क्लस्टर फ़ाइल सिस्टम

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


साझा-डिस्क फ़ाइल सिस्टम

एक साझा-डिस्क फ़ाइल सिस्टम एक संरक्षण क्षेत्र नियंत्रण कार्य (SAN) का उपयोग करता है जिससे कई कंप्यूटरों को ब्लॉक (डेटा स्टोरेज) पर सीधे डिस्क एक्सेस प्राप्त करने की अनुमति मिलती है। SAN द्वारा उपयोग किए जाने वाले ब्लॉक-स्तरीय संचालन के लिए एप्लिकेशन द्वारा उपयोग किए जाने वाले फ़ाइल-स्तरीय संचालन से अभिगम नियंत्रण और अनुवाद क्लाइंट नोड पर होना चाहिए। संकुलित फ़ाइल सिस्टम का सबसे सामान्य प्रकार, साझा-डिस्क फ़ाइल सिस्टम - संगामिति नियंत्रण के लिए तंत्र जोड़कर - फ़ाइल सिस्टम का एक सुसंगत और क्रमांकन दृश्य प्रदान करता है, भ्रष्टाचार और अनपेक्षित डेटा हानि से बचने के लिए तब भी जब कई क्लाइंट एक ही फ़ाइल तक पहुँचने का प्रयास करते हैं एक ही समय में। साझा-डिस्क फ़ाइल-सिस्टम आमतौर पर नोड विफलताओं के मामले में डेटा भ्रष्टाचार को रोकने के लिए किसी प्रकार की बाड़ लगाना (कम्प्यूटिंग) तंत्र को नियोजित करते हैं, क्योंकि एक बिना बाड़ वाली डिवाइस डेटा भ्रष्टाचार का कारण बन सकती है यदि यह अपनी बहन नोड्स के साथ संचार खो देती है और उसी जानकारी को अन्य तक पहुंचने का प्रयास करती है। नोड्स एक्सेस कर रहे हैं।

अंतर्निहित स्टोरेज एरिया नेटवर्क SCSI , iSCSI , HyperSCSI , ईथरनेट पर एटीए (AoE), फाइबर चैनल , नेटवर्क ब्लॉक डिवाइस और InfiniBand सहित कई ब्लॉक-स्तरीय प्रोटोकॉल का उपयोग कर सकता है।

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

उदाहरण


वितरित फ़ाइल सिस्टम

वितरित फाइल सिस्टम ब्लॉक-स्तरीय स्टोरेज को उसी स्टोरेज में साझा नहीं करते हैं लेकिन नेटवर्क प्रोटोकॉल (कंप्यूटिंग) का उपयोग करते हैं।[3][4] इन्हें आमतौर पर वितरित फाइल सिस्टम के रूप में जाना जाता है, भले ही वे केवल फाइल सिस्टम नहीं हैं जो डेटा भेजने के लिए नेटवर्क का उपयोग करते हैं।[5] डिस्ट्रीब्यूटेड फाइल सिस्टम पहुंच सूची या सर्वर और क्लाइंट दोनों पर क्षमता-आधारित सुरक्षा के आधार पर फाइल सिस्टम तक पहुंच को प्रतिबंधित कर सकते हैं, यह इस बात पर निर्भर करता है कि प्रोटोकॉल कैसे डिज़ाइन किया गया है।

एक वितरित फाइल सिस्टम और एक वितरित डेटा स्टोर के बीच का अंतर यह है कि एक वितरित फाइल सिस्टम स्थानीय फाइलों के समान इंटरफेस और सिमेंटिक्स का उपयोग करके फाइलों तक पहुंचने की अनुमति देता है। – उदाहरण के लिए, माउंटिंग/अनमाउंटिंग, लिस्टिंग निर्देशिकाएं, बाइट सीमाओं पर पढ़ना/लिखना, सिस्टम का मूल अनुमति मॉडल। 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 सिस्टम कई पहलुओं में पारदर्शिता का लक्ष्य रख सकते हैं। अर्थात्, वे क्लाइंट प्रोग्राम के लिए अदृश्य होने का लक्ष्य रखते हैं, जो एक ऐसी प्रणाली को देखते हैं जो एक स्थानीय फाइल सिस्टम के समान है। परदे के पीछे, वितरित फ़ाइल सिस्टम फाइलों का पता लगाने, डेटा परिवहन करने और संभावित रूप से नीचे सूचीबद्ध अन्य सुविधाएँ प्रदान करने का काम करता है।

  • एक्सेस ट्रांसपेरेंसी: क्लाइंट इस बात से अनभिज्ञ होते हैं कि फाइलें वितरित की जाती हैं और उन्हें उसी तरह एक्सेस कर सकते हैं जैसे स्थानीय फाइल एक्सेस की जाती हैं।
  • स्थान पारदर्शिता: स्थानीय और साथ ही दूरस्थ फ़ाइलों को शामिल करते हुए एक सुसंगत नामस्थान मौजूद है। किसी फ़ाइल का नाम उसका स्थान नहीं देता है।
  • समवर्ती पारदर्शिता: सभी ग्राहकों का फाइल सिस्टम 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 सिस्टम या रिमोट सिस्टम पर कोई अन्य प्रक्रिया जो फ़ाइलों तक पहुंच बना रही है, संशोधनों को एक सुसंगत तरीके से देखेगी।
  • विफलता पारदर्शिता: सर्वर विफलता के बाद क्लाइंट और क्लाइंट प्रोग्राम सही ढंग से काम करना चाहिए।
  • विषमता: विभिन्न हार्डवेयर और ऑपरेटिंग सिस्टम प्लेटफॉर्म पर फ़ाइल सेवा प्रदान की जानी चाहिए।
  • मापनीयता: फ़ाइल सिस्टम 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 सिस्टम) तक भी बड़े पैमाने पर स्केल करना चाहिए।
  • प्रतिकृति पारदर्शिता: स्केलेबिलिटी का समर्थन करने के लिए ग्राहकों को कई सर्वरों पर की गई फ़ाइल प्रतिकृति के बारे में पता नहीं होना चाहिए।
  • माइग्रेशन पारदर्शिता: क्लाइंट की जानकारी के बिना फ़ाइलें विभिन्न सर्वरों के बीच स्थानांतरित करने में सक्षम होनी चाहिए।

इतिहास

असंगत टाइमशेयरिंग सिस्टम ने 1960 के दशक में पारदर्शी इंटर-मशीन फ़ाइल सिस्टम एक्सेस 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 (FAL) बनाया, जो DECnet चरण II के भाग के रूप में डेटा एक्सेस प्रोटोकॉल का कार्यान्वयन था, जो कि पहला व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला नेटवर्क फ़ाइल सिस्टम बन गया। 1985 में सन माइक्रोसिस्टम्स ने नेटवर्क फाइल सिस्टम (प्रोटोकॉल) (एनएफएस) नामक फाइल सिस्टम बनाया, जो इंटरनेट प्रोटोकॉल आधारित नेटवर्क फाइल सिस्टम का पहला व्यापक रूप से इस्तेमाल किया गया।[4] अन्य उल्लेखनीय नेटवर्क फाइल सिस्टम हैं एंड्रयू फाइल सिस्टम (AFS), Apple फाइलिंग प्रोटोकॉल (AFP), नेटवेयर कोर प्रोटोकॉल (NCP), और सर्वर संदेश ब्लॉक (SMB) जिसे कॉमन इंटरनेट फाइल सिस्टम (CIFS) के रूप में भी जाना जाता है।

1986 में, IBM ने CICS चलाने वाले सिस्टम/36, सिस्टम/38, और IBM मेनफ्रेम कंप्यूटर के लिए डिस्ट्रिब्यूटेड डेटा मैनेजमेंट आर्किटेक्चर (DDM) के लिए क्लाइंट और सर्वर सपोर्ट की घोषणा की। इसके बाद IBM पर्सनल कंप्यूटर, AS/400, MVS और VSE (ऑपरेटिंग सिस्टम) ऑपरेटिंग सिस्टम के तहत IBM मेनफ्रेम कंप्यूटर और FlexOS के लिए समर्थन दिया गया। डीडीएम भी जिला ग्रामीण विकास एजेंसी की नींव बन गया, जिसे डीआरडीए भी कहा जाता है।

क्लाउड या क्लोज्ड-सोर्स चमक (फाइल सिस्टम) के लिए ओपन-सोर्स क्लाउड के लिए वितरित फ़ाइल सिस्टम कई पीयर टू पीयर नेटवर्क प्रोटोकॉल हैं, उदा। g.: 9P (प्रोटोकॉल), एंड्रयू फाइल सिस्टम, कोडा (फाइल सिस्टम) , सर्वर मैसेज ब्लॉक|CIFS/SMB, DCE डिस्ट्रिब्यूटेड फाइल सिस्टम|DCE/DFS, WekaFS, लस्टर ( फाइल सिस्टम), PanFS, गूगल फाइल सिस्टम , एमनेट (पीयर-टू-पीयर नेटवर्क) , कॉर्ड (पीयर-टू-पीयर)।

उदाहरण

Main article: List of distributed file systems


नेटवर्क से जुड़ा स्टोरेज

Main article: Network-attached storage

नेटवर्क-अटैच्ड स्टोरेज (NAS) स्टोरेज एरिया नेटवर्क (SAN) के शीर्ष पर साझा डिस्क फ़ाइल सिस्टम की तरह स्टोरेज और फाइल सिस्टम दोनों प्रदान करता है। NAS आमतौर पर फ़ाइल-आधारित प्रोटोकॉल का उपयोग करता है (ब्लॉक-आधारित प्रोटोकॉल के विपरीत एक SAN उपयोग करेगा) जैसे कि नेटवर्क फ़ाइल सिस्टम (प्रोटोकॉल) (UNIX सिस्टम पर लोकप्रिय), SMB/CIFS (सर्वर मैसेज ब्लॉक| सर्वर मैसेज ब्लॉक/कॉमन इंटरनेट फ़ाइल) सिस्टम) (एमएस विंडोज सिस्टम के साथ प्रयोग किया जाता है), एप्पल फाइलिंग प्रोटोकॉल (मैकिनटोश कंप्यूटर के साथ प्रयोग किया जाता है), या एनसीपी (नोवेल ओपन एंटरप्राइज़ सर्वर और नेटवेयर के साथ प्रयोग किया जाता है)।

डिजाइन विचार

विफलता के एक बिंदु से बचना

डिस्क हार्डवेयर की विफलता या क्लस्टर में दिए गए स्टोरेज नोड विफलता का एक बिंदु बना सकते हैं जिसके परिणामस्वरूप डेटा हानि या अनुपलब्धता हो सकती है। एक या दूसरे प्रकार की प्रतिकृति (कंप्यूटिंग) के माध्यम से दोष सहनशीलता और उच्च उपलब्धता प्रदान की जा सकती है, ताकि उपकरण के किसी एक टुकड़े की विफलता के बावजूद डेटा बरकरार रहे और उपलब्ध रहे। उदाहरण के लिए, फ़ाइल सिस्टम की सूची देखें#वितरित दोष-सहिष्णु फ़ाइल सिस्टम|वितरित दोष-सहिष्णु फ़ाइल सिस्टम और फ़ाइल सिस्टम की सूची#वितरित समानांतर दोष-सहिष्णु फ़ाइल सिस्टम|वितरित समानांतर दोष-सहिष्णु फ़ाइल सिस्टम।

प्रदर्शन

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

संगामिति

समवर्ती नियंत्रण एक मुद्दा बन जाता है जब एक से अधिक व्यक्ति या क्लाइंट एक ही फ़ाइल या ब्लॉक तक पहुंच रहे हैं और इसे अपडेट करना चाहते हैं। इसलिए एक क्लाइंट से फ़ाइल के अपडेट को अन्य क्लाइंट के एक्सेस और अपडेट में हस्तक्षेप नहीं करना चाहिए। समवर्ती ओवरलैपिंग राइट्स के कारण फाइल सिस्टम के साथ यह समस्या अधिक जटिल है, जहां अलग-अलग लेखक फाइल के ओवरलैपिंग क्षेत्रों को समवर्ती रूप से लिखते हैं।[7] यह समस्या आमतौर पर संगामिति नियंत्रण या लॉक (कंप्यूटर विज्ञान) द्वारा नियंत्रित की जाती है जिसे या तो फ़ाइल सिस्टम 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 सिस्टम को साझा कर सकता था यदि प्रत्येक मशीन का ड्राइव कंट्रोल यूनिट से अपना चैनल कनेक्शन होता। 1980 के दशक में, डिजिटल उपकरण निगम के TOPS-20 और OpenVMS क्लस्टर (VAX/ALPHA/IA64) में साझा डिस्क फ़ाइल सिस्टम शामिल 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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  • ब्लॉक-स्तरीय भंडारण
  • वितरित फ़ाइल सिस्टम
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  • वीएसई (ऑपरेटिंग सिस्टम)
  • आईबीएम पर्सनल कंप्यूटर
  • 9पी (प्रोटोकॉल)
  • अनंत (फाइल सिस्टम)
  • ऑरेंज एफ.एस
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