分布式文件系統(tǒng)
分布式文件系統(tǒng)（Distributed File System）是指文件系統(tǒng)管理的物理存儲資源不一定直接連接在本地節(jié)點上，而是通過計算機網(wǎng)絡與節(jié)點相連。分布式文件系統(tǒng)的設計基于客戶機/服務器模式。一個典型的網(wǎng)絡可能包括多個供多用戶訪問的服務器。另外，對等特性允許一些系統(tǒng)扮演客戶機和服務器的雙重角色。例如，用戶可以“發(fā)表”一個允許其他客戶機訪問的目錄，一旦被訪問，這個目錄對客戶機來說就象使用本地驅動器一樣，下面是三個基本的分布式文件系統(tǒng)。
網(wǎng)絡文件系統(tǒng)
(NFS) 最早由Sun微系統(tǒng)公司作為TCP/IP網(wǎng)上的文件共享系統(tǒng)開發(fā)。Sun公司估計現(xiàn)在大約有超過310萬個系統(tǒng)在運行NFS，大到大型計算機、小至PC機，其中至少有80%的系統(tǒng)是非Sun平臺。
Andrew文件系統(tǒng)
(AFS) 結構與NFS相似，由卡內(nèi)基·梅隆大學信息技術中心(ITC)開發(fā)、現(xiàn)由前ITC職員組成的Transarc公司負責開發(fā)和銷售。AFS較NFS有所增強。
分布式文件系統(tǒng)
(DFS) 是AFS的一個版本，作為開放軟件基金會(OSF)的分布式計算環(huán)境(DCE)中的文件系統(tǒng)部分。
如果文件的訪問僅限于一個用戶，那么分布式文件系統(tǒng)就很容易實現(xiàn)。可惜的是，在許多網(wǎng)絡環(huán)境中這種限制是不現(xiàn)實的，必須采取并發(fā)控制來實現(xiàn)文件的多用戶訪問，表現(xiàn)為如下幾個形式：
只讀共享 任何客戶機只能訪問文件，而不能修改它，這實現(xiàn)起來很簡單。
受控寫操作 采用這種方法，可有多個用戶打開一個文件，但只有一個用戶進行寫修改。而該用戶所作的修改并不一定出現(xiàn)在其它已打開此文件的用戶的屏幕上。
并發(fā)寫操作 這種方法允許多個用戶同時讀寫一個文件。但這需要操作系統(tǒng)作大量的監(jiān)控工作以防止文件重寫，并保證用戶能夠看到最新信息。這種方法即使實現(xiàn)得很好，許多環(huán)境中的處理要求和網(wǎng)絡通信量也可能使它變得不可接受。
NFS和AFS的區(qū)別
NFS和AFS的區(qū)別在于對并發(fā)寫操作的處理方法上。當一個客戶機向服務器請求一個文件(或數(shù)據(jù)庫記錄)，文件被放在客戶工作站的高速緩存中，若另一個用戶也請求同一文件，則它也會被放入那個客戶工作站的高速緩存中。當兩個客戶都對文件進行修改時，從技術上而言就存在著該文件的三個版本(每個客戶機一個，再加上服務器上的一個)。有兩種方法可以在這些版本之間保持同步：
無狀態(tài)系統(tǒng) 在這個系統(tǒng)中，服務器并不保存其客戶機正在緩存的文件的信息。因此，客戶機必須協(xié)同服務器定期檢查是否有其他客戶改變了自己正在緩存的文件。這種方法在大的環(huán)境中會產(chǎn)生額外的LAN通信開銷，但對小型LAN來說，這是一種令人滿意的方法。NFS就是個無狀態(tài)系統(tǒng)。
回呼(Callback)系統(tǒng) 在這種方法中，服務器記錄它的那些客戶機的所作所為，并保留它們正在緩存的文件信息。服務器在一個客戶機改變了一個文件時使用一種叫回叫應答(ca11backpromise)的技術通知其它客戶機。這種方法減少了大量網(wǎng)絡通信。AFS(及OSFDCE的DFS)就是回叫系統(tǒng)。客戶機改變文件時，持有這些文件拷貝的其它客戶機就被回叫并通知這些改變。
無狀態(tài)操作在運行性能上有其長處，但AFS通過保證不會被回叫應答充斥也達到了這一點。方法是在一定時間后取消回叫。客戶機檢查回叫應答中的時間期限以保證回叫應答是當前有效的。回叫應答的另一個有趣的特征是向用戶保證了文件的當前有效性。換句話說，若一個被緩存的文件有一個回叫應答，則客戶機就認為文件是當前有效的，除非服務器呼叫指出服務器上的該文件已改變了。
Network File System
(NFS)網(wǎng)絡文件系統(tǒng)
NFS是個分布式的客戶機/服務器文件系統(tǒng)。NFS的實質在于用戶間計算機的共享。用戶可以聯(lián)結到共享計算機并象訪問本地硬盤一樣訪問共享計算機上的文件。管理員可以建立遠程系統(tǒng)上文件的訪問，以至于用戶感覺不到他們是在訪問遠程文件。
NFS是個到處可用和廣泛實現(xiàn)的開放式系統(tǒng)。
NFS最初的設計目標
允許用戶象訪問本地文件一樣訪問其他系統(tǒng)上的文件。提供對無盤工作站的支持以降低網(wǎng)絡開銷。
簡化應用程序對遠程文件的訪問使得不需要因訪問這些文件而調(diào)用特殊的過程。
使用一次一個服務請求以使系統(tǒng)能從已崩潰的服務器或工作站上恢復。
采用安全措施保護文件免遭偷竊與破壞。
使NFS協(xié)議可移植和簡單，以便它們能在許多不同計算機上實現(xiàn)，包括低檔的PC機。
大型計算機、小型計算機和文件服務器運行NFS時，都為多個用戶提供了一個文件存儲區(qū)。工作站只需要運行TCP/IP協(xié)議來訪問這些系統(tǒng)和位于NFS存儲區(qū)內(nèi)的文件。工作站上的NFS通常由TCP/IP軟件支持。對DOS用戶，一個遠程NFS文件存儲區(qū)看起來是另一個磁盤驅動器盤符。對Macintosh用戶，遠程NFS文件存儲區(qū)就是一個圖標。
NFS的客戶機和服務器部分的功能
服務器目錄共享 服務器廣播或通知正在共享的目錄，一個共享目錄通常叫做出版或出口目錄。有關共享目錄和誰可訪問它們的信息放在一個文件中，由操作系統(tǒng)啟動時讀取。
客戶機訪問 在共享目錄上建立一種鏈接和訪問文件的過程叫做裝聯(lián)(mounting)，用戶將網(wǎng)絡用作一條通信鏈路來訪問遠程文件系統(tǒng)。
NFS的一個重要組成是虛擬文件系統(tǒng)(VFS)，它是應用程序與低層文件系統(tǒng)間的接口。
VFS提供的一些操作
- close文件關閉操作
- create 文件生成操作
- fsync將改變保存到文件中
- getattr 取文件屬性
- link 用另一個名字訪問一個文件
- lookup 讀目錄項
- mkdir建立新目錄
- open 文件打開操作
- rdwr 文件讀寫操作
- remove 刪除一個文件
- rename 文件改名
- rmdir刪除一目錄
- setattr 設置文件屬性
Andrew File System(AFS)Andrew文件系統(tǒng)(AFS)
AFS是專門為在大型分布式環(huán)境中提供可靠的文件服務而設計的。它通過基于單元的結構生成一種可管理的分布式環(huán)境。一個單元是某個獨立區(qū)域中文件服務器和客戶機系統(tǒng)的集合，這個獨立區(qū)域由特定的機構管理。通常代表一個組織的計算資源。用戶可以和同一單元中其他用戶方便地共享信息，他們也可以和其他單元內(nèi)的用戶共享信息，這取決于那些單元中的機構所授予的訪問權限。
AFS服務器運行進程
文件服務器進程 這個進程響應客戶工作站對文件服務的請求，維護目錄結構，監(jiān)控文件和目錄狀態(tài)信息，檢查用戶的訪問。
基本監(jiān)察(BOS)服務器進程 這個進程運行于有BOS設定的服務器。它監(jiān)控和管理運行其他服務的進程并可自動重啟服務器進程，而不需人工幫助。
卷宗服務器進程 此進程處理與卷宗有關的文件系統(tǒng)操作，如卷宗生成、移動、復制、備份和恢復。
卷宗定位服務器進程 該進程提供了對文件卷宗的位置透明性。即使卷宗被移動了，用戶也能訪問它而不需要知道卷宗移動了。
鑒別服務器進程 此進程通過授權和相互鑒別提供網(wǎng)絡安全性。用一個“鑒別服務器”維護一個存有口令和加密密鑰的鑒別數(shù)據(jù)庫，此系統(tǒng)是基于Kerberos的。
保護服務器進程 此進程基于一個保護數(shù)據(jù)庫中的訪問信息，使用戶和組獲得對文件服務的訪問權。
更新服務器進程 此進程將AFS的更新和任何配置文件傳播到所有AFS服務器。
AFS還配有一套用于差錯處理，系統(tǒng)備份和AFS分布式文件系統(tǒng)管理的實用工具程序。例如，SCOUT定期探查和收集AFS文件服務器的信息。信息在給定格式的屏幕上提供給管理員。設置多種閾值向管理者報告一些將發(fā)生的問題，如磁盤空間將用完等。另一個工具是USS，可創(chuàng)建基于帶有字段常量模板的用戶帳戶。Ubik提供數(shù)據(jù)庫復制和同步服務。一個復制的數(shù)據(jù)庫是一個其信息放于多個位置的系統(tǒng)以便于本地用戶更方便地訪問這些數(shù)據(jù)信息。同步機制保證所有數(shù)據(jù)庫的信息是一致的。
