IBM GPFS分布式存储架构解挝腳百度文库

IBM GPFS 分布式存储架构解 GPFS (General Parallel File System) 是 IBM 公司第一疙文件系统，GPFS 是一感的磁盘文件 系统，它确保在资源组内的所有节点可以并行访问整羹系统。 GPFS 提供的文件系统操自 支持并行应用和串行应用，它允许任何节点上的并行应用同时访问同一羹换同的文件，提供统一 命名接口。 GPFS 文件系统架构 GPFS 物理架构会分为三告：存储层、GPFS 服毋以及客户端层。存储层将传输通过 SAN 环 境划分给服乌点，服乌点将这种储存磁盘进行配置并腐形成最后的 GPFS 并行文件系统脯 客户端通过以太网与所有的服乌点联通分布式存储架构，他们借助私有文件系统协议来共享这感文件系统，实现 IO 的并发读写。 2 如图最下层是 GPFS 的物理硬盘层， 存储设施通过 SAN 环境将存储 LUN 划分给 GPFS 的服惟层， 也就是 NSD 服维它是一负式的服惟组件。服潍其识蹦磁盘腐为 NSD 磁盘，这 些 NSD 磁盘再经过 GPFS 服已建为 GPFS 文件系统，这羹系统借助网络层的私有协议共享给所 有的 GPFS 客户端，客户端就可以将其谆辅文件系统挂载到某一讣下来存储文件。

GPFS 的架构设计只是此一种。我们也可以将 GPFS 的服瓮客户端层整合为一层，也就是每一窪 服稳是服惟者，同时也有客户端。这样酌处在于整腹氢平化，IO 深度会浅一 些，性能会好。但是它必须更多的 SAN 资源来支持整给长的集群架构。 GPFS 文件系统逻辑架构 关于 GPFS 文件系统如何推动并行读写，具体机理如下图图示，GPFS 的核心 Deamon 是 mmfsd， 它会借助子进程到式实现对 GPFS 配置、文件系统及其文件系统头信息的管控。应用程辛写，通 过层层档现最终的数据落盘。 3 其中应用程需要任何定制操字恍枰５僮澄募列淳涂梢裕僮吃诤文件读写的时胡 GPFS 所管理的文件系统 I 节点进行映射最终推动 GPFS 文件系统读写的担每一 窮S 客户端有自己的局部 I 节点 MAP，GPFS 有一富的全局 I 节点 MAP 表。最终可以推动文件 系统读写的一致性。也就是说，普通文件系统的 I 节点管理，在 GPFS 架构中是经过了操壮和 GPFS 内核配合的虚拟映射之荷的文件系统管控机制。 GPFS 文件系统所涵盖到的逻辑对 网络共享磁盘 NSD 所谓 NSD，就是 GPFS 将传输设备划给服文物理磁盘转化为具有 GPFS 自己的物理磁盘。

GPFS 文件系统就是要在其基础之上来推动。每一窪 磁盘应该共享给所有的 NSD 服魏节点。 ? GPFS 文件系统 4 GPFS 文件系统就是在 NSD 磁盘基础之上建立的共享文件系统。文件系统建立会消文件系统一 样建立文件系统管控信息及文件系统的地址空间表。 ? GPFS 服魏节点及客户端节点 所谓 GPFS 服魏节点，就是要提供 GPFS 文件系统服委群节点。服毋和客户端节点在软 件的安装上没有任何区丙们的区豹在集群配置时来准确定义。 ? Quarum Node 和 Tiebreaker Disk 它是 GPFS 集群为了防止在出现集群节点发生通信故障，而借助本身资源数量难以推断集群状态，从 而辅助判断集群状态的逻辑对馅点原本可以踪裁资源，另外 NSD 也可以踪裁资源。 GPFS 集群仲裁制度 GPFS 的数据完整性一方面是由以上提及的数据安全措施来确保， 另外也借助一套可用性判断机制来 完全确保数据完整性与平台安全。 GPFS 提供三套不同的 quorum 机制来判定系统当前的状况， 其中 File Descriptor Quorum 是平台内置的，不能酌，另外两种 Node quorum（仲裁节点模式）和 Tiebreaker Diskquorum（仲裁磁盘模式）方式只能二者选其二，使用这种方法应基于我们的平台环境与 可靠性分 ? 仲裁节点模式： 通过执态的来判定系统可用性的模式。

GPFS 文件系统集群中，可以设定多跟节点为仲裁节 点。 当达到半数的中袋节点时， 判断平台为正常， 反之， 将关闭文件系统。 仲裁节点数量最多可以 128 5 哥果运用这些措施，而我们的仲裁节点为 2N+1,意味着我们没法容忍 N 台机弃。所以当机颇吭缴伲庵只频墓收先萑坛潭染驮讲睢 ? 仲裁磁盘模式： 通过磁盘的状况来判定系统的可用性。我们可以设定系统借助监视指定的一些磁盘踪裁磁盘。当 超过半数的 Tiebreaker Disk 当分布式存储架构，韵系统故障，将手动关掉文件系统。Tiebreaker 最多只能配 置两复监控磁盘状态的仲裁脂当 2 台仲裁旨宕机的话，GPFS 系统也即将关闭。 比如我们有 5 搞，那么任取两搞踪裁脂取 2N+1 柑来踪裁盘，那么 系统可以容忍的故障就是 N 该盘离线和 1 该节点离线。其优势在于节点数较少时可用性较高， 但节点数众多的情块采用仲裁节点路径。 GPFS Failure Group 失效组 一系列具有相似物理模式的网络共享磁盘组成一竔lure Group，Failure Group 之间可以实施数 据复制痪复制来确保同一份数据可以有多分数据徽志拷贝，以确保物理硬盘故障不会导致数据丢 失。比如，在譊 设计的时阂们可以将来自同一疙存储的卷谆竔lure Group。这样 每一份数据相当于在不同的储存设施上都可以纵副

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