INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CHIHUAHUA II

Ingeniería en Sistemas Computacionales

Sistemas distribuidos

Docente: Ángel Claudio Arzola Mazuca

Examen Unidad III

Presenta:

Iván Antonio Holguín Ortiz No. Control: 07550482

Fecha de entrega: 02/ Junio / 2011

Introducción

Los dispositivos o unidades de almacenamiento de datos son componentes que leen o escriben datos en medios o soportes de almacenamiento, y juntos conforman la memoria o almacenamiento secundario de la computadora. Estos dispositivos realizan las operaciones de lectura o escritura de los medios o soportes donde se almacenan o guardan, lógica y físicamente, los archivos de un sistema informático, en el presente documento se analizaran y explicaran dos propiedades y/o características relacionadas con estos dispositivos:

Sistema de archivos. RAID (Redundant Array of Independent Disks, Conjunto redundante de discos)

Los sistemas de archivos o ficheros, estructuran la información guardada en una unidad de almacenamiento (normalmente un disco duro de una computadora), que luego será representada ya sea textual o gráficamente utilizando un gestor de archivos. La mayoría de los sistemas operativos manejan su propio sistema de archivos. Los sistemas de archivos analizados en este documento son:

Andrew File System (AFS) Coda File System (CFS) Distributed File System (DFS) Network File System (NFS)

Podemos entender por RAID como un sistema de almacenamiento que usa múltiples discos duros o SSD entre los que distribuyen o replican los datos. En sus implementaciones originales, su ventaja clave era la habilidad de combinar varios dispositivos de bajo coste y tecnología más antigua en un conjunto que ofrecía mayor capacidad, fiabilidad, velocidad o una combinación de éstas que un solo dispositivo de última generación y coste más alto.

Sistemas de archivos

Andrew File System (AFS)

El Andrew File System (Sistema de archivos Andrew), o AFS es un sistema de archivos distribuido a través de la red que fue desarrollado como parte del proyecto Andrew por parte de la Universidad Carnegie Mellon. Su nombre proviene de Andrew Carnegie y Andrew Mellon. Es utilizado fundamentalmente en entornos de computación distribuida (Wikipedia, 2010).

Características

Entre las principales caracteristicas de AFS podemos encontrar:

Usa Kerberos como mecanismo de autenticación Implementa listas de control de acceso en directorios para usuarios y grupos. Utiliza caching a nivel de cliente. Permite el acceso limitado al sistema de archivos en el caso de caída del servidor o un

fallo de red. Los archivos son cacheados bajo demanda. Las operaciones de lectura y escritura sobre un archivo abierto son dirigidas únicamente a

la copia almacenada en caché. Una característica importante de AFS es el volumen, un árbol de archivos y subdirectorios. Los volúmenes pueden ser replicados para copias de respaldo de sólo lectura. La suite de comandos AFS garantiza que todos los volúmenes de sólo lectura contienen

copias iguales del volumen original de lectura-escritura en el momento que se creó la copia de sólo lectura.

El espacio de nombres de archivos en una estación de trabajo Andrew es particionada en dos espacios: el espacio de nombre compartido y el local.

Usos

El sistema de archivos Andrew influyó en gran medida a la versión 4 del popular sistema de archivos en red NFS, de Sun Microsystems. Adicionalmente, una variante de AFS, es el DCE Distributed File System (DCE DFS), sistema de archivos distribuido, desarrollado por la Open Software Foundation (OSF) en 1989 como parte de DCE, un paquete de aplicaciones y sistema de desarrollo de software de computación distribuida. Hay tres grandes implementaciones de AFS: Transarc (IBM), OpenAFS y Arla, aunque el soporte para Transarc ya no es mantenido. Es también el predecesor del sistema de archivos Coda (Wikipedia 2010).

Coda File System (CFS)

Coda es un sistema de archivos distribuido desarrollado como un proyecto de investigación en la Universidad Carnegie Mellon desde 1987 bajo la dirección de Mahadev Satyanarayanan. Descendía directamente de una versión anterior de AFS (AFS-2) y ofrece muchas características similares. Coda está todavía en desarrollo, aunque la atención se ha desplazado desde la investigación hasta la creación de un producto robusto para uso comercial (Wikipedia, 2011).

Características

Coda tiene muchas características que son deseables para los sistemas de archivos de red, y varias características que no se encuentran en otros lugares:

Operación desconectada para la informática móvil. Está disponible libremente bajo una licencia libre. De alto rendimiento a través del lado del cliente. Almacenamiento en caché persistente. Servidor de replicación. Modelo de seguridad para la autenticación, encriptación y control de acceso. Operación continúa durante las fallas en la red. La adaptación del ancho de banda de red. Buena escalabilidad. Semántica bien definida para compartir, incluso en la presencia de fallas en la red.

Usos

Coda principalmente se ha desarrollado para plataformas Linux. En la actualidad, se ha incorporado en el kernel 2.6 de Linux. También ha sido incluido en FreeBSD. Tambien se ha incorporado Coda en Microsoft Windows en las versiones Windows 95, Windows 98 , Windows NT y Windows XP , además se ha incluido en proyectos de código abierto como el DJGCC DOS y Cygwin (Wikipedia, 2011).

Distributed File System (DFS)

Es un sistema de software para computación distribuida, lanzado en 1990 por el consorcio OSF que estaba integrado por Apollo Computer (luego parte de Hewlett-Packard), IBM, Digital Equipment Corporation, entre otros. Permite agrupar archivos repartidos en diferentes máquinas, en un espacio de nombres único. Está basado casi por completo en el sistema de ficheros AFS pero con ligeras diferencias (Wikipedia, 2009).

Características

Entre las principales características del sistema de archivos DFS podemos encontrar:

Se basa en la versión 4 de AFS. Un nodo puede ser cliente y servidor a la vez. Utiliza una transferencia de archivos en bloques de 64 Kb. Facilita el montaje de unidades en el inicio de sesión. Balanceo de carga de los servidores de ficheros. Oculta la complejidad del sistema de ficheros al usuario. Facilita la organización del sistema de ficheros. Es sencillo añadir nuevos nodos al sistema de ficheros para aumentar la capacidad de

almacenamiento.

Usos

Actualmente DFS es distribuido bajo la licencia LGPL por la organización The Open Group Consortium formado a partir de la fusión de OSF y Unix International, con X/Open. Esta es la versión estandarizada para los integrantes de la organización, que a partir de ésta desarrollan sus distribuciones comerciales. La última versión es OSF DCE 1.2.2. También se lo denomina Free DCE por su licencia y puede descargarse del sitio oficial de la organización. Algunas versiones comerciales son IBM DCE y HP DCE (Wikipedia, 2009).

Network File System (NFS)

El Network File System (Sistema de archivos de red), o NFS, es un protocolo de nivel de aplicación, según el Modelo OSI. Es utilizado para sistemas de archivos distribuido en un entorno de red de computadoras de área local. Posibilita que distintos sistemas conectados a una misma red accedan a ficheros remotos como si se tratara de locales. Originalmente fue desarrollado en 1984 por Sun Microsystems, con el objetivo de que sea independiente de la máquina, el sistema operativo y el protocolo de transporte, esto fue posible gracias a que está implementado sobre los protocolos XDR (presentación) y ONC RPC (sesión) .1 El protocolo NFS está incluido por defecto en los Sistemas Operativos UNIX y la mayoría de distribuciones Linux (Wikipedia, 2010).

Características

NFS cuenta principalmente con las siguientes características:

El sistema NFS está dividido al menos en dos partes principales: un servidor y uno o más clientes. Los clientes acceden de forma remota a los datos que se encuentran almacenados en el servidor.

Las estaciones de trabajo locales utilizan menos espacio de disco debido a que los datos se encuentran centralizados en un único lugar pero pueden ser accedidos y modificados por varios usuarios, de tal forma que no es necesario replicar la información.

Los usuarios no necesitan disponer de un directorio “home” en cada una de las máquinas de la organización. Los directorios “home” pueden crearse en el servidor de NFS para posteriormente poder acceder a ellos desde cualquier máquina a través de la infraestructura de red.

También se pueden compartir a través de la red dispositivos de almacenamiento como disqueteras, CD-ROM y unidades ZIP. Esto puede reducir la inversión en dichos dispositivos y mejorar el aprovechamiento del hardware existente en la organización.

Todas las operaciones sobre ficheros son síncronas. Esto significa que la operación sólo retorna cuando el servidor ha completado todo el trabajo asociado para esa operación.

Usos

NFS se utiliza a menudo con Unix sistemas operativos como Solaris , AIX , HP-UX y Unix como pueden ser sistemas operativos (Linux y FreeBSD ). También está disponible para sistemas operativos tales como Mac , OpenVMS , Microsoft Windows , Novell NetWare , y IBM AS/400 (Wikipedia, 2010).

Cuadro comparativo de los sistemas de archivos

Sistemas de archivos

Andrew File System (AFS) Coda File System (CFS) Distributed File System (DFS) Network File System (NFS)

Características

Usa Kerberos como mecanismo de autenticación

Control de acceso en directorios para usuarios y grupos.

Utiliza caching a nivel de cliente.

Los archivos son cacheados bajo demanda.

Volumen, un árbol de archivos y subdirectorios.

Informática móvil. Licencia libre. De alto rendimiento. Almacenamiento en

caché persistente. Servidor de replicación. Autenticación,

encriptación y control de acceso.

Operación continúa durante las fallas en la red.

La adaptación del ancho de banda de red.

Buena escalabilidad.

Transferencia de archivos en bloques de 64 Kb.

Facilita el montaje de unidades en el inicio de sesión.

Balanceo de carga de los servidores de ficheros.

Oculta la complejidad del sistema.

Facilita la organización del sistema de ficheros.

Es sencillo añadir nuevos nodos al sistema .

Todas las operaciones sobre ficheros son síncronas.

Se pueden compartir a través de la red dispositivos de almacenamiento.

Los usuarios no necesitan disponer de un directorio “home”.

Las estaciones de trabajo locales utilizan menos espacio de disco.

Usos

NFS. Unix. Solaris. Transarc (IBM). OpenAFS

Linux. FreeBSD. Windows 95. Windows 98. Windows NT. Windows XP. DJGCC DOS Cygwin

IBM. HP. UNIX. OSF. X.OPEN

Unix (Linux, Free BSD).

Solaris. MAC. Windows. AIX. Novell NetWare.

RAID

En informática, el acrónimo RAID (del inglés Redundant Array of Independent Disks, «conjunto redundante de discos independientes», anteriormente conocido como Redundant Array of Inexpensive Disks, «conjunto redundante de discos baratos») hace referencia a un sistema de almacenamiento que usa múltiples discos duros o SSD entre los que distribuyen o replican los datos. Dependiendo de su configuración (a la que suele llamarse «nivel»), los beneficios de un RAID respecto a un único disco son uno o varios de los siguientes: mayor integridad, mayor tolerancia a fallos, mayor throughput (rendimiento) y mayor capacidad. En sus implementaciones originales, su ventaja clave era la habilidad de combinar varios dispositivos de bajo coste y tecnología más antigua en un conjunto que ofrecía mayor capacidad, fiabilidad, velocidad o una combinación de éstas que un solo dispositivo de última generación y coste más alto.

¿Por qué utilizar un RAID?

Podemos justificar el uso de un RAID simplemente recalcando las principales ventajas que ofrece al utilizarlo, dentro de estas ventajas destacan:

Alta disponibilidad. RAID aumenta el tiempo de funcionamiento y la disponibilidad de los datos en la red.

Tolerancia a fallos. RAID protege contra la perdida de datos y proporciona recuperación de datos en tiempo real con acceso ininterrumpido en caso de que falle alguno de los discos.

Mejora del rendimiento / velocidad. RAID permite a varias unidades trabajar en paralelo, lo que aumenta el rendimiento del sistema y ante el sistema principal funcionan como un único dispositivo.

Mayor Fiabilidad. Las soluciones RAID emplean dos técnicas para aumentar la fiabilidad: la redundancia de datos y la información de paridad.