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Il Logical Volume Manager•  Gestore di volumi logici•  Gestione clusterized   (CLVM)•  Maggiore flessibilità di   manageme...
Il cluster del LAB4•  Topologia: GFS over GNBD-DAS•  3 Nodi     ü 2 GFS nodes (GNBD Clients)     ü 1 GNBD Server•  Conne...
Fault ToleranceTecniche che permettono di far fronte ad un guasto nel sistema(device, nodo, rete, …) senza che la serie di...
Conclusioni•  Analisi della gamma di file system distribuiti:     –  Analisi di un ampia documentazione sul mondo dei file...
Sviluppi Futuri•  Aggiunta di più server GNBD:    –  Aumentare lo spazio di storage dedicato al file system       dividend...
Fine.22 Giugno 2006    Raul Cafini   13
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Analisi ed implementazione di file system distribuiti in ambiente GNU/Linux.

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Analisi ed implementazione di file system distribuiti in ambiente GNU/Linux.

  1. 1. Università degli Studi di Bologna Facoltà di Ingegneria Corso di Laurea in Ingegneria Informatica Amministrazione di reti di calcolatori Analisi ed implementazione di file system distribuiti in ambiente linuxTesi di: Raul Cafini Relatore: Dott. Ing. Marco Prandini Correlatori: Ing. Luca Ghedini
  2. 2. Presentazione Questa tesi si è posta l’obiettivo dell’analisi e della implementazione di file system distribuiti in un ambiente cluster basato su sistema operativo linux.•  Un file system distribuito è uno strumento in grado di gestire una piattaforma dati comune tra più macchine distribuendo il contenuto informativo globale tra di esse, garantendo la consistenza, l’integrità e l’accesso concorrente ai dati anche in caso di guasti (Fault Tolerant).•  L’infrastruttura hardware portante su cui è implemetato il file system prende nome di cluster. Un cluster (dall’inglese grappolo) è un insieme di computer connessi tramite una rete telematica a scopo di incremento prestazionale in termini di calcolo computazionale e/o di risorse distribuite.22 Giugno 2006 Raul Cafini 2
  3. 3. Documentazione, analisi ed implementazioneIl lavoro si è svolto principalmente in tre fasi:1.  Documentazione: Soluzioni cluster basate sul s.o. linux, file system distribuiti (implementazioni proprietarie e open source come AFS, GPFS, CODA, GFS, LUSTRE, ...) e tecniche di fault tolerance.2.  Analisi: Software di gestione del cluster, software di base dei file system distribuiti, gestore dei volumi logici, topologie e architetture di implementazione.3.  Implementazione: Realizzazione di un piccolo sistema cluster linux con file system distribuito in lab4. 22 Giugno 2006 Raul Cafini 3
  4. 4. Red Hat/Fedora - GFSLa scelta, Perchè Red Hat/Fedora GFS:•  Il primo file system con sviluppo nativo a 64-bit.•  Altamente scalabile (fino a 256 nodi) per lintroduzione di server e device di storage.•  Recente apertura verso la comunità open source.•  Uso della semantica standard per i file system UNIX/POSIX.•  File system di tipo journaled.•  Basato su gestore di volumi logici altamente flessibile –  (LVM – Logical Volume Manager)22 Giugno 2006 Raul Cafini 4
  5. 5. Red Hat/Fedora - GFS GFS over GNBD-SAN GFS over SAN GNBD-DAS (Global Network (Storage Area–Network) Area Network) (Global Network Block Device -Direct Attached Storage) Block Device Storage22 Giugno 2006 Raul Cafini 5
  6. 6. Il cluster 1/2Profilo Hardware:•  Desktop HP - AMD64Caratteristiche tecniche:•  Processore: DualCore AMD Athlon 64 X2•  Memoria Primaria: 512 MB•  Memoria Secondaria: 80 GB•  Scheda Rete: Gigabit Ethernet (10-100 MBit/s)Profilo Software:•  Sistema operativo: Fedora Core release 4•  Kernel release: 2.6.11-1.1369_FC4smp 22 Giugno 2006 Raul Cafini 6
  7. 7. Il cluster 2/2Red Hat - Cluster Suite:Componenti software per l’interazionetra i nodi del cluster:• CCS (Cluster Configuration System)• CMAN (Cluster MANager)• Fence (Fencing Mechanism)• RGManager (Resource GroupManager)• DLM (Distribuited Lock Manager) 22 Giugno 2006 Raul Cafini 7
  8. 8. Il Logical Volume Manager•  Gestore di volumi logici•  Gestione clusterized (CLVM)•  Maggiore flessibilità di management•  Estensione dei concetti di disco e partizione disco•  Layer di astrazione logica –  Physical volumes –  Volume groups –  Logical volumes•  Mapping linear/striped•  Creazione di Snapshots22 Giugno 2006 Raul Cafini 8
  9. 9. Il cluster del LAB4•  Topologia: GFS over GNBD-DAS•  3 Nodi ü 2 GFS nodes (GNBD Clients) ü 1 GNBD Server•  Connessione tramite sola rete LAN(lab4cluster).•  Import/Export di block device tramiteprotocollo GNBD (Global Network BlockDevice).•  Gestione clusterized dei volumi logici(CLVM).•  Creazione e Montaggio del file systemtramite comandi standard unix/linux(mkfs, mount). 22 Giugno 2006 Raul Cafini 9
  10. 10. Fault ToleranceTecniche che permettono di far fronte ad un guasto nel sistema(device, nodo, rete, …) senza che la serie di servizi o di risorse cheesso rende disponibile ne risenta:•  Multipath (SAN) –  Multiported (DAS)•  Mirroring –  Hardware (RAID) –  Software (LVM)•  Channel Bonding22 Giugno 2006 Raul Cafini 10
  11. 11. Conclusioni•  Analisi della gamma di file system distribuiti: –  Analisi di un ampia documentazione sul mondo dei file system distribuiti, concetti e le potenzialità delle varie implementazioni.•  Creazione del cluster: –  Studio delle componenti software della infrastruttura cluster su cui creare il file system distribuito.•  Realizzazione del file system distribuito: –  Analisi delle componenti software del file system distribuito (locking) –  logical volume manager•  Analisi delle tecnologie di fault tolerance: –  Multipath, Mirroring, Channel Bonding…22 Giugno 2006 Raul Cafini 11
  12. 12. Sviluppi Futuri•  Aggiunta di più server GNBD: –  Aumentare lo spazio di storage dedicato al file system dividendo lo spazio su più server GNBD.•  Accesso al file system GFS anche dai nodi GNBD: –  Accesso al file system GFS anche dai nodi Server GNBD (limitazioni).•  Realizzazione di un sistema pienamente fault tolerant: –  Implementazione di una delle soluzioni analizzate e relativi test di tolleranza al failure dei componenti.•  Analisi delle prestazioni: –  Tra le varie topologie GFS. –  Tra vari file system distribuiti (IBM-GPFS, AFS, …).22 Giugno 2006 Raul Cafini 12
  13. 13. Fine.22 Giugno 2006 Raul Cafini 13

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