Global File System
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Das Global File System (GFS) ist ein Cluster-Dateisystem, das es Rechnern ermöglicht, gleichzeitig auf das Dateisystem eines anderen Rechners zuzugreifen und zugleich die Konsistenz der enthaltenen Daten gewährleistet. Das Blockdevice (Partition) das mit GFS "formatiert" wird, kann z.B. über iSCSI, FC (Fiberchannel), oder NBD (Network Block Device) angesprochen werden. Das Datei-Locking, ohne das ein Cluster-Dateisystem nicht funktionieren würde, übernimmt ein Locking-Modul von GFS (meist lock_gulm oder etwas neuer lock_dlm).
Es ist Teil des Linux-Kernels und wird in dessen Rahmen entwickelt. Treibende Kraft ist dabei die Firma Red Hat.
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[Bearbeiten] Geschichte
GFS war ursprünglich als Teil einer Machbarkeitsstudie an der Universität von Minnesota entwickelt worden. Später wurde es von Sistina Software übernommen, die es als Open Source-Projekt weiterentwickelte. 2001 entschied Sistina Software, GFS als proprietäre Software weiterzuentwickeln. 2003 kaufte Red Hat dann Sistina Software (und damit auch GFS) und veröffentlichte GFS 2004 mit anderen Cluster-Infrastruktur-Programmen unter der GPL.
[Bearbeiten] Technisches
- GFS ist ein Filesystem, das über das entsprechende GFS Kernel Modul und eine funktionierende Cluster-Konfiguration gemountet werden kann.
- GFS arbeitet mit Kernelmodulen und Diensten für das Management (z.B. CMAN, ccsd), Locking (lock_gulm oder lock_dlm) und Fencing (z.b. fenced für das Abschiessen, von ausgefallenen Cluster Nodes).
- Exportiert werden die lokalen Blockdevices meist über GNBD (Global Network Block Device) oder auch per NFS (Network Filesystem).
- Exportierte, GFS formatierte Blockdevices können über gnbd_import auf anderen Rechnern im GFS Cluster importiert und lokal gemountet werden.
[Bearbeiten] Kernel Module und Dienste
- GFS 6.1 - Cluster-Dateisystem
- DLM - Distributed Lock Manager
- CMAN - Cluster Manager
- CLVM - Cluster Erweiterung zum LVM2 (Logical Volume Manager)
- CCS - Cluster Konfigurations System, welches die cluster.conf verwaltet
- Fence - I/O Fencing System, Abschiessen unterbrochener oder fehlerhafter Nodes im Cluster (z.B. über iLO)
- GNBD - Global Network Block Device, Treiber der lokale Block Devices (Volumes) über das Netzwerk zur Verfügung stellt
- RGManager - Ressourcen Monitor und Gruppen Manager, Überwacht, startet und stoppt Ressourcen, Dienste und Applikationen
- GULM - Reduntanter, Serverbasierter Cluster und Lock Manager für GFS 6.1 (Alternative zu CMAN und DLM)
- Magma - Cluster/Locking Bibliothek für Transaktionen zwischen GULM und CMAN/DLM
- GFS Deployment Tool - Ein grafisches Tool für das Ausrollen von GFS auf mehrer Rechner
- system-config-cluster - Grafisches Tool für das Verwalten des GFS Cluster über mehere Rechner
[Bearbeiten] Export von Block Devices / Laufwerken über das Netzwerk
Global Network Block Device ist mit anderen Network-Block-Device-Treibern vergleichbar. Eine Partition auf einer Festplatte ist unter Linux/UNIX ein Block Device, da sie in Datenblöcken aufgeteilt ist. Partitionen werden meist logisch über LVM (Logical Volume Manager) oder CLVM (Cluster Logical Volume Manager) eingerichtet und einfach über GNBD exportiert.
Das Exportieren von Block Devices oder Verzeichnissen (z.B. NFS - Network Filesystem) ist vergleichbar mit dem Freigeben von Ordnern und Laufwerken unter Windows. Exportierte Block Devices können dann auf einem anderen System importiert und gemountet (eingebunden) werden.
Das Ziel der ganzen Sache ist es, dass mehrere Rechner auf das selbe Dateisystem zugreifen und ihnen somit auch dieselben Daten zur Verfügung stehen. So können z.B. auch mehrere Webserver ein und dieselbe Webseite im Internet anbieten und dabei die Leistung von mehreren Rechnern nutzen.
Meist werden so GFS Volumes (Partitionen mit Dateisystem) innerhalb eines GFS Clusters exportiert und auf mehreren Servern importiert.
- GNBD besteht aus Kernel Modulen und einigen Anwenderprogrammen.
- GNBD setzt ein funktionierendes Fencing (siehe GFS) voraus - meist der Dienst "fenced".
- In einem GFS Cluster übernimmt das Locking Protokoll von GFS das Filelocking und stellt somit die Konsistenz der Daten sicher.
