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文件系统集群论文范文

GFS,(Global File System)文件系统及其增强版本GFS2,是一个遵守GPL协议的开源文件系统,符合POSIX规范,主要作为Linux集群文件系统使用,它可以方便使一个服务器集群共享存储,并使得对整个集群服务器的文件操作就如同是针对一台单独的服务器.在作者单位某办公信息系统应用服务器集群中我们采用了GFS集群文件系统,结合系统建设及运维管理经验下面谈一谈对Linux集群文件系统GFS的应用体会.

办公信息系统应用

服务器集群简介

办公信息系统应用服务器集群由两台服务器硬件组成,服务器连接SAN存储平台,操作系统平台为国产Linux操作系统（红旗ASIANUX 2.0）,应用服务器中间件为IBM WAS6.1,由F5提供应用访问负载均衡及集群管理.应用服务器集群主要发布办公信息系统J2EE应用程序,提供办公信息系统门户、信息发布、内部邮件、辅助办公应用等功能.由于信息发布等应用需要集群所有服务器节点可共同访问同一个文件,这就需要一个集群的文件系统提供文件存储的共享.综合多种考虑我们选择了GFS集群文件系统,在系统建设中集群功能主要由F5提供管理,GFS文件系统用于实现集群存储文件系统的共享.

GFS集群文件系统概述

Global File System (GFS)是一个开放源代码的,POSIX兼容的Cluster文件系统和卷管理系统,支持SAN(Storage Area Netowrk).GFS支持所有主要服务器和存储设备.它是Linux上的领先的第一个Cluster文件系统,和其它Cluster文件系统相比,GFS有着最强大的功能,广泛的支持和最好的性价比.

GFS可使多台服务器可以同时读写在SAN/ISCSI上的同一个共享文件,提供了更高的文件访问性能,降低了系统的复杂性和数据冗余备份的成本,保证了系统的数据完整性和统一性.GFS具有防止单点失效的高可用功能,可以提供从一台到几百台运行企业Linux的服务器提供服务,同时可以很好地和Linux上的各种应用程序保持兼容,共同工作. 当然GFS也可以仅仅作为集群中的共享文件系统,而集群功能由其他的专业软件或设备提供,比如本文所指系统.

GFS文件系统可以构建于直接的物理分区,也可以构建于LVM逻辑卷.而物理介质则可以为本地磁盘,iS CSI设备,或者光纤存储.它是基于64位构建的文件系统,比如mnode就是64位的,理论上文件系统最大容量可以支持8EB.

GFS的出现,使得数据存储的架构大大减化；对整个集群安装或者升级应用程序,只需一次操作便可完成；减少了数据的冗余备份；简化了备份操作和灾难恢复工作；无缝的改变集群规模,可动态增加服务器或者存储.

GFS文件系统安装和使用

如果要支持GFS/GFS2文件系统,需要在两个层面的代码支持.一方面是内核支持,另一方面是用户空间工具,包括mo unt、mkfs等.其中对于GFS,由于没有进入内核树中；对于2.6.19以下版本的内核,也并不包含GFS2的支持,因此需要额外下载内核模块代码编译以实现内核支持.如果需要用于集群环境中,还要内核DLM模块的支持.

1.GFS文件系统安装

(1)首先编泽核心

本文以GFS4.2．O为例进行说明.首先对核心打补丁,运行以下脚本,为核心打补丁：

#.／GFS-contribe-4.2.0／scripte／apply_patch k／usr/src／linux p

完成打补丁工作.之后,运行以下命令：

#make menuconfig

#make dep

# make bzlmage；make modules；make modules_install

#cp bzlmage /boot

编辑／etc／lilo．conf,运行lilo之后,重新启动系统.

(2)安装GFS文件系统的配套工具软件安装步骤如下：

#tar zxvf GFS-4.2.O.tar.gz

编译过程如下：

gfs2集群文件系统:NTFS文件系统目录权限设置

#．/configure

#make

#make install

编译安装GFS工具完成.

2.GFS文件系统使用

在编译时,将GFS编译为可加载模块,所以在使用时,首先要加载GFS模块.加载模块命令如下：

#modprobe nolock

在加载gfs模块之前首先要加载nolock模块,因为gfs依赖于nolock模块.

#modprobe gfs

编译时,GFS文件系统是以可插入模块方式编译的,所以用此命令加载gfs模块.

内核加载了对GFS文件系统的支持模块后,接下来是创建一个GFS文件系统,使用GFS工具创建GFS文件系统,创建过程如下：

[root@test /sbin]#.／mkfs_gfs—j 5／dev/sda8 p nolock

Device：／dev／sda8

Blocksize: 4096

Filesystem Size: 177484

Journals:5

Resource Groups: 10

Locking Protocol：

Lock Table:

Syncing.等

All Done

[root@test／sbin]#

说明：将分区／dev/sda8格式化为gfs文件系统,在本分区内保存日志记录.

格式化完成后加载GFS文件系统.

# mount t gfs/dev/hda8／gfs

以上表示成功mount,接下来就可以使用了.

为了让机器启动以后自动加载GFS文件系统,需要改写／etc/fstab文件,加以下内容：／dev/hda8 /gfs default 0 0以后系统启动时就会自动加载GFS文件系统了.

GFS文件系统与

NFS文件系统比较

网络文件系统(NFS)在UNIX和LINUX平台下是一种常见的共享存储解决方案.我们也曾考虑才用NFS文件系统作为应用服务器集群文件系统,来实现文件存储共享.但是通过比较,我们认为GFS较NFS具有更高的性能和可扩展性.GFS提供了直接连接服务器和共享存储设备,而NFS的议定规定,客户端访问存储设备必须通过一台服务器.NFS服务器层导致了额外的开销,并作为限制性能和可扩展性的一个瓶颈.与此相反,GFS可以使用快速存储区域网络(SAN)技术的光纤通道,以扩大存储带宽和每秒1／O操作.具体指标表现在以下几个方面.

客户端可扩展性

GFS可以扩大到300或更多的客户机能够直接连接到SAN,而一般的NFS可以实现为高达10至20的客户端的密集带宽应用,但可能30-50客户端则会降低密集I／O的工作负载.GFS从根本上比NFS更具有可扩展性,但需要一个SAN基础设施和先进的集群锁和运行于GFS客户端之间的成员协议.

服务器的客户端之间的带宽

在GFS中, GFS机器和共享存储之间的带宽只是被SAN基础架构和存储硬件限制.增加额外的带宽可通过添加更多的存储阵列和SAN网络端口来实现.与此相反,在NFS中, NFS服务器本身主要的瓶颈就是扩大存储和NFS客户端之间的带宽.最大带宽是由多少特定服务器所提供带宽来决定的.此外,NFS协议本身网络处理开销也是远远超过GFS,进一步限制NFS的带宽的可扩展性.

大型扩展的复杂性

大型Linux集群数十或数百台机器之间必须共享数据,通过GFS可以很容易做到.与此相反,在NFS中,多台NFS服务器扩展往往需要扩大1／O带宽和每秒操作数.不同的NFS服务器之间放置和同步数据是复杂的并会导致系统管理员的额外负担.

POSIX的语义

NFS的客户端可能会缓存写入几秒钟或更多时间的数据来提升性能.在V2和V3的NFS协议的版本,NFS服务器很可能不知道,在很短的时间内NFS服务器及客户端的文件数据可以不同步.这种行为不符合POSIX的文件存取语义,因此标准的UNIX应用程序一般不能运行访问一组NFS客户端如果该数据已经被其它文件共享使用.相比之下,GFS文件读写访问遵循严格意义上的语义,因此,写入文件到GFS集群一台机器始终可见到另一台机器延后读取该文件.按照下列标准的POSIX语义,GFS允许标准的UNIX应用程序运行在集群之上.

GFS文件系统应用体会

GFS文件系统在扩展性、性能以及对共享文件的管理等方面有很多优势,在本文所提及办公信息系统的应用中也得到了一定的体现,运行基本稳定,也表现出很好的效率,但也发生过共享文件死锁及服务器节点宕机后重启不能加载GFS文件系统的现象.通过对故障的分析和解决经验,作者认为GFS文件系统的应用应该注意以下几个问题：

l、GFS本身的设计原理可以了解到,GFS本身支持大规模文件数量,但是在相同目录下文件数目增多至某个数值时（默认是6K）,为了适应大数量级目录结构,会改用扩展搜索功能,这会很大程度上降低其文件定位速度.导致rsync的同步过程超时.

2、GFS集群文件系统每个节点都有独立的操作日志,而操作日志包含核心元数据变化的历史记录,这对GFS很重要.这不仅是因为它是元数据唯一的持久化存储记录,而且因为它起到了定义同步操作顺序的逻辑时间线的作用.文件和块以及他们的版本,都是唯一和持久地由他们创建时的逻辑时间标识的.

总结：此文是一篇文件系统集群论文范文,为你的毕业论文写作提供有价值的参考。

gfs2集群文件系统引用文献: