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El secreto de los sistemas de archivos en clúster: ¿Cómo compartir archivos en varios servidores sin errores?
Con el rápido desarrollo de la tecnología de la información, la demanda de acceso a archivos y su complejidad continúan aumentando. Cluster File System (CFS) es una de las soluciones que permite que varios servidores monten y compartan archivos al mismo tiempo, lo que no solo mejora la eficiencia del acceso, sino que también mejora la confiabilidad del sistema y la tolerancia a fallas.
Los sistemas de archivos agrupados pueden proporcionar direccionamiento y redundancia independientes de la ubicación, lo que puede ayudar a mejorar la confiabilidad o simplificar la complejidad de otras partes del clúster.El sistema de archivos de disco compartido es uno de los sistemas de archivos en clúster más comunes. Utiliza una red de área de almacenamiento (SAN) para permitir que varias computadoras accedan directamente a los datos del disco a nivel de bloque. Para evitar la corrupción de datos, se agregan las llamadas técnicas de control de concurrencia para garantizar que la consistencia y serialización del sistema de archivos se mantengan incluso cuando varios clientes acceden a los archivos simultáneamente. Un diseño de este tipo no solo debe tener en cuenta la comunicación entre servidores, sino que también debe proporcionar algún tipo de mecanismo de protección para evitar la corrupción de datos debido a fallas de nodos.
En un sistema de este tipo, diferentes protocolos a nivel de bloque, incluidos SCSI e iSCSI, ayudan a la red de área de almacenamiento a proporcionar soporte subyacente para garantizar que la transmisión de datos entre múltiples servidores no produzca errores.
Los sistemas de archivos de discos compartidos generalmente utilizan algún tipo de "mecanismo de protección" para evitar la corrupción de datos.
Sin embargo, existe otra arquitectura llamada sistema de archivos distribuido, que no comparte el mismo acceso a nivel de bloque sino que utiliza protocolos de red para la transferencia de datos. Los sistemas de archivos distribuidos pueden proporcionar a los clientes la misma interfaz de acceso que los archivos locales. Los clientes pueden seguir utilizando la sintaxis de los archivos locales para realizar diversas operaciones, como montar, desmontar o leer y escribir datos.
Uno de los objetivos del diseño de un sistema de archivos distribuido es la "transparencia", lo que significa que el cliente no necesita saber la ubicación real de los archivos o cómo están distribuidos; los usuarios pueden operar libremente los archivos como si fueran utilizando discos locales. Estos sistemas normalmente tienen un espacio de nombres unificado y todos los clientes tienen acceso a un estado consistente del archivo en todo momento.
Los objetivos de diseño como la transparencia de acceso, la transparencia de ubicación y la transparencia de concurrencia hacen que los sistemas de archivo distribuido sean más eficientes y disponibles.
A medida que avanza la tecnología, muchas de las arquitecturas de sistemas del pasado se han convertido en la base de los sistemas de archivos distribuidos actuales. En la década de 1980, la implementación de protocolos de acceso a datos hizo que los sistemas de archivos distribuidos se volvieran comunes, y los ahora famosos NFS y CIFS también se originaron a partir de esto.
Con la creciente demanda de almacenamiento de archivos, la aparición de los sistemas de almacenamiento conectado a red (NAS) ha integrado aún más las funciones de almacenamiento de archivos y sistemas de archivos, convirtiéndose en la solución de archivos para muchas empresas en la actualidad. Estos sistemas normalmente utilizan protocolos de comunicación basados en archivos en lugar de protocolos a nivel de bloque para proporcionar un acceso conveniente.
Por supuesto, a medida que crece la demanda de computación multiservidor, evitar puntos únicos de falla se convierte en una consideración importante en el diseño. Al almacenar copias de datos, garantizamos que los datos no se vuelvan inválidos debido a la falla de un solo dispositivo. Estas consideraciones de diseño no sólo mejoran la confiabilidad del sistema, sino que también mejoran en gran medida la eficiencia del acceso a los archivos.
El rendimiento es una métrica importante para los sistemas de archivos agrupados y está determinado por el tiempo que lleva satisfacer las solicitudes de servicio.
En un mercado tan competitivo como el actual, los profesionales de TI siempre han tenido el desafío de equilibrar la eficiencia del acceso a los datos, la estabilidad del sistema y las necesidades de los usuarios. Estos problemas pueden abordarse eficazmente mediante la aplicación integrada de sistemas de archivos agrupados y sistemas de archivos distribuidos.
A medida que los macrodatos y la tecnología de la nube se vayan generalizando, ¿se convertirán los sistemas de archivos en clúster en la mejor solución para los problemas de gestión de datos? Esperemos y veamos.
