ARA7132-UNIDADE-5

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UNIDADE 5
Sistema de Arquivos Distribuídos
Disciplina: Computação Distribuída (ARA7132)
Prof. Alexandre L. Gonçalves
E-mail: alexandre.goncalves@ararangua.ufsc.br
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Sistemas de Arquivos Distribuídos
Requisitos
Transparência (acesso e localização)
Atualizações concorrentes de arquivos
Replicação de arquivos
Heterogeneidade do hardware e do sistema operacional
Tolerância a falhas
Consistência
Segurança
Eficiência
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Sistemas de Arquivos Distribuídos
Um sistema de arquivos distribuídos tem possui dois componentes distintos:
O serviço de arquivos
Responsável pelas operações em arquivos individuais.
O serviço de diretórios
Responsável pela criação e gerência de diretórios.
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Sistemas de Arquivos Distribuídos
Interface do Serviço de Arquivos
Os serviços de arquivos podem ser divididos em dois tipos.
Modelo de acesso local
As operações sobre arquivos são realizadas no cliente.
Um cópia do arquivo é enviada do servidor para o cliente.
Logo após o uso, o cliente deve devolver o arquivo para o servidor.
Modelo de acesso remoto
O serviço de arquivos provê operações sobre arquivos.
As operações sobre arquivos são executadas diretamente no servidor de arquivos.
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Sistemas de Arquivos Distribuídos
Interface do Serviço de Arquivos
Exemplo: modelo de acesso local
Cliente
Arquivo
Servidor 
Arquivo antigo
Arquivo novo
Os arquivos são transferidos para o cliente
Quando o cliente não necessitar mais do arquivo, este retorna para o servidor
Acessos são realizados diretamente no cliente
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Sistemas de Arquivos Distribuídos
Interface do Serviço de Arquivos
Exemplo: modelo de acesso remoto
Cliente
Servidor 
Arquivo
O arquivo permanece no servidor
Cliente solicitando acesso a um arquivo
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Sistemas de Arquivos Distribuídos
Arquitetura NFS (Network File System)
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Sistemas de Arquivos Distribuídos
Interface do Serviço de Diretórios
Fornece operações para criação e remoção de diretórios, remoção e mudança de nome de arquivos, e operações para mudança de um arquivo de um diretório para outro.
Define a sintaxe dos nomes de arquivos e de diretórios.
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Sistemas de Arquivos Distribuídos
Para acessar um arquivo, o cliente deve consultar seu nome em um serviço de nomeação.
O cliente obtará um manipulador para acessar o arquivo.
Cada arquivo possui uma série de atributos.
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Sistemas de Arquivos Distribuídos
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Sistemas de Arquivos Distribuídos
Comunicação
Grande parte dos sistemas de arquivos distribuídos implementam RPC.
A vantagem do RPC é tornar o sistema independente dos sistemas operacionais, redes e protocolos de transporte subjacentes.
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Sistemas de Arquivos Distribuídos
Leitura de dados de um arquivo em NFS (versão 3).
Leitura de dados usando um procedimento composto (versão 4).
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Sistemas de Arquivos Distribuídos
Nomeação
A ideia da nomeação é fornecer aos clientes acesso completamente transpartente a um sistema de arquivos remoto mantido por um servidor.
Permite que um cliente possa montar um sistema de arquivos remoto em seu próprio sistema de arquivos local.
Em vez de montar um sistema de arquivos inteiro, o NFS permite que um cliente monte somente parte de um sistema de arquivos.
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Sistemas de Arquivos Distribuídos
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Sistemas de Arquivos Distribuídos
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Sistemas de Arquivos Distribuídos
Automontagem
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Sistemas de Arquivos Distribuídos
Quando dois ou mais usuários compartilham determinado arquivo ao mesmo tempo torna-se necessário definir claramente a semântica de leitura e escrita para se evitar problemas;
Semântica de Compartilhamento de Arquivos
Semântica Unix
Cada operação realizada sobre um arquivo torna-se instantaneamente visível para a todos os processos.
Semântica de sessão
Nenhuma mudança fica visível aos processos até que o arquivo seja fechado.
Arquivos imutáveis
Não é possível fazer atualizações.
Simplifica o compartilhamento e as atualizações.
Transações
Todas as mudanças possuem a propriedade “ou tudo ou nada”.
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Sistemas de Arquivos Distribuídos
Em um simples processo, quando um read segue um write, o valor retornado pelo read é o valor recém escrito.
Em um sistema distribuído com cache valores obsoletos podem ser retornados.
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Sistemas de Arquivos Distribuídos
Cache
Manter os arquivos mais usados recentemente na memória principal do servidor e/ou do cliente. 
Aumentar o desempenho.
É necessário o uso de algoritmos para gerenciar a cache.
A cache do servidor não tem nenhum efeito sobre a semântica do servidor de arquivos, vista pelos clientes.
A cache de cliente oferece um desempenho maior.
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Sistemas de Arquivos Distribuídos
Cache
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Sistemas de Arquivos Distribuídos
Cache
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Sistemas de Arquivos Distribuídos
Cache
Consistência da cache
Algoritmos para gerência de arquivos na cache do servidor
Write through (escrita direta)
Delayed write (escrita retardada)
Write on close (escrita no fechamento)
Controle Centralizado
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Sistemas de Arquivos Distribuídos
Write through
 Nas operações write, os dados recebidos dos clientes são armazenados na cache no servidor e gravados no disco, antes que uma resposta seja enviada para o cliente;
Delayed write
Quando um bloco tiver sido alterado (por uma requisição de escrita), o novo conteúdo será gravado no disco somente quando o espaço ocupado por este bloco na cache for exigido por outro.
Write on close
Os dados da cache serão gravadas no disco quando uma operação de efetivação (commit) for recebida.
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Sistemas de Arquivos Distribuídos
Replicação
Manter várias cópias de alguns arquivos selecionados, em servidores separados.
Aumento da confiabilidade.
Aumento da disponibilidade.
Divisão da carga de trabalho entre vários servidores (balanceamento de carga).
É necessário o uso de protocolos de atualização.