी कहा जाता है।

क्लाउड या बंद-स्रोत चमक (फाइल प्रणाली) के लिए खुला-स्रोत क्लाउड के लिए वितरित फ़ाइल प्रणाली कई पीयर टू पीयर नेटवर्क प्रोटोकॉल हैं। उदाहरण के लिए 9P (प्रोटोकॉल), एंड्रयू फाइल प्रणाली, कोडा (फाइल प्रणाली), सर्वर मैसेज ब्लॉक एसएमबी / सीआईएफएस, डीसीई डिस्ट्रिब्यूटेड फाइल प्रणाली डीसीई/डीएफएस, लस्टर (फाइल प्रणाली), गूगल फाइल प्रणाली, एमनेट (पीयर-टू-पीयर नेटवर्क), कॉर्ड (पीयर-टू-पीयर)।

उदाहरण

नेटवर्क से जुड़ा भंडारण

नेटवर्क से जुड़ा भंडारण (NAS) भंडारण एरिया नेटवर्क (SAN) के शीर्ष पर साझा डिस्क फ़ाइल प्रणाली की तरह भंडारण और फाइल प्रणाली दोनों प्रदान करता है। नेटवर्क से जुड़ा भंडारण प्राय: फ़ाइल-आधारित प्रोटोकॉल का उपयोग करता है (ब्लॉक-आधारित प्रोटोकॉल के विपरीत एक भंडारण एरिया नेटवर्क उपयोग करेगा) जैसे कि नेटवर्क फ़ाइल प्रणाली (प्रोटोकॉल) (यूनिक्स प्रणाली पर लोकप्रिय), एसएमबी / सीआईएफएस (सर्वर मैसेज ब्लॉक| सर्वर मैसेज ब्लॉक/सामान्य इंटरनेट फ़ाइल प्रणाली) (एमएस विंडोज प्रणाली के साथ प्रयोग किया जाता है), एप्पल फाइलिंग प्रोटोकॉल (मैकिनटोश कंप्यूटर के साथ प्रयोग किया जाता है) या एनसीपी ( नोवेल ओपन एंटरप्राइज़ सर्वर औरनेटवेयर के साथ प्रयोग किया जाता है)।

डिजाइन विचार

विफलता के एक बिंदु से बचना

डिस्क हार्डवेयर की विफलता या संकुल में दिए गए भंडारण नोड विफलता का एक बिंदु बना सकते हैं जिसके परिणामस्वरूप डेटा हानि या अनुपलब्धता हो सकती है। एक या दूसरे प्रकार की प्रतिकृतिके माध्यम से दोष सहनशीलता और उच्च उपलब्धता प्रदान की जा सकती है ताकि उपकरण के किसी एक टुकड़े की विफलता के अतिरिक्त डेटा बरकरार रहे और उपलब्ध रहे। उदाहरण के लिए वितरित दोष-सहिष्णु फ़ाइल तंत्र और वितरित समानांतर दोष-सहिष्णु फ़ाइल तंत्र की सूची देखें ।

प्रदर्शन

संकुल फ़ाइल प्रणाली का एक सामान्य प्रदर्शन माप सेवा अनुरोधों को पूरा करने के लिए आवश्यक समय की मात्रा है। पारंपरिक प्रणालियों में इस समय में डिस्क-पहुँच समय और सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट -प्रोसेसिंग समय की एक छोटी राशि सम्मिलित होती है। लेकिन संकुल फ़ाइल प्रणाली में वितरित संरचना के कारण रिमोट पहुँच में अतिरिक्त ओवरहेड होता है। इसमें सर्वर को अनुरोध देने का समय, ग्राहक को प्रतिक्रिया देने का समय और प्रत्येक दिशा के लिएसंचार प्रोटोकॉल सॉफ्टवेयर चलाने का एक सीपीयू ओवरहेड सम्मिलित होता है।

संगामिति

समवर्ती नियंत्रण एक विषय बन जाता है जब एक से अधिक व्यक्ति या ग्राहक एक ही फ़ाइल या ब्लॉक तक पहुंच रहे हैं और इसे अपडेट करना चाहते हैं। इसलिए एक ग्राहक से फ़ाइल के अपडेट को अन्य ग्राहक के पहुँच और अपडेट में हस्तक्षेप नहीं करना चाहिए। समवर्ती अतिव्यापी अधिकार के कारण फाइल प्रणाली के साथ यह समस्या अधिक जटिल है जहां अलग-अलग लेखक फाइल के अतिव्यापी क्षेत्रों को समवर्ती रूप से लिखते हैं।[7] यह समस्या प्राय: संगामिति नियंत्रण या लॉक (कंप्यूटर विज्ञान) द्वारा नियंत्रित की जाती है जिसे या तो फ़ाइल प्रणाली में बनाया जा सकता है या ऐड-ऑन प्रोटोकॉल द्वारा प्रदान किया जा सकता है।

इतिहास

1970 के दशक में आईबीएम मेनफ्रेम भौतिक डिस्क और फाइल प्रणाली को साझा कर सकता था यदि प्रत्येक मशीन का ड्राइव नियंत्रण इकाई से अपना चैनल जुड़ा होता है। 1980 के दशक में डिजिटल उपकरण निगम के TOPS-20 और खुला वीएमएस संकुल (वीएएक्स/अल्फा/आईए64) में साझा डिस्क फ़ाइल प्रणाली सम्मिलित थे।[8]


यह भी देखें


संदर्भ

  1. ↑ Saify, Amina; Kochhar, Garima; Hsieh, Jenwei; Celebioglu, Onur (May 2005). "समानांतर फ़ाइल सिस्टम के साथ उच्च-निष्पादन कम्प्यूटिंग क्लस्टर को बढ़ाना" (PDF). Dell Power Solutions. Dell Inc. Retrieved 6 March 2019.
  2. ↑ Mokadem, Riad; Litwin, Witold; Schwarz, Thomas (2006). "स्केलेबल वितरित डेटा संरचनाओं में बीजगणितीय हस्ताक्षर के माध्यम से डिस्क बैकअप" (PDF). DEXA 2006 Springer. Retrieved 8 June 2006.
  3. ↑ Silberschatz, Abraham; Galvin, Peter; Gagne, Greg (2009). "ऑपरेटिंग सिस्टम कॉन्सेप्ट्स, आठवां संस्करण" (PDF). University of Babylon. John Wiley & Sons, Inc. pp. 705–725. Retrieved 4 March 2019.
  4. ↑ 4.0 4.1 Arpaci-Dusseau, Remzi H.; Arpaci-Dusseau, Andrea C. (2014), Sun's Network File System (PDF), Arpaci-Dusseau Books
  5. ↑ Sandberg, Russel (1986). "द सन नेटवर्क फाइलसिस्टम: डिजाइन, कार्यान्वयन और अनुभव" (PDF). Proceedings of the Summer 1986 USENIX Technical Conference and Exhibition. Sun Microsystems, Inc. Retrieved 6 March 2019. NFS को गैर-समरूप मशीनों के नेटवर्क में फ़ाइल सिस्टम संसाधनों के साझाकरण को आसान बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया था।
  6. ↑ Sobh, Tarek (2008). कंप्यूटर और सूचना विज्ञान और इंजीनियरिंग में अग्रिम. Springer Science & Business Media. pp. 423–440. Bibcode:2008acis.book.....S.
  7. ↑ Pessach, Yaniv (2013). Distributed Storage: Concepts, Algorithms, and Implementations. ISBN 978-1482561043.
  8. ↑ Murphy, Dan (1996). "टॉप्स-20 की उत्पत्ति और विकास". Dan Murphy. Ambitious Plans for Jupiter. Retrieved 6 March 2019. अंततः, VMS और TOPS-20 दोनों ने इस प्रकार की क्षमता प्रदान की।


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  • समरूपता नियंत्रण
  • ब्लॉक (डेटा संग्रहण)
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  • फ़ाइल -11
  • ब्लॉक-स्तरीय भंडारण
  • वितरित फ़ाइल प्रणाली
  • राग (पीयर-टू-पीयर)
  • वीएसई (ऑपरेटिंग प्रणाली)
  • आईबीएम पर्सनल कंप्यूटर
  • 9पी (प्रोटोकॉल)
  • अनंत (फाइल प्रणाली)
  • ऑरेंज एफ.एस
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