IT-Management in der Praxis Seminar ? WS 2004/05 - am ...

Distributed File Systems
Matthias Schmitt
Kurzfassung
Verteilte Dateisysteme (Distributed File Systems, DFS) erlauben es, mit Dateien zu arbeiten,
die auf anderen, über ein Netzwerk erreichbaren Rechnern gespeichert sind. Da
mitunter mehrere Anwendungen gleichzeitig auf die Dateien zugreifen, Betriebssysteme
mit unterschiedlichen Datei-Spezifikationen im Einsatz sind, und die Verwendung für den
Nutzer so transparent wie möglich erscheinen soll, müssen sich DFS diversen Anforderungen
stellen. Locking, Caching und ein vielfältig einsetzbares Dateimodell sind der Schlüssel
zu oben genannten Problemen, und in gebräuchlichen DFS wie dem Network File
System (NFS) und dem Common Internet File System (CIFS) implementiert. Hersteller
haben DFS-Software und spezielle Hardware zu so genannten Network-Attached-Storage-
Produkten (NAS) gebündelt, um Unternehmen den Einsatz zu erleichtern. Neuere DFS-
Entwicklungen wie Coda warten mit zahlreichen Ideen auf, z.B. für die Verwendung im
Wireless-Lan.
1 Einleitung
Verteilte Dateisysteme befinden sich seit Anfang der 80er Jahre im Einsatz. Sie kombinieren
die Vorteile von Dateisystemen mit den Möglichkeiten moderner, leistungsfähiger Netzwerk-
Infrastruktur. Sie sollen eine einfache, zentralisierte Administration gewährleisten, und sind
das Rückgrat vieler Rechenzentren, ob in der privaten Wirtschaft oder in öffentlichen Einrichtungen.
Das Augenmerk dieser Arbeit richtet sich hierbei auf die zwei im täglichen Einsatz bewährten
verteilten Dateisysteme NFS und CIFS. Klassische Netzwerktechnologien sind Ethernet
und Token Ring. Der Bedarf an immer schnelleren Verbindungen, größeren Datenvolumen
und weiteren Entfernungen hat zur Entwicklung neuerer Netzwerktechnologien geführt, wie
z.B. Gigabit-Ethernet. Internet-Protokolle haben dazu beigetragen, Kommunikation zwischen
unterschiedlichsten Teilnehmern zu ermöglichen, und die Möglichkeit geschaffen, kostengünstig
kleinere Netzwerke an weltweit verteilten Standorten miteinander zu verbinden. Gleichzeitig
zur Entwicklung neuer und schnellerer Netzwerktechnologien steigt die nachgefragte, und
auch verfügbare, Kapazität von Speichermedien. DFS kombinieren Netzwerktechnologien mit
Speichermedien.
2 Dateisysteme
Damit die Daten, die auf den Plattenlaufwerken landen, wieder aufgefunden werden können,
bedarf es einer weiteren Abstraktionsebene. Die meisten Anwendungssysteme nutzen aus diesem
Grund nicht direkt die Blöcke, die von den Festplatten-Laufwerken als Speichereinheit
zur Verfügung gestellt werden. Vielmehr arbeiten sie mit Dateien, die in Verzeichnishierarchien
geordnet sind. Die meisten Betriebssysteme schalten eine Dateisystem-Schicht zwischen
Anwendungs-Programm und Block-Geräte-Ebene.