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如何区分分布式/集群/并行文件系统?

落鹤生 发布于 2013-10-30 20:52 点击:次 
分布式文件系统、集群文件系统、并行文件系统,这三种概念很容易混淆,实际中大家也经常不加区分地使用。总是有人问起这三者的区别和联系,其实它们之间在概念上的确有交叉重叠的地方,但是也存在显著不同之处。
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分布式文件系统、集群文件系统、并行文件系统,这三种概念很容易混淆,实际中大家也经常不加区分地使用。总是有人问起这三者的区别和联系,其实它们之间在概念上的确有交叉重叠的地方,但是也存在显著不同之处。

分布式文件系统

自然地,“分布式”是重点,它是相对与本地文件系统而言的。分布式文件系统通常指C/S架构或网络文件系统,用户数据没有直接连接到本地主机,而是 存储在远程存储服务器上。NFS/CIFS是最为常见的分布式文件系统,这就是我们说的NAS系统。分布式文件系统中,存储服务器的节点数可能是1个(如 传统NAS),也可以有多个(如集群NAS)。对于单个节点的分布式文件系统来说,存在单点故障和性能瓶颈问题。除了NAS以外,典型的分布式文件系统还有AFS,以及下面将要介绍的集群文件系统(如Lustre, GlusterFS, PVFS2等)。

集群文件系统

“集群”主要分为高性能集群HPC(High Performance Cluster)、高可用集群HAC(High Availablity Cluster)和负载均衡集群LBC(Load Balancing Cluster)。集群文件系统是指协同多个节点提供高性能、高可用或负载均衡的文件系统,它是分布式文件系统的一个子集,消除了单点故障和性能瓶问题。 对于客户端来说集群是透明的,它看到是一个单一的全局命名空间,用户文件访问请求被分散到所有集群上进行处理。此外,可扩展性(包括Scale-Up和 Scale-Out)、可靠性、易管理等也是集群文件系统追求的目标。在元数据管理方面,可以采用专用的服务器,也可以采用服务器集群,或者采用完全对等 分布的无专用元数据服务器架构。目前典型的集群文件系统有SONAS, ISILON, IBRIX, NetAPP-GX, Lustre, PVFS2, GlusterFS, Google File System, LoongStore, CZSS等。

并行文件系统

这种文件系统能够支持并行应用,比如MPI。在并行文件系统环境下,所有客户端可以在同一时间并发读写同一个文件。 并发读,大部分文件系统都能够实现。并发写实现起来要复杂许多,既要保证数据一致性,又要最大限度提高并行性,因此在锁机制方面需要特别设计,如细粒度的 字节锁。通常SAN共享文件系统都是并行文件系统,如GPFS、StorNext、GFS、BWFS,集群文件系统大多也是并行文件系统,如Lustre, Panasas等。

如何区分?

区分这三者的重点是“分布式”、“集群”、“并行”三个前缀关键字。简单来说,非本地直连的、通过网络连接的,这种为分布式文件系统;分布式文件系 统中,服务器节点由多个组成的,这种为集群文件系统;支持并行应用(如MPI)的,这种为并行文件系统。在上面所举的例子中也可以看出,这三个概念之间具 有重叠之处,比如Lustre,它既是分布式文件系统,也是集群和并行文件系统。但是,它们也有不同之处。集群文件系统是分布式文件系统,但反之则不成 立,比如NAS、AFS。SAN文件系统是并行文件系统,但可能不是集群文件系统,如StorNext。GFS、HDFS之类,它们是集群文件系统,但可 能不是并行文件系统。实际中,三者概念搞理清后,分析清楚文件系统的特征,应该还是容易正确地为其划分类别的。

(liuben)
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