* Accesso ai file remoti - trasferimento effettivo dei dati mediante RPC - aumento delle prestazioni tramite caching

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1 * Sistemi operativi di rete: ambiente composto da risorse remote accessibili esplicitamente con controllo utente. Funzioni principali (demone); - login remoto (telnet) - trasferimento di file remoti (FTP) - comandi principali get, put, ls, cd * Sistemi operativi distribuiti: ambiente composto da risorse remote accessibili in modo trasparente con controllo di S.O. Funzioni principali: - trasferimento dei dati da B a A - trasferimento di tutto il file Andrew FS - trasferimento parziale SUN NFS - trasferimento del calcolo da A a B e dei risultati da B ad A - mediante RPC - mediante messaggi - trasferimento dei processi. Motivazioni: - bilanciamento del carico - accelerazione del calcolo - hardware dedicati - software dedicato - accesso ai dati 1

2 * Oggetti logici (utente) oggetti fisici (sistema) - in quasi tutti i DFS i file sono associati staticamente ad un gruppo di blocchi dati trasparenza di locazione statica : il nome non rileva la locazione fisica - approcci di mappatura: - nome logico = combinazione host+locale (non e trasparente alla locazione) - montaggio: unione di directory remote alle directory locali - struttura globale di nomi = file system convenzionale - implementazione della nominazione trasparente - albero gerarchico - replicazione della mappatura - caching locale della mappatura * Accesso ai file remoti - trasferimento effettivo dei dati mediante RPC - aumento delle prestazioni tramite caching 2

3 * Caching dei dati - coerenza (scrittura dei dati modificati sul server) - granularita : da blocchi ai file interi - locazione della cache - cache su disco (affidabile) - cache in memoria - stazioni diskless - velocita - soluzioni ibride - aggiornamento della cache - scrittura immediata (NFS) - scrittura ritardata - scrittura periodica della cache (Sprite) - scrittura su chiusura (Andrew) - validita dei dati - validita controllata dal client (prima di ogni accesso o all apertura) - validita controllata dal server (es.: Andrew F.S. ogni volta che il server riceve una richiesta di chiusura di un file modificato, informa il client) * Informazioni di stato - il server puo tener traccia di tutti i file acceduti dal client - il server puo limitarsi a fornire i blocchi richiesti * Replicazione dei file: disponibilita, prestazioni, affidabilita, aggiornamento 3

4 * Protocollo UDP/IP con Ethernet Esempio: Network File System di Sun (Solaris) * Interconnette un insieme di stazioni indipendenti con condivisione dei file system tramite montaggio: approccio client-server * Condivisione trasparente non transitiva * Protocollo di montaggio/smontaggio - connessione logica iniziale tra client e server - ogni macchina ha un processo server, esterno al kernel, che esegue il protocollo - richiesta di montaggio del client RPC server di montaggio - lista di esportazione sul server: macchine remote e file system abilitati (comando share) - il server fornisce un file handle al client (file system + index node della directory) - il montaggio puo essere configurato all avviamento - il server possiede una lista dei clienti attivi e delle directory montate - il server non possiede informazioni di stato sulla gestione dei file da parte dei client - il client memorizza in cache i blocchi richiesti 4

5 * Protocollo NFS - RPC per operazioni su file remoti - operazioni (non include open e close): - ricerca in directory - lettura di elementi nella directory - manipolazione di link/directory - gestione degli attributi dei file - lettura e scrittura di file - scrittura immediata : i dati modificati vengono riscritti sul disco del server prima di essere visibili al client sicurezza del server - si perdono prestazioni nel caso di scrittura in cache memoria stabile - le scritture singole in NFS sono atomiche e non interferenti con altre chiamate di scrittura. Tuttavia: blocco massimo: 8K. Ethernet frammenta in 1.5 K interferenza tra singoli blocchi il S.O. gestisce con mutua esclusione. * Architettura di NFS: - basato su: Virtual File System VFS, client NFS e sui server NFS - messaggi tra client e server tramite RPC * VFS: - interfaccia tra system call e implementazione: separa i f.s. locali dai remoti - rappresentazione vnode (Virtual Node) analogo agli inode; contiene anche un puntatore al FS padre ed al FS sul quale e montato 5

6 * Architettura di NFS: Livello delle chiamate di sistema Livello Livello FS locale NFS client Server FS locale Messaggio al server (RPC) Messaggio dal client (RPC) * Traduzione dei path: ogni punto di montaggio sul client crea una chiamata di ricerca NFS al server. Caching dei vnode/directory remote per la traduzione * Operazioni remote: caching dei blocchi e degli attributi dei file. Read-ahead/scrittura ritardata 6

7 * Struttura client/server Esempio: Andrew File System (Carnegie Mellon Univ.) * Nomi file: - nomi condivisi, gestiti da server dedicati chiamati Vice - nomi locali, costituiti dalla radice dei file system di ogni stazione client * Protocollo Virtue per comunicare con i Vice * Euristica adottata: scaricare lavoro dai server sui client. Uso di caching (blocchi di 64 K) * Mobilita del client * Sicurezza: liste di accesso per protezione delle directory e bit di protezione dei file * Eterogeneita : garantita dalla interfaccia precisa di Vice * Spazio dei nomi condivisi - unita componenti: volumi (di solito i file di un singolo client) - identificatore di file o directory: fid (96 bit, volume, vnode, unicizzatore) - database locazione-volume, replicato su ogni server 7

8 * Operazioni sui file: - caching di file interi sul client - interazione con i server Vice solo in apertura e chiusura - il S.O. di una stazione client intercetta le system call di file e le invia a Venus (client) - Venus mette in cache i file e memorizza le copie modificate sul server le modifiche di un sito non sono immediatamente visibili dagli altri - client caching registrazione di stato sul server - modifiche al file di un altro client il server informa il client * Architettura di una cella AFS (piu celle interconnesse in WAN): LAN Venus Cache Radice locale Radice locale... Radice locale file system locale file system locale file system locale Volume client Volume Volume Server Vice Vice radice file system condiviso 8

9 Esempio: CODA File System (Carnegie Mellon Univ.) * M.Satyanarayanan et al., G.H.Kuenning et al. * Struttura AFS. Introduce alcune soluzioni per irrobustire il F.S. su canale radio: - server replication - disconnected operations * Server replication - un singolo volume e replicato su alcuni server (VSG, Volume Storage Group) - volumi accessibili da un cliente = AVSG (Accessable Volumes Storage Group) - se il AVSG diviene vuoto disconnessione * Disconnected operation - guasto alla rete o al server (involontario) - sconnessione volontaria dalla rete - pre-caricamento dei file e reintegrazione dei cambiamenti - Venus gestisce la cache sul cliente - stati di Venus: - caricamento (Hoarding) - emulazione (Emulating) - reintegro (Reintegration) 9

10 * Normalmente: Hoarding. In caso di sconnessione: Emulating (uso dei file in cache) e tracciamento delle modifiche in CML (Client Modify Log) * Terminata la sconnessione: Reintegration (esportazione della CML e aggiornamento della cache sul server) * Hoarding - basato su una previsione dei dati utilizzati nell immediato futuro e prefetch - informazioni implicite ed esplicite nella gestione della cache - implicite: tempi di utilizzo piu recente degli oggetti del F.S. supporta brevi sconnessioni - esplicite: fornite dall utente supporta sconnessioni piu lunghe - predizione basata salla funzione di priorita p(f) di un oggetto f: p(f)= α h(f) + (1-α) r(f) dove h(f) = priorita hoard (esplicita) r(f) = priorita reference (implicita) α = parametro orizzonte - p(f): grado di importanza dell oggetto - basso p(f) : orizzonte corto - alto p(f) : orizzonte ampio 10

11 * Il caricamento in cache avviene nei casi di: - normale richiesta - prefetch su predizione * Granularita della cache: oggetti interi * Equilibrio della cache, quando: - gli oggetti in cache hanno priorita maggiore di quelli esclusi dalla cache - la cache e piena o gli oggetti esclusi hanno priorita nulla - la versione degli oggetti in cache e uguale a quella degli oggetti originali * Tipi di predizione: probabilistica/analitica/informata * Evoluzione di Coda: SEER - introduce un meccanismo di predizione basato sul clustering 11

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