نظام الملفات العامة

الموسوعة الحرة
نظام الملفات العامة
المطور(ون)آي بي إم
الاسم الكاملمقياس الطيف من IBM
قدَّم1998 ؛ منذ 26 عامًا مع AIX (1998)
الحدود
الحد الأقصى لحجم الصوت8 سنوات
الحد الأقصى لحجم الملف8 إي بي
الحد الأقصى لعدد الملفات2 64 لكل نظام الملفات
سمات

أذونات نظام الملفات		بوسيكس

تشفير شفاف		نعم
آخر
أنظمة التشغيل المدعومة
AIX ، لينكس ، ويندوز سيرفر

GPFS ( نظام الملفات العام المتوازي ، الاسم التجاري IBM Storage Scale وسابقًا IBM Spectrum Scale ) [1] هو برنامج نظام ملفات مجمع عالي الأداء طورته شركة IBM . يمكن نشره في أوضاع متوازية موزعة ذات قرص مشترك أو لا شيء مشترك ، أو مزيج من هذين الوضعين. يتم استخدامه من قبل العديد من أكبر الشركات التجارية في العالم، بالإضافة إلى بعض أجهزة الكمبيوتر العملاقة في قائمة أفضل 500 جهاز . [2] على سبيل المثال، إنه نظام الملفات الخاص بـ Summit [3] في مختبر أوك ريدج الوطني والذي كان أسرع جهاز كمبيوتر عملاق في العالم في قائمة أفضل 500 جهاز في نوفمبر 2019. [4] Summit هو نظام 200 بيتافلوب يتكون من أكثر من 9000 معالج POWER9 و27000 وحدة معالجة رسومية NVIDIA Volta . يسمى نظام ملفات التخزين Alpine. [5]

مثل أنظمة الملفات العنقودية النموذجية، يوفر GPFS وصولاً متزامنًا عالي السرعة إلى الملفات للتطبيقات التي يتم تنفيذها على عقد متعددة من العناقيد. ويمكن استخدامه مع مجموعات AIX ، ومجموعات Linux ، [6] على Microsoft Windows Server ، أو مجموعة غير متجانسة من عقد AIX وLinux وWindows التي تعمل على معماريات معالج x86 أو Power أو IBM Z.

تاريخ

بدأ نظام الملفات GPFS كنظام ملفات Tiger Shark ، وهو مشروع بحثي في ​​مركز أبحاث IBM Almaden في وقت مبكر من عام 1993. تم تصميم Tiger Shark في البداية لدعم تطبيقات الوسائط المتعددة عالية الإنتاجية. تبين أن هذا التصميم مناسب تمامًا للحوسبة العلمية. [7]

السلف الآخر هو نظام الملفات Vesta من IBM ، والذي تم تطويره كمشروع بحثي في ​​مركز أبحاث توماس جيه واتسون التابع لشركة IBM بين عامي 1992 و1995. [8] قدم Vesta مفهوم تقسيم الملفات لتلبية احتياجات التطبيقات المتوازية التي تعمل على أجهزة كمبيوتر متعددة عالية الأداء مع أنظمة فرعية للإدخال والإخراج المتوازية . مع التقسيم، لا يكون الملف عبارة عن تسلسل من البايتات، بل عبارة عن تسلسلات منفصلة متعددة يمكن الوصول إليها بالتوازي. يكون التقسيم بحيث يجرد عدد ونوع عقد الإدخال والإخراج التي تستضيف نظام الملفات، ويسمح بمجموعة متنوعة من وجهات النظر المقسمة منطقيًا للملفات، بغض النظر عن التوزيع المادي للبيانات داخل عقد الإدخال والإخراج. يتم ترتيب التسلسلات المنفصلة لتتوافق مع العمليات الفردية للتطبيق المتوازي، مما يسمح بتحسين قابلية التوسع. [9] [10]

تم تسويق Vesta كنظام ملفات PIOFS حوالي عام 1994، [11] وخلفه GPFS حوالي عام 1998. [12] [13] كان الاختلاف الرئيسي بين أنظمة الملفات الأقدم والأحدث هو أن GPFS استبدل الواجهة المتخصصة التي توفرها Vesta/PIOFS بواجهة برمجة تطبيقات Unix القياسية : تم إخفاء جميع الميزات لدعم الإدخال/الإخراج المتوازي عالي الأداء عن المستخدمين وتم تنفيذها تحت الغطاء. [7] [13] كما شارك GPFS العديد من المكونات مع المنتجات ذات الصلة IBM Multi-Media Server وIBM Video Charger، ولهذا السبب تبدأ العديد من أدوات GPFS بالبادئة mm —multi-media. [14] : xi 

في عام 2010، قامت شركة IBM بمعاينة إصدار من GPFS يتضمن إمكانية تُعرف باسم GPFS-SNC، حيث تعني SNC مجموعة Shared Nothing Cluster. تم إصدار هذا الإصدار رسميًا مع GPFS 3.5 في ديسمبر 2012، ويُعرف الآن باسم FPO [15] (مُحسِّن وضع الملفات).

بنيان

إنه نظام ملفات مجمع . يقوم بتقسيم الملف إلى كتل ذات حجم محدد، أقل من 1 ميغا بايت لكل منها، والتي يتم توزيعها عبر عقد مجمعة متعددة.

يخزن النظام البيانات على وحدات تخزين كتلية قياسية، ولكنه يتضمن طبقة RAID داخلية يمكنها تحويل هذه الوحدات إلى وحدات تخزين افتراضية لتوفير التكرار والوصول المتوازي مثل نظام تخزين كتلي RAID. كما يتمتع بالقدرة على التكرار عبر وحدات تخزين على مستوى ملف أعلى.

تشمل ميزات الهندسة المعمارية ما يلي:

  • البيانات الوصفية الموزعة، بما في ذلك شجرة الدليل. لا يوجد "وحدة تحكم دليل" أو "خادم فهرس" واحدة مسؤولة عن نظام الملفات.
  • فهرسة فعالة لإدخالات الدليل للدلائل الكبيرة جدًا.
  • القفل الموزع. يسمح هذا بالدلالات الكاملة لنظام الملفات POSIX ، بما في ذلك القفل للوصول الحصري إلى الملفات.
  • القدرة على تقسيم الملفات. قد يؤدي فشل الشبكة إلى تقسيم نظام الملفات إلى مجموعتين أو أكثر من العقد التي لا يمكنها رؤية العقد الموجودة في مجموعتها إلا. ويمكن اكتشاف ذلك من خلال بروتوكول نبضات القلب، وعندما يحدث تقسيم، يظل نظام الملفات نشطًا لأكبر قسم تم تشكيله. وهذا يوفر تدهورًا سلسًا لنظام الملفات — حيث ستظل بعض الأجهزة تعمل.
  • يمكن إجراء صيانة نظام الملفات عبر الإنترنت. يمكن إجراء معظم مهام صيانة نظام الملفات (إضافة أقراص جديدة، وإعادة موازنة البيانات عبر الأقراص) أثناء تشغيل نظام الملفات. وهذا يزيد من توافر نظام الملفات، وبالتالي توافر مجموعة أجهزة الكمبيوتر العملاقة نفسها.

تتضمن الميزات الأخرى التوفر العالي، والقدرة على الاستخدام في مجموعة غير متجانسة، والتعافي من الكوارث، والأمان، و DMAPI ، و HSM ، و ILM .

مقارنة بنظام الملفات الموزعة Hadoop (HDFS)

تم تصميم نظام الملفات HDFS الخاص بـ Hadoop لتخزين كميات مماثلة أو أكبر من البيانات على الأجهزة الأساسية - أي مراكز البيانات بدون أقراص RAID وشبكة منطقة تخزين (SAN).

  • يقوم HDFS أيضًا بتقسيم الملفات إلى كتل، وتخزينها على عقد أنظمة ملفات مختلفة.
  • يتمتع GPFS بدلالات نظام الملفات Posix الكاملة.
  • يقوم نظام الملفات العام (GPFS) بتوزيع مؤشرات الدليل والبيانات الوصفية الأخرى عبر نظام الملفات. وعلى النقيض من ذلك، يحتفظ نظام الملفات العام (Hadoop) بهذه المؤشرات على العقد الأساسية والثانوية، وهي خوادم كبيرة يجب أن تخزن جميع معلومات المؤشرات في ذاكرة الوصول العشوائي (RAM).
  • يقوم نظام الملفات العامة بتقسيم الملفات إلى كتل صغيرة. يفضل نظام الملفات العامة Hadoop HDFS الكتل التي يبلغ حجمها 64 ميجابايت أو أكثر، حيث يعمل هذا على تقليل متطلبات التخزين الخاصة بـ Namenode. تملأ الكتل الصغيرة أو العديد من الملفات الصغيرة مؤشرات نظام الملفات بسرعة، لذا حدد حجم نظام الملفات.

إدارة دورة حياة المعلومات

تسمح مجموعات التخزين بتجميع الأقراص داخل نظام الملفات. يمكن للمسؤول إنشاء طبقات من التخزين عن طريق تجميع الأقراص بناءً على الأداء أو الموقع أو خصائص الموثوقية. على سبيل المثال، يمكن أن تكون إحدى المجموعات أقراص Fibre Channel عالية الأداء وأخرى تخزين SATA أكثر اقتصادًا.

مجموعة الملفات هي شجرة فرعية من مساحة اسم نظام الملفات وتوفر طريقة لتقسيم مساحة الاسم إلى وحدات أصغر وأكثر قابلية للإدارة. توفر مجموعات الملفات حدودًا إدارية يمكن استخدامها لتعيين الحصص وتحديدها في سياسة للتحكم في وضع البيانات الأولية أو ترحيل البيانات. يمكن أن توجد البيانات في مجموعة ملفات واحدة في مجموعة تخزين واحدة أو أكثر. يعتمد مكان وجود بيانات الملف وكيفية ترحيلها على مجموعة من القواعد في سياسة محددة من قبل المستخدم.

هناك نوعان من السياسات التي يحددها المستخدم: وضع الملفات وإدارتها. توجه سياسات وضع الملفات بيانات الملفات أثناء إنشائها إلى مجموعة التخزين المناسبة. يتم تحديد قواعد وضع الملفات من خلال سمات مثل اسم الملف أو اسم المستخدم أو مجموعة الملفات. تسمح سياسات إدارة الملفات بنقل بيانات الملف أو تكرارها أو حذف الملفات. يمكن استخدام سياسات إدارة الملفات لنقل البيانات من مجموعة إلى أخرى دون تغيير موقع الملف في بنية الدليل. يتم تحديد سياسات إدارة الملفات من خلال سمات الملف مثل وقت الوصول الأخير أو اسم المسار أو حجم الملف.

إن محرك معالجة السياسات قابل للتطوير ويمكن تشغيله على العديد من العقد في وقت واحد. وهذا يسمح بتطبيق سياسات الإدارة على نظام ملفات واحد يحتوي على مليارات الملفات وإكمالها في غضون ساعات قليلة. [ بحاجة لمصدر ]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ "GPFS (نظام الملفات المتوازي العام)". IBM . تم الاسترجاع في 2020-04-07 .
  2. ^ Schmuck, Frank; Roger Haskin (January 2002). "GPFS: A Shared-Disk File System for Large Computing Clusters" (PDF) . وقائع مؤتمر FAST'02 حول تقنيات الملفات والتخزين . مونتيري، كاليفورنيا، الولايات المتحدة: USENIX. ص 231-244. ISBN 1-880446-03-0. تم الاسترجاع بتاريخ 2008-01-18 .
  3. ^ "أنظمة الحوسبة في القمة". مختبر أوك ريدج الوطني . تم الاسترجاع في 2020-04-07 .
  4. ^ "قائمة أفضل 500 موقع لشهر نوفمبر 2019". top500.org. مؤرشف من الأصل في 2020-01-02 . تم الاسترجاع في 2020-04-07 .
  5. ^ "الأسئلة الشائعة حول القمة". مختبر أوك ريدج الوطني . تم الاسترجاع في 2020-04-07 .
  6. ^ وانج، تنج؛ فاسكو، كيفن؛ ليو، تشو؛ تشين، هوي؛ يو، ويكوان (نوفمبر 2014). "BPAR: إطار عمل تجميع متوازي قائم على الحزمة لتنفيذ الإدخال/الإخراج المنفصل". ورشة العمل الدولية لعام 2014 حول أنظمة الحوسبة القابلة للتطوير كثيفة البيانات . معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات. ص 25-32. doi :10.1109/DISCS.2014. رقم ISBN 978-1-4673-6750-9. S2CID  2402391.
  7. ^ ab May, John M. (2000). Parallel I/O for High Performance Computing. Morgan Kaufmann. p. 92. ISBN 978-1-55860-664-7. تم الاسترجاع بتاريخ 2008-06-18 .
  8. ^ Corbett, Peter F.; Feitelson, Dror G.; Prost, J.-P.; Baylor, SJ (1993). "Parallel access to files in the Vesta file system". Proceedings of the 1993 ACM/IEEE conference on Supercomputing - Supercomputing '93 . بورتلاند، أوريجون، الولايات المتحدة: ACM/IEEE. ص. 472–481. doi :10.1145/169627.169786. ISBN 978-0818643408. S2CID  46409100.
  9. ^ Corbett, Peter F.; Feitelson, Dror G. (August 1996). "The Vesta parallel file system" (PDF) . ACM Transactions on Computer Systems . 14 (3): 225–264. doi :10.1145/233557.233558. S2CID  11975458. مؤرشف من الأصل في 2012-02-12 . تم الاسترجاع في 2008-06-18 .{{cite journal}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
  10. ^ تنج وانج؛ كيفن فاسكو؛ تشو ليو؛ هوي تشين؛ ويكوان يو (2016). "تحسين الإدخال/الإخراج المتوازي باستخدام التجميع عبر الحزم". المجلة الدولية لتطبيقات الحوسبة عالية الأداء . 30 (2): 241-256. doi :10.1177/1094342015618017. S2CID  12067366.
  11. ^ Corbett, PF; DG Feitelson; J.-P. Prost; GS Almasi; SJ Baylor; AS Bolmarcich; Y. Hsu; J. Satran; M. Snir; R. Colao; BD Herr; J. Kavaky; TR Morgan; A. Zlotek (1995). "أنظمة الملفات المتوازية لأجهزة كمبيوتر IBM SP" (PDF) . مجلة أنظمة IBM . 34 (2): 222–248. CiteSeerX 10.1.1.381.2988 . doi :10.1147/sj.342.0222. مؤرشف من الأصل في 2004-04-19 . تم الاسترجاع في 2008-06-18 . {{cite journal}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
  12. ^ باريس، مارسيلو؛ تيري جونز؛ سكوت كينان؛ ماتيس لاندزيتل سافران السافران؛ جيري ستيفنز؛ كريستوفر ستون؛ كريس توماس؛ أولف تروبينز (سبتمبر 1999). تحديد حجم وضبط GPFS (PDF) . IBM Redbooks، المنظمة الدولية للدعم الفني. انظر الصفحة 1 ( "GPFS هو خليفة نظام الملفات PIOFS" ). مؤرشف من الأصل في 2010-12-14 . تم الاسترجاع 2022-12-06 .{{cite book}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
  13. ^ أب سنير ، مارك (يونيو 2001). “الأنظمة المتوازية القابلة للتطوير: المساهمات 1990-2000” (PDF) . ندوة HPC، قسم هندسة الكمبيوتر، جامعة بوليتكنيكا في كاتالونيا . تم الاسترجاع 2008-06-18 .
  14. ^ المرجع العام لإدارة وبرمجة نظام الملفات الموازي الإصدار 3.1 (PDF) . IBM. أبريل 2006.
  15. ^ "IBM GPFS FPO (DCS03038-USEN-00)" (PDF) . IBM Corporation. 2013 . تم الاسترجاع في 2012-08-12 .[ رابط ميت دائم ]


Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=GPFS&oldid=1241368242"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate