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Introducción
Se engloba dentro del ámbito de los sistemas distribuidos.
- Sistema Operativo Distribuido (SOD).
- Se ejecuta sobre una colección de máquinas sin memoria compartida haciendo que se comporte
ante el usuario como una única máquina.
Dentro de los servicios que puede incluir un SOD, esta asignatura se centra en los aspectos
relacionados con el sistema de ficheros, funciones tales como:
- Servicios de ficheros.
- Servicio de directorios.
- Servicio de nombres.
- Servicio de protección
- Servicio de seguridad.
- Servicio de replicación.
Evidentemente quedan fuera los temas relacionados con:
- Servicios de comunicación
- Servicios de sincronización
- Gestión de memoria
- Gestión de procesos y threads
La asignatura engloba e intenta unificar dentro de lo posible dos tipos de sistemas con objetivos
y características radicalmente diferentes:
- Sistemas de Ficheros Distribuidos (SFD).
- Su objetivo principal es proporcionar un espacio único de nombres a todos los usuarios del
sistema.
- Sistema de Ficheros Paralelos (SFP).
- Su objetivo principal es proporcionar un alto rendimiento en las operaciones E/S.
Arquitectura hardware
El modelo general para representar la arquirectura hardware tendría los siguientes elementos:
- Dispositivos de almacenamiento.
- Controladores con uno o más dispositivos asociados.
- Procesadores con cero, uno o más controladores asociados y memoria que puede servir, entre
otras cosas, de buffer intermedio.
- Red de interconexión entre procesadores.
Este modelo puede describir un amplio rango de sistemas: desde estaciones de trabajo conectadas
por una red de área local hasta computadores masivamente paralelos.
Una posible descomposición por niveles de un SF es:
- Servicio de directorio: traduce los nombres de fichero que utiliza el usuario a nombres internos.
- Servicio de ficheros (propiamente dicho): maneja un sistema de ficheros plano.
- Servicio de dispositivos: realiza las operaciones de E/S sobre los dispositivos (particiones).
En el SFD habría un nuevo nivel entre el servicio de ficheros y el de dispositivos al que
denominaremos servicio de partición lógica. Se encarga de proyectar la partición lógica sobre uno o
varios dispositivos físicos pudiendo permitir:
- Independencia entre particiones lógicas y físicas
- Replicación: una partición lógica replicada en varios dispositivos
- Distribución: una partición lógica distribuida entre varios dispositivos
En un SFD la finalidad de estos niveles está repartida entre varios procesadores.
Una operacion en el SFD hace corresponder los datos especificados por el usuario con los
almacenados en los dispositivos. Esta correspondencia se realiza en varias fases a través de los cuatro
niveles de servicio. Para una petición de usuario que especifica un nombre de fichero y unos datos en
el fichero (NU,DU) se producen las siguientes etapas:
- Servicio de directorio. Traduce NU a un nombre interno NI.
- Servicio de fichero. En general dos fases:
- Traduce de (NI,DU) a (NI,DF) donde DF son los datos del fichero afectados por la petición.
Normalmente, no exite esta etapa (función identidad). Un ejemplo de uso: el interfaz MPI-IO.
- Traduce (NI,DF) a partición lógica y datos dentro de ella (NP,DP)
(Proyección del fichero).
- Servicio de particiones lógicas. Traduce de (NP,DP) a partición
(o particiones) física y datos en la partición
(ND,DD).
- Servicio de disco. Determina los sectores del disco afectados por la petición.
- Transparencia. Ocultar la existencia de múltiples máquinas interconectadas. Múltiples aplicaciones
del término: transparencia de la posición, de la migración, de la replicación, etc.
- Movilidad del usuario. Visión uniforme desde cualquier máquina.
- Rendimiento.
- En SFD: Transparencia del rendimiento, o sea, prestaciones similares a un sistema centralizado.
- En SFP: Satisfacer el ancho de banda que requieren las aplicaciones paralelas.
- Fiabilidad. Aumentar la robustez del sistema y su capacidad de recuperación, aunque sea de
modo degradado, ante fallos parciales.
- Capacidad de crecimiento. Eliminar cuellos de botella y componentes centralizados en el diseño.
- Uso de interfaces estándar. Facilita el transporte de las aplicaciones a distintas implementaciones.
- Seguridad. Incluir mecanismos tales como métodos de autentificación y uso de mensajes
criptografiados para aumentar la seguridad del sistema.
- Capacidad de adaptación a nuevas tendencias.
- Posibilidad de un modo de funcionamiento desconectado.
- Aplicaciones multimedia.
- Nuevo hardware.
Siguiendo la estructura en niveles planteada, los siguientes capítulos analizarán las características y
alternativas existentes en cada uno de los tres niveles (El nivel de partición lógica se engloba en el de
ficheros).
A continuación, se plantearán aspectos genéricos tales como:
- Rendimiento
- Fiabilidad
- Protección
- Seguridad
- Futuras tendencias
Por último se estudiarán algunos SFD experimentales y comerciales.
- NFS
- UNIX United
- Locus
- Andrew File System
- Sprite