本文目录一览:
- 1、GFS主要是干什么的?
- 2、云计算门户是什么
- 3、GFS是什么意思
- 4、怎么删掉opgfs木马病毒
- 5、关于gfs3000数据分析的问题
GFS主要是干什么的?
Google文件系统 GFS是一个可扩展的分布式文件系统,用于大型的、分布式的、对大量数据进行访问的应用。它运行于廉价的普通硬件上,但可以提供容错功能。它可以给大量的用户提供总体性能较高的服务。
云计算门户是什么
就是提供云计算的网站
1、狭义云计算
狭义云计算是指IT基础设施的交付和使用模式,指通过 *** 以按需、易扩展的方式获得所需的资源(硬件、平台、软件)。 提供资源的 *** 被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的,并且可以随时获取,按需使用,随时扩展,按使用付费。这种特性经常被称为像水电一样使用IT基础设施。
2、广义云计算
广义云计算是指服务的交付和使用模式,指通过 *** 以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的,也可以是任意其他的服务。
解释:
这种资源池称为“云”。“云”是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源,通常为一些大型服务器集群,包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等等。云计算将所有的计算资源集中起来,并由软件实现自动管理,无需人为参与。这使得应用提供者无需为繁琐的细节而烦恼,能够更加专注于自己的业务,有利于创新和降低成本。
有人打了个比方:这就好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通,就像煤气、水电一样,取用方便,费用低廉。更大的不同在于,它是通过互联网进行传输的。
云计算是并行计算(Parallel Computing)、分布式计算(Distributed Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展,或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云计算是虚拟化(Virtualization)、效用计算(Utility Computing)、IaaS(基础设施即服务)、PaaS(平台即服务)、SaaS(软件即服务)等概念混合演进并跃升的结果。
总的来于,云计算可以算作是网格计算的一个商业演化版。早在2002年,我国刘鹏就针对传统网格计算思路存在不实用问题,提出计算池[4][5]的概念:“把分散在各地的高性能计算机用高速 *** 连接起来,用专门设计的中间件软件有机地粘合在一起,以Web界面接受各地科学工作者提出的计算请求,并将之分配到合适的结点上运行。计算池能大大提高资源的服务质量和利用率,同时避免跨结点划分应用程序所带来的低效性和复杂性,能够在目前条件下达到实用化要求。”如果将文中的“高性能计算机”换成“服务器集群”,将“科学工作者”换成“商业用户”,就与当前的云计算非常接近了。
云计算具有以下特点:
(1) 超大规模。“云”具有相当的规模,Google云计算已经拥有100多万台服务器,Amazon、IBM、微软、Yahoo等的“云”均拥有几十万台服务器。企业私有云一般拥有数百上千台服务器。“云”能赋予用户前所未有的计算能力。
(2) 虚拟化。云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”,而不是固定的有形的实体。应用在“云”中某处运行,但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具 *** 置。只需要一台笔记本或者一个手机,就可以通过 *** 服务来实现我们需要的一切,甚至包括超级计算这样的任务。
(3) 高可靠性。“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性,使用云计算比使用本地计算机可靠。
(4) 通用性。云计算不针对特定的应用,在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用,同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。
(5) 高可扩展性。“云”的规模可以动态伸缩,满足应用和用户规模增长的需要。
(6) 按需服务。“云”是一个庞大的资源池,你按需购买;云可以象自来水,电,煤气那样计费。
(7) 极其廉价。由于“云”的特殊容错措施可以采用极其廉价的节点来构成云,“云”的自动化集中式管理使大量企业无需负担日益高昂的数据中心管理成本,“云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升,因此用户可以充分享受“云”的低成本优势,经常只要花费几百[url=/view/25549.htm]美元[/url]、几天时间就能完成以前需要数万美元、数月时间才能完成的任务。
云计算可以彻底改变人们未来的生活,但同时也用重视环境问题,这样才能真正为人类进步做贡献,而不是简单的技术提升。
“云计算”时代 当今社会,PC依然是我们日常工作生活中的核心工具——我们用PC处理文档、存储资料,通过电子邮件或U盘与他人分享信息。如果PC硬盘坏了,我们会因为资料丢失而束手无策。而在“云计算”时代,“云”会替我们做存储和计算的工作。“云”就是计算机群,每一群包括了几十万台、甚至上百万台计算机。“云”的好处还在于,其中的计算机可以随时更新,保证“云”长生不老。Google就有好几个这样的“云”,其他IT巨头,如微软、雅虎、亚马逊(Amazon)也有或正在建设这样的“云”。届时,我们只需要一台能上网的电脑,不需关心存储或计算发生在哪朵“云”上,但一旦有需要,我们可以在任何地点用任何设备,如电脑、手机等,快速地计算和找到这些资料。我们再也不用担心资料丢失。
在谷雪梅加入Google以后,她发现这一类概念已经得到了实践。Google的技术,可以让几十万台计算机一起发挥作用,组成强大的数据中心。Google中国CEO李开复此前接受《财经》记者专访时说,Google真正的竞争力就在于有这些“云”,他们让Google有了无与伦比的存储和计算全球数据的能力。Google在创立之初,并没有刻意地去追求“云计算”和“晶格计算”等概念。但作为一家搜索引擎,Google在客观上需要拥有这些“云”。实际上,雅虎的搜索同样用到了“云计算”。云计算是一种新兴的共享基础架构的 *** ,它可以将巨大的系统池连接在一起以提供各种IT服务。很多因素推动了对这类环境的需求,其中包括连接设备、实时数据流、 SOA 的采用以及搜索、开放协作、社会 *** 和移动商务等这样的 Web 2.0 应用的急剧增长。另外,数字元器件性能的提升也使IT环境的规模大幅度提高,从而进一步加强了对一个由统一的云进行管理的需求。
云计算+always-On设备 被评为“25年来更具影响力的十大IT技术组合”
《 *** 》:云计算到底指什么?
云计算的说法正在广为流行,Gartner高级分析师Ben Pring评价道:“它正在成为一个大众化的词语。”但是,问题是似乎每个人对于云计算的理解各不相同。作为一个对互联网的比喻,“云”是很容易理解的。但是一旦同“计算”联系起来,它的意义就扩展了,而且开始变得模糊起来。有些分析师和公司把云计算仅仅定义为计算的升级版——基本上就是互联网上提供的众多虚拟服务器。另外一些人把云计算定义的更加宽泛,他们认为用户在防火墙保护之外消费的任何事物都处于“云”之中。
云计算被人们关注是在人们考虑IT业到底需要什么之后,人们需要找到一种办法能够在不增加新的投资,新的人力和新的软件的情况下增加互联网的能力和容量。而云计算正好提供了这种可能。现今云计算正处于一个起步的阶段,大大小小的公司提供着各式各样的云计算服务,从软件应用到 *** 存储再到邮件过滤。这些公司一部分是基础设备提供商,另一部分是像Salesforce.com之类的SAAS(软件即服务)提供商。现今主要实现的是基于互联网的个人服务,但是云计算的聚合和整合正在产生。
云计算的几大形式 InfoWorld网站同数十家公司、分析家和IT用户讨论出了云计算的几大形式:
1.SAAS(软件即服务)
这种类型的云计算通过浏览器把程序传给成千上万的用户。在用户眼中看来,这样会省去在服务器和软件授权上的开支;从供应商角度来看,这样只需要维持一个程序就够了,这样能够减少成本。Salesforce.com是迄今为止这类服务最为出名的公司。SAAS在人力资源管理程序和ERP中比较常用。 Google Apps和Zoho Office也是类似的服务
2.实用计算(Utility Computing)
这个主意很早就有了,但是直到最近才在Amazon.com、Sun、IBM和其它提供存储服务和虚拟服务器的公司中新生。这种云计算是为IT行业创造虚拟的数据中心使得其能够把内存、I/O设备、存储和计算能力集中起来成为一个虚拟的资源池来为整个 *** 提供服务。
3. *** 服务
同SAAS关系密切, *** 服务提供者们能够提供API让开发者能够开发更多基于互联网的应用,而不是提供单机程序。
4.平台即服务
另一种SAAS,这种形式的云计算把开发环境作为一种服务来提供。你可以使用中间商的设备来开发自己的程序并通过互联网和其服务器传到用户手中。
5.MSP(管理服务提供商)
最古老的云计算运用之一。这种应用更多的是面向IT行业而不是终端用户,常用于邮件病毒扫描、程序监控等等。
6.商业服务平台
SAAS和MSP的混合应用,该类云计算为用户和提供商之间的互动提供了一个平台。比如用户个人开支管理系统,能够根据用户的设置来管理其开支并协调其订购的各种服务。
7.互联网整合
将互联网上提供类似服务的公司整合起来,以便用户能够更方便的比较和选择自己的服务供应商。
云计算四个显著特点 首先,云计算提供了最可靠、最安全的数据存储中心,用户不用再担心数据丢失、病毒入侵等麻烦。
很多人觉得数据只有保存在自己看得见、摸得着的电脑里才最安全,其实不然。你的电脑可能会因为自己不小心而被损坏,或者被病毒攻击,导致硬盘上的数据无法恢复,而有机会接触你的电脑的不法之徒则可能利用各种机会窃取你的数据。此前轰动一时的“艳照门”事件据报道不也是因为电脑送修而造成个人数据外泄的吗?
反之,当你的文档保存在类似 Google Docs 的 *** 服务上,当你把自己的照片上传到类似 Google Picasa Web 的 *** 相册里,你就再也不用担心数据的丢失或损坏。因为在“云”的另一端,有全世界最专业的团队来帮你管理信息,有全世界更先进的数据中心来帮你保存数据。同时,严格的权限管理策略可以帮助你放心地与你指定的人共享数据。这样,你不用花钱就可以享受到更好、最安全的服务,甚至比在银行里存钱还方便。
其次,云计算对用户端的设备要求更低,使用起来也最方便。
大家都有过维护个人电脑上种类繁多的应用软件的经历。为了使用某个最新的操作系统,或使用某个软件的最新版本,我们必须不断升级自己的电脑硬件。为了打开朋友发来的某种格式的文档,我们不得不疯狂寻找并下载某个应用软件。
为了防止在下载时引入病毒,我们不得不反复安装杀毒和防火墙软件。所有这些麻烦事加在一起,对于一个刚刚接触计算机,刚刚接触 *** 的新手来说不啻一场噩梦!如果你再也无法忍受这样的电脑使用体验,云计算也许是你的更好选择。你只要有一台可以上网的电脑,有一个你喜欢的浏览器,你要做的就是在浏览器中键入 URL ,然后尽情享受云计算带给你的无限乐趣。
你可以在浏览器中直接编辑存储在“云”的另一端的文档,你可以随时与朋友分享信息,再也不用担心你的软件是否是最新版本,再也不用为软件或文档染上病毒而发愁。因为在“云”的另一端,有专业的 IT 人员帮你维护硬件,帮你安装和升级软件,帮你防范病毒和各类 *** 攻击,帮你做你以前在个人电脑上所做的一切。
此外,云计算可以轻松实现不同设备间的数据与应用共享。
大家不妨回想一下,你自己的联系人信息是如何保存的。一个最常见的情形是,你的手机里存储了几百个联系人的 *** 号码,你的个人电脑或笔记本电脑里则存储了几百个电子邮件地址。为了方便在出差时发邮件,你不得不在个人电脑和笔记本电脑之间定期同步联系人信息。买了新的手机后,你不得不在旧手机和新手机之间同步 *** 号码。
对了,还有你的 PDA 以及你办公室里的电脑。考虑到不同设备的数据同步 *** 种类繁多,操作复杂,要在这许多不同的设备之间保存和维护最新的一份联系人信息,你必须为此付出难以计数的时间和精力。这时,你需要用云计算来让一切都变得更简单。在云计算的 *** 应用模式中,数据只有一份,保存在“云”的另一端,你的所有电子设备只需要连接互联网,就可以同时访问和使用同一份数据。
仍然以联系人信息的管理为例,当你使用 *** 服务来管理所有联系人的信息后,你可以在任何地方用任何一台电脑找到某个朋友的电子邮件地址,可以在任何一部手机上直接拨通朋友的 *** 号码,也可以把某个联系人的电子名片快速分享给好几个朋友。当然,这一切都是在严格的安全管理机制下进行的,只有对数据拥有访问权限的人,才可以使用或与他人分享这份数据。
最后,云计算为我们使用 *** 提供了几乎无限多的可能
为存储和管理数据提供了几乎无限多的空间,也为我们完成各类应用提供了几乎无限强大的计算能力。想像一下,当你驾车出游的时候,只要用手机连入 *** ,就可以直接看到自己所在地区的卫星地图和实时的交通状况,可以快速查询自己预设的行车路线,可以请 *** 上的好友推荐附近更好的景区和餐馆,可以快速预订目的地的宾馆,还可以把自己刚刚拍摄的照片或视频剪辑分享给远方的亲友……
离开了云计算,单单使用个人电脑或手机上的客户端应用,我们是无法享受这些便捷的。个人电脑或其他电子设备不可能提供无 *** 的存储空间和计算能力,但在“云”的另一端,由数千台、数万台甚至更多服务器组成的庞大的集群却可以轻易地做到这一点。个人和单个设备的能力是有限的,但云计算的潜力却几乎是无限的。当你把最常用的数据和最重要的功能都放在“云”上时,我们相信,你对电脑、应用软件乃至 *** 的认识会有翻天覆地的变化,你的生活也会因此而改变。
互联网的精神实质是自由、平等和分享。作为一种最能体现互联网精神的计算模型,云计算必将在不远的将来展示出强大的生命力,并将从多个方面改变我们的工作和生活。无论是普通 *** 用户,还是企业员工,无论是IT管理者,还是软件开发人员,他们都能亲身体验到这种改变。
云计算的发展现状 云计算是个热度很高的新名词。由于它是多种技术混合演进的结果,其成熟度较高,又有大公司推动,发展极为迅速。Amazon、Google、IBM、微软和Yahoo等大公司是云计算的先行者。云计算领域的众多成功公司还包括Salesforce、Facebook、Youtube、Myspace等。
Amazon使用弹性计算云(EC2)和简单存储服务(S3)为企业提供计算和存储服务。收费的服务项目包括存储服务器、带宽、CPU资源以及月租费。月租费与 *** 月租费类似,存储服务器、带宽按容量收费,CPU根据时长(小时)运算量收费。Amazon把云计算做成一个大生意没有花太长的时间:不到两年时间,Amazon上的注册开发人员达44万人,还有为数众多的企业级用户。有第三方统计机构提供的数据显示,Amazon与云计算相关的业务收入已达1亿美元。云计算是Amazon增长最快的业务之一。
Google当数更大的云计算的使用者。Google搜索引擎就建立在分布在200多个地点、超过100万台服务器的支撑之上,这些设施的数量正在迅猛增长。Google地球、地图、Gmail、Docs等也同样使用了这些基础设施。采用Google Docs之类的应用,用户数据会保存在互联网上的某个位置,可以通过任何一个与互联网相连的系统十分便利地访问这些数据。目前,Google已经允许第三方在Google的云计算中通过Google App Engine运行大型并行应用程序。Google值得称颂的是它不保守。它早已以发表学术论文的形式公开其云计算三大法宝:GFS、MapReduce和BigTable,并在美国、中国等高校开设如何进行云计算编程的课程。
IBM在2007年11月推出了“改变游戏规则”的“蓝云”计算平台,为客户带来即买即用的云计算平台。它包括一系列的自动化、自我管理和自我修复的虚拟化云计算软件,使来自全球的应用可以访问分布式的大型服务器池。使得数据中心在类似于互联网的环境下运行计算。IBM正在与17个欧洲组织合作开展云计算项目。欧盟提供了1.7亿欧元做为部分资金。该计划名为RESERVOIR,以“无障碍的资源和服务虚拟化”为口号。2008年8月, IBM宣布将投资约4亿美元用于其设在北卡罗来纳州和日本东京的云计算数据中心改造。IBM计划在2009年在10个国家投资3亿美元建13个云计算中心。
微软紧跟云计算步伐,于2008年10月推出了WindowsAzure操作系统。Azure(译为“蓝天”)是继Windows取代DOS之后,微软的又一次颠覆性转型——通过在互联网架构上打造新云计算平台,让Windows真正由PC延伸到“蓝天”上。微软拥有全世界数以亿计的Windows用户桌面和浏览器,现在它将它们连接到“蓝天”上。Azure的底层是微软全球基础服务系统,由遍布全球的第四代数据中心构成。
云计算的新颖之处在于它几乎可以提供无限的廉价存储和计算能力。纽约一家名为Animoto的创业企业已证明云计算的强大能力(此案例引自和讯网维维编译《 *** 》2008年5月25日[url=/view/408955.htm]报道[/url])。Animoto允许用户上传图片和音乐,自动生成基于 *** 的视频演讲稿,并且能够与好友分享。该网站目前向注册用户提供免费服务。2008年年初,网站每天用户数约为5000人。4月中旬,由于Facebook用户开始使用Animoto服务,该网站在三天内的用户数大幅上升至75万人。Animoto联合创始人Stevie Clifton表示,为了满足用户需求的上升,该公司需要将服务器能力提高100倍,但是该网站既没有资金,也没有能力建立规模如此巨大的计算能力。因此,该网站与云计算服务公司RightScale合作,设计能够在亚马逊的网云中使用的应用程序。通过这一举措,该网站大大提高了计算能力,而费用只有每服务器每小时10美分。这样的方式也加强创业企业的灵活性。当需求下降时,Animoto只需减少所使用的服务器数量就可以降低服务器支出。
在我国,云计算发展也非常迅猛。2008年5月10日,IBM在中国无锡太湖新城科教产业园建立的中国之一个云计算中心投入运营(trouble project?)。2008年6月24日,IBM在北京IBM中国创新中心成立了第二家中国的云计算中心——IBM大中华区云计算中心;2008年11月28日,广东电子工业研究院与东莞松山湖科技产业园管委会签约,广东电子工业研究院将在东莞松山湖投资2亿元建立云计算平台;2008年12月30日,阿里巴巴集团旗下子公司阿里软件与江苏省南京市 *** 正式签订了2009年战略合作框架协议,计划于2009年初在南京建立国内首个“电子商务云计算中心”,首期投资额将达上亿元人民币;世纪互联推出了CloudEx产品线,包括完整的互联网主机服务"CloudEx Computing Service", 基于在线存储虚拟化的"CloudEx Storage Service",供个人及企业进行互联网云端备份的数据保全服务等等系列互联网云计算服务;中国移动研究院做云计算的探索起步较早,已经完成了云计算中心试验。中移动董事长兼CEO王建宙认为云计算和互联网的移动化是未来发展方向。
我国企业创造的“云安全”概念,在国际云计算领域独树一帜。云安全通过网状的大量客户端对 *** 中软件行为的异常监测,获取互联网中木马、恶意程序的最新信息,推送到服务端进行自动分析和处理,再把病毒和木马的解决方案分发到每一个客户端。云安全的策略构想是:使用者越多,每个使用者就越安全,因为如此庞大的用户群,足以覆盖互联网的每个角落,只要某个网站被挂马或某个新木马病毒出现,就会立刻被截获。云安全的发展像一阵风,瑞星、趋势、卡巴斯基、MCAFEE、SYMANTEC、江民科技、PANDA、金山、360安全卫士、卡卡上网安全助手等都推出了云安全解决方案。瑞星基于云安全策略开发的2009新品,每天拦截数百万次木马攻击,其中1月8日更是达到了765万余次。势科技云安全已经在全球建立了5大数据中心,几万部在线服务器。据悉,云安全可以支持平均每天55亿条点击查询,每天收集分析2.5亿个样本,资料库之一次命中率就可以达到99%。借助云安全,趋势科技现在每天阻断的病毒感染更高达1000万次。
值得一提的是,云安全的核心思想,与刘鹏早在2003年就提出的反垃圾邮件[url=/view/10755.htm]网格[/url]非常接近[1][2]。刘鹏当时认为,垃圾邮件泛滥而无法用技术手段很好地自动过滤,是因为所依赖的人工智能 *** 不是成熟技术。垃圾邮件的更大的特征是:它会将相同的内容发送给数以百万计的接收者。为此,可以建立一个分布式统计和学习平台,以大规模用户的协同计算来过滤垃圾邮件:首先,用户安装客户端,为收到的每一封邮件计算出一个唯一的“指纹”,通过比对“指纹”可以统计相似邮件的副本数,当副本数达到一定数量,就可以判定邮件是垃圾邮件;其次,由于互联网上多台计算机比一台计算机掌握的信息更多,因而可以采用分布式贝叶斯学习算法,在成百上千的客户端机器上实现协同学习过程,收集、分析并共享最新的信息。反垃圾邮件网格体现了真正的网格思想,每个加入系统的用户既是服务的对象,也是完成分布式统计功能的一个信息节点,随着系统规模的不断扩大,系统过滤垃圾邮件的准确性也会随之提高。用大规模统计 *** 来过滤垃圾邮件的做法比用人工智能的 *** 更成熟,不容易出现误判假阳性的情况,实用性很强。反垃圾邮件网格就是利用分布互联网里的千百万台主机的协同工作,来构建一道拦截垃圾邮件的“天网”。反垃圾邮件网格思想提出后,被IEEE Cluster 2003国际会议选为杰出网格项目在香港作了现场演示,在2004年网格计算国际研讨会上作了专题报告和现场演示,引起较为广泛的关注,受到了中国更大邮件服务提供商网易公司创办人丁磊等的重视。既然垃圾邮件可以如此处理,病毒、木马等亦然,这与云安全的思想就相去不远了。
2008年11月25日,中国电子学会专门成立了云计算专家委员会,聘任中国工程院院士[url=/view/1245508.htm]李德毅[/url]为主任委员,聘任IBM大中华区首席技术总裁叶天正、中国电子科技集团公司第十五研究所所长刘爱民、中国工程院院士张尧学、Google全球副总裁/中国区总裁李开复、中国工程院院士倪光南、中国移动通信研究院院长黄晓庆六位专家为副主任委员,聘任国内外30多位知名专家学者为专家委员会委员。2009年5月22日,中国电子学会将于在北京中国大饭店隆重举办首届中国云计算大会。
GFS是什么意思
Google文件系统
GFS是一个可扩展的分布式文件系统,用于大型的、分布式的、对大量数据进行访问的应用。它运行于廉价的普通硬件上,但可以提供容错功能。它可以给大量的用户提供总体性能较高的服务。
1、设计概览
(1)设计想定
GFS与过去的分布式文件系统有很多相同的目标,但GFS的设计受到了当前及预期的应用方面的工作量及技术环境的驱动,这反映了它与早期的文件系统明显不同的设想。这就需要对传统的选择进行重新检验并进行完全不同的设计观点的探索。
GFS与以往的文件系统的不同的观点如下:
1、 部件错误不再被当作异常,而是将其作为常见的情况加以处理。因为文件系统由成百上千个用于存储的机器构成,而这些机器是由廉价的普通部件组成并被大量的客 户机访问。部件的数量和质量使得一些机器随时都有可能无法工作并且有一部分还可能无法恢复。所以实时地监控、错误检测、容错、自动恢复对系统来说必不可 少。
2、按照传统的标准,文件都非常大。长度达几个GB的文件是很平常的。每个文件通常包含很多应用对象。当经常要处理快速增长的、包含数以 万计的对象、长度达TB的数据集时,我们很难管理成千上万的KB规模的文件块,即使底层文件系统提供支持。因此,设计中操作的参数、块的大小必须要重新考 虑。对大型的文件的管理一定要能做到高效,对小型的文件也必须支持,但不必优化。
3、大部分文件的更新是通过添加新数据完成的,而不是改变已 存在的数据。在一个文件中随机的操作在实践中几乎不存在。一旦写完,文件就只可读,很多数据都有这些特性。一些数据可能组成一个大仓库以供数据分析程序扫 描。有些是运行中的程序连续产生的数据流。有些是档案性质的数据,有些是在某个机器上产生、在另外一个机器上处理的中间数据。由于这些对大型文件的访问方 式,添加操作成为性能优化和原子性保证的焦点。而在客户机中缓存数据块则失去了吸引力。
4、工作量主要由两种读操作构成:对大量数据的流方式 的读操作和对少量数据的随机方式的读操作。在前一种读操作中,可能要读几百KB,通常达 1MB和更多。来自同一个客户的连续操作通常会读文件的一个连续的区域。随机的读操作通常在一个随机的偏移处读几个KB。性能敏感的应用程序通常将对少量 数据的读操作进行分类并进行批处理以使得读操作稳定地向前推进,而不要让它来来 *** 的读。
5、工作量还包含许多对大量数据进行的、连续的、向文件添加数据的写操作。所写的数据的规模和读相似。一旦写完,文件很少改动。在随机位置对少量数据的写操作也支持,但不必非常高效。
6、系统必须高效地实现定义完好的大量客户同时向同一个文件的添加操作的语义。
(2)系统接口
GFS提供了一个相似地文件系统界面,虽然它没有向POSIX那样实现标准的API。文件在目录中按层次组织起来并由路径名标识。
(3)体系结构:
一 个GFS集群由一个master和大量的chunkserver构成,并被许多客户(Client)访问。如图1所示。Master和 chunkserver通常是运行用户层服务进程的Linux机器。只要资源和可靠性允许,chunkserver和client可以运行在同一个机器 上。
文件被分成固定大小的块。每个块由一个不变的、全局唯一的64位的chunk-handle标识,chunk-handle是在块创建时 由 master分配的。ChunkServer将块当作Linux文件存储在本地磁盘并可以读和写由chunk-handle和位区间指定的数据。出于可靠 性考虑,每一个块被复制到多个chunkserver上。默认情况下,保存3个副本,但这可以由用户指定。
Master维护文件系统所以的元 数据(metadata),包括名字空间、访问控制信息、从文件到块的映射以及块的当前位置。它也控制系统范围的活动,如块租约(lease)管理,孤儿 块的垃圾收集,chunkserver间的块迁移。Master定期通过HeartBeat消息与每一个 chunkserver通信,给chunkserver传递指令并收集它的状态。
与每个应用相联的GFS客户代码实现了文件系统的API并与master和chunkserver通信以代表应用程序读和写数据。客户与master的交换只限于对元数据(metadata)的操作,所有数据方面的通信都直接和chunkserver联系。
客 户和chunkserver都不缓存文件数据。因为用户缓存的益处微乎其微,这是由于数据太多或工作集太大而无法缓存。不缓存数据简化了客户程序和整个系 统,因为不必考虑缓存的一致性问题。但用户缓存元数据(metadata)。Chunkserver也不必缓存文件,因为块时作为本地文件存储的。
(4)单master。
只 有一个master也极大的简化了设计并使得master可以根据全局情况作出先进的块放置和复制决定。但是我们必须要将master对读和写的参与减至 最少,这样它才不会成为系统的瓶颈。Client从来不会从master读和写文件数据。Client只是询问master它应该和哪个 chunkserver联系。Client在一段限定的时间内将这些信息缓存,在后续的操作中Client直接和chunkserver交互。
以图1解释一下一个简单的读操作的交互。
1、client使用固定的块大小将应用程序指定的文件名和字节偏移转换成文件的一个块索引(chunk index)。
2、给master发送一个包含文件名和块索引的请求。
3、master回应对应的chunk handle和副本的位置(多个副本)。
4、client以文件名和块索引为键缓存这些信息。(handle和副本的位置)。
5、Client 向其中一个副本发送一个请求,很可能是最近的一个副本。请求指定了chunk handle(chunkserver以chunk handle标识chunk)和块内的一个字节区间。
6、除非缓存的信息不再有效(cache for a limited time)或文件被重新打开,否则以后对同一个块的读操作不再需要client和master间的交互。
通常Client可以在一个请求中询问多个chunk的地址,而master也可以很快回应这些请求。
(5)块规模:
块规模是设计中的一个关键参数。我们选择的是64MB,这比一般的文件系统的块规模要大的多。每个块的副本作为一个普通的Linux文件存储,在需要的时候可以扩展。
块规模较大的好处有:
1、减少client和master之间的交互。因为读写同一个块只是要在开始时向master请求块位置信息。对于读写大型文件这种减少尤为重要。即使对于访问少量数据的随机读操作也可以很方便的为一个规模达几个TB的工作集缓缓存块位置信息。
2、Client在一个给定的块上很可能执行多个操作,和一个chunkserver保持较长时间的TCP连接可以减少 *** 负载。
3、这减少了master上保存的元数据(metadata)的规模,从而使得可以将metadata放在内存中。这又会带来一些别的好处。
不利的一面:
一个小文件可能只包含一个块,如果很多Client访问改文件的话,存储这些块的chunkserver将成为访问的热点。但在实际应用中,应用程序通常顺序地读包含多个块的文件,所以这不是一个主要问题。
(6)元数据(metadata):
master 存储了三中类型的metadata:文件的名字空间和块的名字空间,从文件到块的映射,块的副本的位置。所有的metadata都放在内存中。前两种类型 的metadata通过向操作日志登记修改而保持不变,操作日志存储在master的本地磁盘并在几个远程机器上留有副本。使用日志使得我们可以很简单 地、可靠地更新master的状态,即使在master崩溃的情况下也不会有不一致的问题。相反,mater在每次启动以及当有 chuankserver加入的时候询问每个chunkserver的所拥有的块的情况。
A、内存数据结构:
因为metadata存储在内存中,所以master的操作很快。进一步,master可以轻易而且高效地定期在后台扫描它的整个状态。这种定期地扫描被用于实现块垃圾收集、chunkserver出现故障时的副本复制、为平衡负载和磁盘空间而进行的块迁移。
这 种 *** 的一个潜在的问题就是块的数量也即整个系统的容量是否受限与master的内存。实际上,这并不是一个严重的问题。Master为每个 64MB的块维护的metadata不足64个字节。除了最后一块,文件所有的块都是满的。类似的,每个文件的名字空间数据也不足64个字节,因为文件名 是以一种事先确定的压缩方式存储的.如果要支持更大的文件系统,那么增加一些内存的 *** 对于我们将元数据(metadata)保存在内存种所获得的简单 性、可靠性、高性能和灵活性来说,这只是一个很小的代价。
B、块位置:
master并不为chunkserver所拥有的块的副本的保存一个不变的记录。它在启动时通过简单的查询来获得这些信息。Master可以保持这些信息的更新,因为它控制所有块的放置并通过HeartBeat消息来监控chunkserver的状态。
这样做的好处:因为chunkserver可能加入或离开集群、改变路径名、崩溃、重启等,一个集群重有成百个server,这些事件经常发生,这种 *** 就排除了master与chunkserver之间的同步问题。
另一个原因是:只有chunkserver才能确定它自己到底有哪些块,由于错误,chunkserver中的一些块可能会很自然的消失,这样在master中就没有必要为此保存一个不变的记录。
C、操作日志:
操作日志包含了对metadata所作的修改的历史记录。它作为逻辑时间线定义了并发操作的执行顺序。文件、块以及它们的版本号都由它们被创建时的逻辑时间而唯一地、永久地被标识。
操作日志是如此的重要,我们必须要将它可靠地保存起来,并且只有在metadata的改变固定下来之后才将变化呈现给用户。所以我们将操作日志复制到数个远程的机器上,并且只有在将相应的日志记录写到本地和远程的磁盘上之后才回答用户的请求。
Master可以用操作日志来恢复它的文件系统的状态。为了将启动时间减至最小,日志就必须要比较小。每当日志的长度增长到超过一定的规模后,master就要检查它的状态,它可以从本地磁盘装入最近的检查点来恢复状态。
创 建一个检查点比较费时,master的内部状态是以一种在创建一个检查点时并不耽误即将到来的修改操作的方式来组织的。Master切换到一个新的日子文 件并在一个单独的线程中创建检查点。这个新的检查点记录了切换前所有的修改。在一个有数十万文件的集群中用一分钟左右就能完成。创建完后,将它写入本地和 远程的磁盘。
(7)数据完整性
名字空间的修改必须是原子性的,它们只能有master处理:名字空间锁保证了操作的原子性和正确性,而master的操作日志在全局范围内定义了这些操作的顺序。
文 件区间的状态在修改之后依赖于修改的类型,不论操作成功还是失败,也不论是不是并发操作。如果不论从哪个副本上读,所有的客户都看到同样的数据,那么文件 的这个区域就是一致的。如果文件的区域是一致的并且用户可以看到修改操作所写的数据,那么它就是已定义的。如果修改是在没有并发写操作的影响下完成的,那 么受影响的区域是已定义的,所有的client都能看到写的内容。成功的并发写操作是未定义但却是一致的。失败的修改将使区间处于不一致的状态。
Write操作在应用程序指定的偏移处写入数据,而record append操作使得数据(记录)即使在有并发修改操作的情况下也至少原子性的被加到GFS指定的偏移处,偏移地址被返回给用户。
在一系列成功的修改操作后,最后的修改操作保证文件区域是已定义的。GFS通过对所有的副本执行同样顺序的修改操作并且使用块版本号检测过时的副本(由于chunkserver退出而导致丢失修改)来做到这一点。
因为用户缓存了会位置信息,所以在更新缓存之前有可能从一个过时的副本中读取数据。但这有缓存的截止时间和文件的重新打开而受到限制。
在修改操作成功后,部件故障仍可以是数据受到破坏。GFS通过master和chunkserver间定期的handshake,借助校验和来检测对数据的破坏。一旦检测到,就从一个有效的副本尽快重新存储。只有在GFS检测前,所有的副本都失效,这个块才会丢失。
2、系统交互
(1)租约(lease)和修改顺序:
(2)数据流
我们的目标是充分利用每个机器的 *** 带宽,避免 *** 瓶颈和延迟
为了有效的利用 *** ,我们将数据流和控制流分离。数据是以流水线的方式在选定的chunkerserver链上线性的传递的。每个机器的整个对外带宽都被用作传递数据。为避免瓶颈,每个机器在收到数据后,将它收到数据尽快传递给离它最近的机器。
(3)原子性的record Append:
GFS 提供了一个原子性的添加操作:record append。在传统的写操作中,client指定被写数据的偏移位置,向同一个区间的并发的写操作是不连续的:区间有可能包含来自多个client的数 据碎片。在record append中, client只是指定数据。GFS在其选定的偏移出将数据至少原子性的加入文件一次,并将偏移返回给client。
在分布式的应用中,不同机 器上的许多client可能会同时向一个文件执行添加操作,添加操作被频繁使用。如果用传统的write操作,可能需要额外的、复杂的、开销较大的同步, 例如通过分布式锁管理。在我们的工作量中,这些文件通常以多个生产者单个消费者队列的方式或包含从多个不同 client的综合结果。
Record append和前面讲的write操作的控制流差不多,只是在primary上多了一些逻辑判断。首先,client将数据发送到文件最后一块的所有副本 上。然后向primary发送请求。Primary检查添加操作是否会导致该块超过更大的规模(64M)。如果这样,它将该块扩充到更大规模,并告诉其它 副本做同样的事,同时通知client该操作需要在下一个块上重新尝试。如果记录满足更大规模的要求,primary就会将数据添加到它的副本上,并告诉 其它的副本在在同样的偏移处写数据,最后primary向client报告写操作成功。如果在任何一个副本上record append操作失败,client将重新尝试该操作。这时候,同一个块的副本可能包含不同的数据,因为有的可能复制了全部的数据,有的可能只复制了部 分。GFS不能保证所有的副本每个字节都是一样的。它只保证每个数据作为一个原子单元被写过至少一次。这个是这样得出的:操作要是成功,数据必须在所有的 副本上的同样的偏移处被写过。进一步,从这以后,所有的副本至少和记录一样长,所以后续的记录将被指定到更高的偏移处或者一个不同的块上,即使另一个副本 成了primary。根据一致性保证,成功的record append操作的区间是已定义的。而受到干扰的区间是不一致的。
(4)快照(snapshot)
快照操作几乎在瞬间构造一个文件和目录树的副本,同时将正在进行的其他修改操作对它的影响减至最小。
我 们使用copy-on-write技术来实现snapshot。当master受到一个snapshot请求时,它首先将要snapshot的文件上块上 的lease。这使得任何一个向这些块写数据的操作都必须和master交互以找到拥有lease的副本。这就给master一个创建这个块的副本的机 会。
副本被撤销或终止后,master在磁盘上登记执行的操作,然后复制源文件或目录树的metadata以对它的内存状态实施登记的操作。这个新创建的snapshot文件和源文件(其metadata)指向相同的块(chunk)。
Snapshot 之后,客户之一次向chunk c写的时候,它发一个请求给master以找到拥有lease的副本。Master注意到chunk c的引用记数比1大,它延迟对用户的响应,选择一个chunk handle C’,然后要求每一有chunk c的副本的chunkserver创建一个块C’。每个chunkserver在本地创建chunk C’避免了 *** 开销。从这以后和对别的块的操作没有什么区别。
3、MASTER操作
MASTER执行所有名字空间的操作,除此之外,他还在系统范围管理数据块的复制:决定数据块的放置方案,产生新数据块并将其备份,和其他系统范围的操作协同来确保数据备份的完整性,在所有的数据块服务器之间平衡负载并收回没有使用的存储空间。
3.1 名字空间管理和加锁
与传统文件系统不同的是,GFS没有与每个目录相关的能列出其所有文件的数据结构,它也不支持别名(unix中的硬连接或符号连接),不管是对文件或是目录。GFS的名字空间逻辑上是从文件元数据到路径名映射的一个查用表。
MASTER 在执行某个操作前都要获得一系列锁,例如,它要对/d1/d2…/dn/leaf执行操作,则它必须获得/d1,/d1/d2,…, /d1/d2/…/dn的读锁,/d1/d2…/dn/leaf的读锁或写锁(其中leaf可以使文件也可以是目录)。MASTER操作的并行性和数据的 一致性就是通过这些锁来实现的。
3.2 备份存储放置策略
一个GFS集群文件系统可能是多层分布的。一般情况下是成千上万个文件块 服务器分布于不同的机架上,而这些文件块服务器又被分布于不同机架上的客户来访问。因此,不同机架上的两台机器之间的通信可能通过一个或多个交换机。数据 块冗余配置策略要达到连个目的:更大的数据可靠性和可用性,更大的 *** 带宽利用率。因此,如果仅仅把数据的拷贝置于不同的机器上很难满足这两个要求,必须 在不同的机架上进行数据备份。这样即使整个机架被毁或是掉线,也能确保数据的正常使用。这也使数据传输,尤其是读数据,可以充分利用带宽,访问到多个机 架,而写操作,则不得不涉及到更多的机架。
3.3 产生、重复制、重平衡数据块
当MASTER产生新的数据块时,如何放置新数据 块,要考虑如下几个因素:(1)尽量放置在磁盘利用率低的数据块服务器上,这样,慢慢地各服务器的磁盘利用率就会达到平衡。(2)尽量控制在一个服务器上 的“新创建”的次数。(3)由于上一小节讨论的原因,我们需要把数据块放置于不同的机架上。
MASTER在可用的数据块备份低于用户设定的数 目时需要进行重复制。这种情况源于多种原因:服务器不可用,数据被破坏,磁盘被破坏,或者备份数目被修改。每个被需要重复制的数据块的优先级根据以下几项 确定:之一是现在的数目距目标的距离,对于能阻塞用户程序的数据块,我们也提高它的优先级。最后, MASTER按照产生数据块的原则复制数据块,并把它们放到不同的机架内的服务器上。
MASTER周期性的平衡各服务器上的负载:它检查 chunk分布和负载平衡,通过这种方式来填充一个新的服务器而不是把其他的内容统统放置到它上面带来大量的写数据。数据块放置的原则与上面讨论的相同, 此外,MASTER还决定那些数据块要被移除,原则上他会清除那些空闲空间低于平均值的那些服务器。
3.4 垃圾收集
在一个文件被删除之后,GFS并不立即收回磁盘空间,而是等到垃圾收集程序在文件和数据块级的的检查中收回。
当 一个文件被应用程序删除之后,MASTER会立即记录下这些变化,但文件所占用的资源却不会被立即收回,而是重新给文件命了一个隐藏的名字,并附上了删除 的时间戳。在MASTER定期检查名字空间时,它删除超过三天(可以设定)的隐藏的文件。在此之前,可以以一个新的名字来读文件,还可以以前的名字恢复。 当隐藏的文件在名字空间中被删除以后,它在内存中的元数据即被擦除,这就有效地切断了他和所有数据块的联系。
在一个相似的定期的名字空间检查中,MASTER确认孤儿数据块(不属于任何文件)并擦除他的元数据,在和MASTER的心跳信息交换中,每个服务器报告他所拥有的数据块,MASTER返回元数据不在内存的数据块,服务器即可以删除这些数据块。
3.5 过时数据的探测
在数据更新时如果服务器停机了,那么他所保存的数据备份就会过时。对每个数据块,MASTER设置了一个版本号来区别更新过的数据块和过时的数据块。
当MASTER 授权一个新的lease时,他会增加数据块的版本号并会通知更新数据备份。MASTER和备份都会记录下当前的版本号,如果一个备份当时不可用,那么他的 版本号不可能提高,当ChunkServer重新启动并向MASTER报告他的数据块集时,MASTER就会发现过时的数据。
MASTER在 定期的垃圾收集程序中清除过时的备份,在此以前,处于效率考虑,在各客户及英大使,他会认为根本不存在过时的数据。作为另一个安全措施, MASTER在给客户及关于数据块的应答或是另外一个读取数据的服务器数据是都会带上版本信息,在操作前客户机和服务器会验证版本信息以确保得到的是最新 的数据。
4、容错和诊断
4.1 高可靠性
4.1.1 快速恢复
不管如何终止服务,MASTER和数据块服务器都会在几秒钟内恢复状态和运行。实际上,我们不对正常终止和不正常终止进行区分,服务器进程都会被切断而终止。客户机和其他的服务器会经历一个小小的中断,然后它们的特定请求超时,重新连接重启的服务器,重新请求。
4.1.2 数据块备份
如上文所讨论的,每个数据块都会被备份到放到不同机架上的不同服务器上。对不同的名字空间,用户可以设置不同的备份级别。在数据块服务器掉线或是数据被破坏时,MASTER会按照需要来复制数据块。
4.1.3 MASTER备份
为 确保可靠性,MASTER的状态、操作记录和检查点都在多台机器上进行了备份。一个操作只有在数据块服务器硬盘上刷新并被记录在MASTER和其备份的上 之后才算是成功的。如果MASTER或是硬盘失败,系统监视器会发现并通过改变域名启动它的一个备份机,而客户机则仅仅是使用规范的名称来访问,并不会发 现MASTER的改变。
4.2 数据完整性
每个数据块服务器都利用校验和来检验存储数据的完整性。原因:每个服务器随时都有发生崩溃的可能性,并且在两个服务器间比较数据块也是不现实的,同时,在两台服务器间拷贝数据并不能保证数据的一致性。
每个Chunk按64kB的大小分成块,每个块有32位的校验和,校验和和日志存储在一起,和用户数据分开。
在 读数据时,服务器首先检查与被读内容相关部分的校验和,因此,服务器不会传播错误的数据。如果所检查的内容和校验和不符,服务器就会给数据请求者返回一个 错误的信息,并把这个情况报告给MASTER。客户机就会读其他的服务器来获取数据,而MASTER则会从其他的拷贝来复制数据,等到一个新的拷贝完成 时,MASTER就会通知报告错误的服务器删除出错的数据块。
附加写数据时的校验和计算优化了,因为这是主要的写操作。我们只是更新增加部分的校验和,即使末尾部分的校验和数据已被损坏而我们没有检查出来,新的校验和与数据会不相符,这种冲突在下次使用时将会被检查出来。
相反,如果是覆盖现有数据的写,在写以前,我们必须检查之一和最后一个数据块,然后才能执行写操作,最后计算和记录校验和。如果我们在覆盖以前不先检查首位数据块,计算出的校验和则会因为没被覆盖的数据而产生错误。
在空闲时间,服务器会检查不活跃的数据块的校验和,这样可以检查出不经常读的数据的错误。一旦错误被检查出来,服务器会拷贝一个正确的数据块来代替错误的。
4.3 诊断工具
广 泛而细致的诊断日志以微小的代价换取了在问题隔离、诊断、性能分析方面起到了重大的作用。GFS服务器用日志来记录显著的事件(例如服务器停机和启动)和 远程的应答。远程日志记录机器之间的请求和应答,通过收集不同机器上的日志记录,并对它们进行分析恢复,我们可以完整地重现活动的场景,并用此来进行错误 分析。
6 测量
6.1 测试环境
一台主控机,两台主控机备份,16台数据块服务器,16台客户机。
每台机器:2块PIII1.4G处理器,2G内存,2块80G5400rpm的硬盘,1块100Mbps全双工网卡
19台服务器连接到一个HP2524交换机上,16台客户机俩接到领外一台交换机上,两台交换机通过1G的链路相连。
[编辑本段]Government Flying Service
*** 飞行服务队
*** 飞行服务队是香港特别行政区 *** 保安局辖下的纪律部门,专责执行搜索及拯救行动。另外,亦会拍摄照片供 *** 地图、测量填海工程、以及支援位处偏远山区和离岛的各项 *** 服务。现时雇有225名公务员。现任 *** 飞行服务队总监为毕耀明,是服务队的更高指挥官,直接向保安局局长负责。
*** 飞行服务队的总部位于香港国际机场,占地84,000平方米,包括一幢办公和工场大楼、一座单层的飞机库、多座附属建筑物、停机坪及其他相关设施等。
理想
香港 *** 飞行服务队理想是成为“被举世公认为优秀的空中搜救及飞行支援部队”。
历史
于1993年4月1日成立,前身为皇家香港辅助空军。
架构
香港 *** 飞行服务队共分为五个主要小组:行政组、行动组、训练及标准组、品质保证组及工程组。
服务范围
它们的主要任务为香港 *** 各部门提供每星期七天及每日二十四小时的直升机和定翼机紧急支援服务。其中包括:
搜索及拯救
空中救护服务
警务支援服务
灭火服务
空中测量服务
一般 *** 支援服务
警务支援服务
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光量子通量密度(PFD)
叶温(TL)
相对空气湿度(RH)
更大荧光(Fm)(使用荧光叶室)
初始荧光(Fo)(使用荧光叶室)
可变荧光(Fv)(使用荧光叶室)
光化学猝灭(qP)(使用荧光叶室)
非化学猝灭(qN)(使用荧光叶室)
Pgross和Pnet分别为总光合速率和净光合速率
Rdark代表光下线粒体呼吸速率
气孔限制值(Ls)
光合作用的日变化,包括Pn、Gs、Tr和Ci
环境因子的日变化,如PFD、TL、Ca 和RH
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GFS-3000(英文)操作手册
GFS-3000(中文)产品资料
GFS-3000(英文)产品资料