Что такое проектируемая файловая система Windows?

В последних сборках Windows 10 в бета-версии появилась новая функция, называемая Windows Projected File System. Я не могу найти в Google никакой информации, кроме API-интерфейсов программирования, которые не имеют смысла для меня.

Что это такое, и на каких пользователей он будет нацелен?

Проецируемая файловая система, также известная как ProjFS, — это функция, похожая на FUSE в Linux (или Dokan & WinFSP). Это позволяет приложениям создавать виртуальные файловые системы, которые кажутся неотличимыми от локальных папок, но все их содержимое генерируется программой «вживую». (Другими словами, вы видите проекции файлов, которых там может не быть.)

Основное использование ProjFS — Microsoft Git Virtual File System , дополнение к инструменту управления версиями Git, направленное на повышение его производительности и уменьшение использования дискового пространства при работе с массивными репозиториями. (Git был создан для репозиториев, содержащих только десятки тысяч файлов, таких как Linux.git; но Microsoft начала использовать его внутри для исходного хранилища Windows, которое на несколько порядков больше).

В настоящее время ProjFS, похоже, не документирована публично, но я ожидаю, что рано или поздно сторонние разработчики выяснят, как использовать его в качестве альтернативы FUSE для реализации таких виртуальных файловых систем, как sshfs , ftpfs и так далее.

Примечание: Pro J ected Файловая система не имеет ничего общего с Windows File Pro т перегиба.

Как отмечено в комментариях, документация теперь доступна для этой функции.

Что такое система проецируемых файлов Windows?

в последних сборках Windows 10, есть новая функция, в бета-версии, называется Windows Projected файловой системы. Я не могу найти никакой информации о Google, кроме программирования API, которые не имеют смысла для меня.

что это такое и на каких пользователей он будет нацелен?

1 ответов

проецируемая файловая система aka ProjFS — это функция, подобная FUSE в Linux (или Dokan & WinFSP). Это позволяет приложениям создавать виртуальные файловые системы, которые кажутся неотличимыми от локальных папок, но все их содержимое генерируется «живой» программой. (Другими словами, вы видите проекции файлов, которых может не быть.)

основное использование ProjFS является Microsoft»Git Виртуальная Файловая Система», аддон к версии Git инструмент управления, направленный на повышение производительности и сокращение использования дискового пространства при работе с огромные репозитории. (Git был создан для репозиториев, содержащих десятки тысяч файлов, таких как Linux.git; но Microsoft начала использовать его внутри для репозитория исходного кода Windows, который на несколько порядков больше.)

В настоящее время ProjFS, похоже, не публично документирован, но я ожидаю, что рано или поздно сторонние разработчики будут выясните, как использовать его в качестве альтернативы FUSE для реализации таких виртуальных файловых систем, как sshfs,ftpfs и так далее.

Примечание: Proj ected файловая система не имеет ничего общего с Windows File Protection.

Распределенные файловые системы. Технологический обзор. Продуктовый обзор

Файловая система (file system) — это способ организации, хранения и именования данных на носителях информации в компьютерах. Файловые системы используются также в другом электронном оборудовании: в цифровых фотоаппаратах и диктофонах, в мобильных телефонах, и т. п.

Распределенные файловые системы (distributed file system) работают сразу на многих компьютерах (серверах) с репликацией для защиты от сбоев. Иногда «распределенными» также называют сетевые файловые системы, тем самым показывая, что распределенные файловые системы имеют больше возможностей, чем обычная передача данных по сети. Носители СХД, связанные с распределенными файловыми системами, могут (и даже должны) быть распределены между многими компьютерными системами.

Определения

Существует также понятие «кластерная файловая система». Различия между всеми этими терминами (сетевая, распределенная, кластерная) немного расплывчаты. Поэтому сначала нужно определить, что такое сетевая, кластерная и распределенная система.

• Сетевая система (Network) содержит один сервер или его аналог в любом виде, в т. ч. виртуальном, с обслуживающимися им компьютерами в локальной сети.
• Кластерная система (Cluster) содержит несколько серверов в общей сети.
• Распределенная система (Distributed) содержит несколько серверов, объединенных по глобальной сети WAN (Wide area Network).

С таким определением, например, NFSv3 можно отнести к сетевой файловой системе (network file system). GFS2 – это кластерная файловая система. GlusterFS – это распределенная файловая система. NFSv4, в свою очередь, это некий гибрид между сетевой файловой системой, но с поддержкой нескольких серверов, внедренных в нее.

Сумятицу иногда вносит то, что иногда вкладывается разный смысл в понятие «распределенный» (distributed). Здесь надо понимать, что «распределенность» должна присутствовать не только между серверами (тогда это кластер) в локальной сети, но также и между местоположениями этих серверов в глобальной сети (WAN), со всеми присущими ей особенностями. А именно: большими задержками и низкой надежностью соединений.

• Распределенные файловые системы

Распределенные (в таком определении) файловые системы состоят из нескольких географически разнесенных серверов, соединенных по модели sharing nothing, где каждый активный сервер имеет собственную СХД. Кроме того, распределенные файловые системы делятся на два типа: параллельные системы (Parallel file systems) и полностью параллельные файловые системы (Fully parallel file systems).

• Параллельные файловые системы

Так называются системы, которые предоставляют параллельный доступ к их серверам хранения для каждого клиента. Это позволяет устранить «узкие места» одного сервера по всем параметрам: IOPS, полоса, ограничения вычислительной способности процессора и кэш-памяти. Такие системы используются в высокопроизводительных компьютерных системах и бизнес-приложениях, например, в информационных системах фондовых бирж, Примеры: pNFS, Lustre.

Сравнение между сетевой и распределенной файловой системой на примере Lustre (источник: https://www.atipa.com/lustre-parallel-storage)

• Полностью параллельные файловые системы

Полностью параллельными такие системы называются в том случае, когда не только данные, но и метаданные (различные индексы и пр.), также распределяются параллельно между всеми клиентами. Примеры таких систем – OrangeFS и Ceph.

Соотношения между сетевыми системами (Network), кластерными системами (Cluster), распределенными (Distributed), а также параллельными (Parallel) и полностью параллельными системами (Fully parallel) могут быть представлены следующим образом.

Соотношения между видами и типами распределенных (distributed file system) файловых систем (источник: lvee.org/en/abstracts/33)

С какой целью создавались распределенные файловые системы и какие задачи они решают

Во-первых, как уже указывалось, они нужны для защиты от сбоев и облегчения масштабирования СХД. Большое значение имеет API (Application Programming Interface), который они обеспечивают. Это значит, что каждое приложение, скрипт или библиотека стандартных подпрограмм, написанные в течение последних нескольких десятков лет, могут использовать распределенную файловую систему без коррекций их кода, без процедур импорта и экспорта данных. Даже такие решения, как SQL, не могут сравниться с универсальностью и простотой API распределенных файловых систем.

Во-вторых, распределенные файловые системы стали настолько популярными, что, используя их, мы иногда этого и не замечаем. Например, стриминг фильмов с сайта популярных видеохостингов (того же YouTube) почти всегда делается через распределенные файловые системы.

При производстве анимационных фильмов модели сцен и рендерные части в процессе производства почти всегда централизованно хранятся в распределенной файловой системе.

Виртуальные «блочные устройства» в облаке на самом деле часто являются файлами в распределенной файловой системе.

Системы распределенных вычислений в крупных научных лабораториях, таких как ЦЕРН, часто состоящие из более чем 100 тысяч процессоров, используют распределенные файловые системы для хранения данных экспериментов и результатов их обработки.

Можно сказать, что распределенные файловые системы – это то, как сегодня хранятся большинство данных, особенно «неструктурированных», которые используются при анализе «больших данных» (Big Data). Без этих систем провайдерам было бы очень сложно предоставлять различные онлайновые и медиауслуги.

Как пример можно было бы привести неудачу широко рекламировавшейся в свое время услуги «интернет-телевидения» (IPTV). Для того, чтобы ей воспользоваться, нужно было провести ряд сетевых настроек, которые любому IT-шнику могут показаться элементарными (например, «маска подсети» и пр.), но для простого обывателя они являлись отпугивающим фактором, несмотря на возможность смотреть «100 фильмов за 100 рублей в месяц». В результате эта услуга, что называется, «не пошла». Распределенные файловые системы с удобным интерфейсом как раз и помогают решить эти проблемы. Пример – любой популярный видеохостинг, либо пакет онлайн-телевидения от интернет-провайдера (например, «ОнЛайм» от Ростелекома).

Для различных предприятий и организаций распределенные файловые системы помогут решить проблемы управления данными и снизить стоимость хранения данных.

Распределенные файловые системы – кто они?

Учитывая сказанное выше об определениях, к распределенным файловым системам различные источники относят много систем, причем разные источники могут давать разные непересекающиеся списки. Ниже приведен неполный список из разных источников.

Продуктовый обзор

ZFS, IBM GPFS (Spectrum Scale), Ceph, Lustre

Файловая система ZFS была разработана в 2001 году в компании Sun Microsystems, приобретенной компанией Oracle в 2010 году. Аббревиатура ZFS означала «Zettabyte File System» (файловая система для объемов зеттабайт). Однако в настоящее время ZFS может хранить данные много большего объема.

Эта система проектировалась с очень большим запасом по параметрам, на основе совершенно справедливого прогноза огромного роста данных, подлежащих хранению в распределенных системах в будущем.

ZFS от Oracle и открытая система OpenZFS пошли разными путями, с тех пор, как Oracle закрыл проект OpenSolaris. OpenZFS — это общий проект, объединяющий разработчиков и компаний, которые используют файловую систему ZFS и работают над ее совершенствованием, чтобы сделать ZFS более широко используемым продуктом с открытым исходным кодом.

Некоторые теоретические пределы параметров, заложенные при проектировании ZFS:

• 248 — количество снимков (snapshot) в любой файловой системе (2 × 1014);
• 248 — количество файлов в любой индивидуальной файловой системе (2 × 1014);
• 256 зеттабайт (1021 байт) — максимальный размер файловой системы;
• 16 эксабайт (264 байт) — максимальный размер одного файла;
• 16 эксабайт (264 байт) — максимальный размер любого атрибута;
• 3 × 1023 петабайт — максимальный размер любого пула хранения (zpool);
• 256 — количество атрибутов файла (фактически ограничивается 248 на количество файлов в файловой системе ZFS);
• 256 — количество файлов в каталоге (ограничено количеством файлов в файловой системе ZFS: 248);
• 264 — количество устройств в любом пуле;
• 264 — количество пулов в системе;
• 264 — число файловых систем в одном пуле;
• 255 байт — максимальная длина имени файла (не полного имени, а относительно родительской папки);
• 255 байт — максимальная длина полного имени хранилища данных (файловой системы, тома, снимка, общего ресурса и т. д.).

Функции ZFS

ZFS обладает рядом полезных функций:

• Разделение СХД на пулы (Pooled storage);
• Копирование при записи (Copy-on-write);
• Снапшоты (Snapshots) системы;
• Верификация целостности данных и автоматическое исправление данных;
• Собственная технология резевирования RAID-Z;
• Автоматическая замена на запасной диск (Hot spare);
• Максимальный размер файла 16 эксабайт;
• Объем хранения 256 квадриллионов зеттабайт.

Хранение в пулах (Pooled storage)

В отличие от большинства файловых систем, ZFS объединяет функции файловой системы и менеджера томов (volume manager). Это означает, что ZFS может создавать файловую систему, которая будет простираться по многим группам накопителей ZVOL или пулам. Более того, можно добавлять емкость в пул простым добавлением нового накопителя. ZFS сама выполнит партицию и форматирование нового накопителя.

Пулы хранения в ZFS

В пулах можно легко создавать файловые системы (области хранения данных) для каждого приложения и предмета использования.

Копирование при записи (Copy-on-write)

В большинстве файловых систем при перезаписи данных на то же физическое место носителя ранее записанные там данные теряются навсегда. В ZFS новая информация пишется в новый блок. После окончания записи метаданные в файловой системе обновляются, указывая на местоположение нового блока. При этом, если в процессе записи информации с системой что-то происходит, старые данные будут сохранены. Это означает, что не нужно запускать проверку системы после аварии.

Снапшоты (Snapshots)

Copy-on-write закладывает основу для другой функции ZFS: моментальных снимков системы (снапшотов). ZFS использует для отслеживания изменений в системе.

Снапшот содержит оригинальную версию файловой системы, и в «живой» файловой системе присутствуют только изменения, которые были сделаны с момента последнего снапшота. Никакого дополнительного пространства не используется. Когда новые данные записываются в «живую» систему, выделяются новые блоки для сохранения этих данных.

Если файл удаляется, то ссылка на него в снапшоте тоже удаляется. Поэтому снапшоты в основном предназначены для отслеживания изменений в файлах, а не для добавления или создания файлов.

Снапшоты могут устанавливаться в режим read-only (только чтение), чтобы восстановить прежнюю версию файла. Также можно сделать откат «живой» системы на предыдущий снапшот. При этом будут потеряны только те изменения, которые были сделаны после момента этого снапшота.

Верификация целостности данных и автоматическое восстановление данных

При любой записи данных в ZFS создается контрольная сумма (checksum). При считывании данных, происходит сверка с этой контрольной суммой. Если проверка показывает расхождение с контрольной суммой, то ZFS устраняет ошибку считывания.

В традиционных файловых системах данные не могут быть восстановлены, если повреждение данных затрагивает область контрольной суммы. В ZFS данные и контрольная сумма физически разделены и данные могут быть восстановлены из блока высокого уровня.

Верификация целостности и автоматическое восстановление данных в ZFS

RAID-Z

ZFS может создавать RAID-массивы без необходимости использования дополнительного программного или аппаратного обеспечения. Поэтому неудивительно, что ZFS имеет собственный вариант RAID: RAID-Z.

RAID-Z представляет собой вариант RAID-5, котором предусмотрены средства преодоления ошибки write hole error, присущей RAID-5, когда данные и информация о паритете становятся не соответствующими друг другу после случайного перезапуска системы.

RAID-Z имеет три уровня: RAID-Z1, в котором нужно по крайней мере два диска для хранения и один для паритета; RAID-Z2, который требует по крайней мере двух дисков для хранения и двух для паритета; RAID-Z3 требует по крайней мере двух дисков для хранения и трех для паритета.

Добавление дисков в пул RAID-Z делается попарно.

Автоматическая замена на запасной диск (Hot spare)

В пуле хранения, сконфигурированном с запасным диском, отказавший диск автоматически заменяется запасным.

Автоматическая замена дисков при отказе

Один и тот же диск может быть запасным для нескольких пулов сразу.

При создании ZFS преследовалась цель сделать их «последним словом» в файловых системах. Во времена, когда большинство файловых систем были 64-битными, создатели ZFS решили, что лучше сразу заложить адресное пространство на 128 бит для будущего развития. Это означает, что ZFS имеет емкость в 16 миллиардов раз большую емкость, чем 32- или 64-битные системы. Создатель ZFS Джефф Бонвик (Jeff Bonwick), характеризуя величину этой емкости, сказал, что система в полной конфигурации с такой емкостью потребует для электропитания энергию, достаточную, чтобы вскипятить все океаны в мире.

IBM Spectrum Scale

Объем создаваемых, хранимых и анализируемых данных в мире возрастает экспоненциально. Часто требуется анализировать информацию быстрее конкурентов, причем в условиях роста собственной IT-инфраструктуры.

Файловая система в СХД организации должна поддерживать как большие данные (Big Data), так и традиционные приложения. IBM Spectrum Scale™ решает широкий спектр задач, и представляет собой высокопроизводительное решение для управления данными со встроенными функциями архивирования и аналитики.

IBM Spectrum Scale – это универсальная программно-конфигурируемая система хранения корпоративного класса, которая работает со многими типами носителей и автоматически переводит данные с уровня на уровень в зависимости от частоты их использования, обеспечивая отказоустойчивость, масштабируемость и управляемость.

Это решение, созданное на основе файловой системы IBM General Parallel File System (GPFS), способно масштабировать емкость и производительность для аналитических систем, репозиториев контента и других задач.

Когнитивные механизмы IBM умеют распределять данные среди различных устройств хранения, тем самым оптимизируя использование доступной емкости, упрощая администрирование и обеспечивая высокую производительность. IBM Spectrum Scale поддерживает глобального пространства имен с универсальным доступом, которое объединяет современные средства для работы с файлами, размещенных в сетевых файловых системах (NFS), блочные хранилища и серверы со встроенными хранилищами данных большого объема. Файловая система IBM Spectrum Scale может использоваться для работы с файлами (POSIX, NFS, CIFS), объектами (S3, SWIFT) и распределенной файловой системой Hadoop (HDFS) при решении задач анализа больших данных на месте хранения.

Задачи и возможности IBM Spectrum Scale.

Свойства IBM Spectrum Scale

Хорошая масштабируемость, которая позволяет обеспечивать максимальную пропускную способность и минимальные задержки при доступе.

Аналитика с учетом данных, позволяющая автоматически переносить данные на оптимальный уровень хранения (флеш, диск, кластер, лента), что позволяет до 90 % снизить расходы на архивирование данных.

Автоматическое размещение данных по уровням в файловой системе IBM Spectrum Scale

Распределенность, то есть возможность доступа к данным из любого места, ускоряет работу приложений по всему миру, за счет технологии распределенного кэширования и активного управления файлами.

Безопасность данных, технологии идентификация, шифрования, защиты Erasure Coding и репликации позволяют достичь соответствия регулятивным требованиям.

Универсальность, единое решение для управления масштабируемым хранилищем данных, обеспечивающее унификацию виртуализации, поддержки аналитических сред, обработки файлов и объектов.

Прозрачные политики хранения делают возможным сжатие и многоуровневое хранение данных на ленточных накопителях или в облаке, с целью сокращения расходов. Размещение данных с учетом места их использования уменьшает задержки и увеличивает производительность работы с данными.

Интеллектуальное кэширование данных, технология Active File Management (AFM) распространяет глобальное пространство имен Spectrum Scale за пределы географических границ, обеспечивая высокую производительность при чтении и записи данных и автоматическое управление пространством имен. Данные записываются или изменяются локально и в других местах эти данные получают с минимальной задержкой.

Графический интерфейс IBM Spectrum Scale GUI обеспечивает простое администрирование объемов данных уровня петабайт различных типов: файловых, объектных или блочных.

IBM Spectrum Scale – это хорошо зарекомендовавшее себя масштабируемое решение по администрированию данных, которое ранее называлось GPFS (General Parallel File System). Начиная с версии 4.1, это решение называется Spectrum Scale. Однако версии до 4.1 будут поддерживаться под старым названием GPFS.

Основные характеристики

• Практически неограниченный объем хранения данных до нескольких йоттабайт и до девяти квинтиллионов файлов.
• Высокая производительность более 400 ГБ/с, и одновременный доступ к общим наборам данных из нескольких доменов пользователей.
• Программно-конфигурируемая СХД, которая позволяет:
  • масштабирование на относительно недорогом коммерчески доступном оборудовании COTS (Commercial Of The Shelf), при обеспечении возможностей управления хранением данных с их высокой доступностью;
  • использование любых комбинаций носителей: флеш-накопителей, дисков и лент;
  • использование различных моделей кластеров, которые включает SAN (storage area networks), Network Shared Disk и кластеры Shared Nothing;
  • добавление емкости без влияния на работу запущенных приложений.
• Интегрированное средство управления жизненным циклом информации ILM (information lifecycle management) автоматически перемещает данные в соответствии с установленными политиками хранения. Это помогает значительно снизить операционные затраты.
• Глобальный доступ к данным независимо от географического местоположения и наличия ненадежных соединений через глобальную сеть WAN (Wide Area Network).
• Доказанная надежность использования для наиболее распространенных коммерческих приложений.
• Защита данных от большинства уязвимостей систем безопасности, неавторизованного доступа или потери, кражи или неправильной утилизации, за счет встроенного шифрования и безопасного стирания.

Применения

Spectrum Scale используется уже более 15 лет во многих отраслях экономики во всем мире, и в таких областях, требовательных к объему и производительности обработки данных, как:

• Инженерный дизайн;
• Медиа и СМИ (радио и ТВ, контент-провайдеры);
• Нефтегаз: обработка и аналитика данных сейсморазведки;
• Умные города: видеонаблюдение и видеоаналитика;
• Автомобили: краштесты, системы помощи водителю и беспилотные автомобили;
• Оборона и авиация (запись полетных данных);
• Архивация спутниковых изображений;
• Телеком: хранение данных вызовов CDR (Call detail records);
• Банкинг и финансовый сектор: отчетность, обработка чековых данных;
• Бизнес-аналитика (Business intelligence);
• Поиск и сопоставление нужной информации в массивах данных (Data mining);
• Научные исследования;
• Когнитивные приложения интернета вещей, такие как IBM Watson™.

Функциональные возможности

• Увеличение эффективности использования ресурсов за счет объединения в пулы изолированных ранее ресурсов.
• Интеллектуальное использование ресурсов и автоматизация администрирования СХД снижает стоимость хранения и повышает операционную эффективность, возможности автоматизации политик уровневого хранения.
• Разнообразные возможности конфигурации для оптимизации производительности, гибкости и надежности, устранения отказов типа single point-of-failure, а также автоматизации операций для быстрой замены отказавшего диска или устранения сбоя сервера.
• Катастрофоустойчивость за счет возможности работы на множестве распределенных сайтов, подключенных к локальному кластеру Spectrum Scale (Disaster Recovery).
• Кросс-платформенное решение, которое может работать на многих операционных системах. Кластеры Spectrum Scale можно создавать на узлах AIX, Linux и Windows server, причем в одной системе могут работать все три ОС (а также на IBM System Z®).
• Оперативность реакции на события и появление новых требований, быстрое развертывание необходимых ресурсов.

Основные компоненты системы

• Кластер (Cluster). Кластер состоит из нескольких узлов, а также общих сетевых дисков NSD (network shared disks). Он может быть сконфигурирован в серверном репозитории (конфигурационной базе данных), где хранятся файлы конфигурации кластера. При конфигурации кластеру должен быть назначен первичный и вторичный сервер. Начиная с версии 4.1, используется новый тип репозитория, который называется «конфигурационный репозиторий кластера» CCR (Cluster Configuration Repository). Здесь автоматически поддерживаются конфигурационные файлы для всех узлов.
• Узел (Node). Узел – это любой сервер, на котором установлено ПО Spectrum Scale, с прямым или сетевым доступом к другому узлу. В зависимости от типа доступа, каждый узел может иметь различную роль внутри кластера.
• Менеджер кластера (Cluster manager). Узел менеджера кластера отвечает за правильность операций на всех узлах и всего узла в целом. Он выполняет следующие задачи:
  • Мониторинг выделения дисков
  • Обнаружение ошибок и восстановление при отказе узла внутри кластера
  • Определение кворума узлов и разрешение на старт домену Spectrum Scale и продолжение использования файловой системы
  • Обработка информации о конфигурации и информирование узлов в удаленных кластерах об изменениях конфигурации
  • Выбор узла для менеджера файловой системы.
• Менеджер файловой системы (File system manager). Этот менеджер поддерживает информацию о доступности дисков в файловой системе. В большом кластере для менеджера файловой системы может понадобиться отдельный узел. Менеджер файловой системы выполняет следующие функции:
  • Управляет конфигурацией файловой системы;
  • Управляет выделением дискового пространства;
  • Управляет конфигурациями квот;
  • Поддерживает сервисы безопасности.
• Общий сетевой диск (NSD, Network shared disk). Используется для глобального пространства имен и доступа к данным кластера. Если все узлы не имеют прямого подключения к дискам (например, в среде SAN), то NSD должен быть определен как первичный сервер, причем рекомендуется, чтобы вторичный сервер тоже был определен. Затем ввод-вывод производится через сетевое подключение сервера NSD, который выполняет ввод-вывод от имени запрашивающего узла. Даже если все NSD подключены к дискам, рекомендуется определять серверы NSD, чтобы в случае потери доступа первичного сервера к физическим дискам существовал запасной маршрут.
• Пул накопителей (Storage pool). Это комплект NSD, использующихся для партиции пространства хранения, по принципу общих параметров, таких как производительность, доступность в местной сети и надежность. Использование пулов накопителей в Spectrum Scale позволяет группировать устройства хранения по параметрам производительности, локальности или надежности внутри файловой системы.
• Блок (Block). Блок – это наибольший элемент для операций ввода-вывода и выделения дискового пространства в файловой системе Spectrum Scale. Размер блока указывается при создании файловой системы и определяет полосу пропускания при распределении данных по дискам. Spectrum Scale поддерживает размер блока от 16 Кбайт до 16 Мбайт. По умолчанию размер блока составляет 256 Кбайт в предыдущей версии GPFS и 64 Кбайт при использовании Spectrum Scale в версии 4.1.0.4. Spectrum Scale допускает различные размеры блоков для метаданных и самих данных, если диски для данных и метаданных разделены.
• Чанк (Chunk). Термин «чанк» относится к функции оптимизации размещения файла File Placement Optimizer (FPO) файловой системы Spectrum Scale. Чанк – это логическая группа блоков, которая ведет себя как один большой блок. Множитель блоков в группе (block group factor) используется FPпри определении числа блоков, образующих чанки на дисках, присоединенных к узлу. Затем чанк предписывается всем доступным дискам внутри узла. Размер чанка определяется умножением размера блока на множитель блоков группы. Этот множитель может лежать в пределах от 1 до 1024. Значение множителя по умолчанию равно 1, с целью совместимости со стандартными файловыми системами Spectrum Scale. Установка размера блока в 1 МБ и множителя блоков группы в 128 дает в результате размер чанка 128 МБ.
• Группа отказа (Failure group). Группа отказа – это набор дисков, образующих общую точку отказа (common point of failure). То есть любой отказ в такой группе дисков может вызвать одновременную недоступность их всех. При создании многочисленных реплик определенного блока Spectrum Scale использует информацию о группах отказов, чтобы обеспечить то, что никакие две парные реплики блоков данных не будут размещаться в одной и той же группе отказа. Группа отказа может быть определена как набор до трех чисел, разделенных запятыми, которая дает возможность определить топологию группы.
• Мета-узел (Metanode). Узел, обрабатывающий метаданные, которые также называются «модификациями блока директории» (directory block updates).
• Метаданные (Metadata). Содержит информацию о конфигурации определенного кластера и данные, не относящиеся к пользователю (non-user data).
• Узел приложений (Application node). Монтирует файловую систему Spectrum Scale и запускает пользовательские приложения, получающие доступ к файловой системе.
• Кворумный узел (Quorum nodes). Это узлы, поддерживающие активность кластера Spectrum Scale. Есть два типа узлов кворума кластера:
  • Node quorum, где кластер поддерживается рабочим, когда доступны большинство узлов кворума.
  • Node quorum with tiebreaker disks, где кластеры активны при хотя бы одном кворумном узле и он имеет доступ к дискам, которые определены как tiebreaker disks.

Три NSD, определенные как диски tiebreaker disk для кворумных узлов (источник: IBM)

• Топология кластера. Топологию IBM Spectrum Scale можно гибко конфигурировать под различные решения для пользователя. Четыре основных типовых конфигурации Spectrum Scale, используемых в зависимости от местоположения приложений на узлах кластера:
  • Приложения, работающие только на NSD клиентов Spectrum Scale
  • Приложения, работающие на узлах с СХД с прямым подключением
  • Приложения, работающие на серверах с подключенными NSD
  • Приложения, работающие на кластере FP(File Placement Optimizer)

Три редакции Spectrum Scale

Есть три разных редакции (Edition) Spectrum Scale: