Publikationsdatum:
2020-11-16
Beschreibung:
Verteilte Dateisysteme, wie sie unter anderem in Cloud-Umgebungen eingesetzt werden,
werden häufig von verschiedenen Anwendern und Anwendungen zeitgleich verwendet.
Da diese Ressourcen in Cloud-Umgebungen gemietet sind, muss sichergestellt werden,
dass ein Kunde nur die Ressourcen verwenden kann, für die er bezahlt hat. Andernfalls
könnten andere Kunden beeinträchtigt werden. Solch eine Obergrenze wird auch als
Quota bezeichnet. Speziell für objektbasierte Dateisysteme, bei denen die Metadaten
einer Datei von den Dateiinhalten getrennt gespeichert und verwaltet werden, erfordert
die Forcierung einer Quota ein verteiltes Protokoll.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein Quota-Protokoll für objektbasierte
Dateisysteme entwickelt und implementiert. Bei einer aktiven Quota wird zunächst ein
Teil des Speicherplatzes für eine bestimmte Datei blockiert, der als Voucher bezeichnet
wird. Anschließend wird dem Client die maximale Dateigröße in signierter Form
zugewiesen. Sie ergibt sich aus der Summe der bisherigen Dateigröße und allen erstellten
Vouchers. Durch diesen Ansatz können die Speicherserver bei jedem Zugriff lokal prüfen,
ob der Schreibzugriff die maximale Dateigröße überschreiten würde. Reicht diese nicht
aus, muss ein zusätzlicher Voucher erstellt werden, sofern noch Speicherplatz verfügbar
ist. Nicht verbrauchter Speicherplatz wird am Ende wieder freigegeben. Zusätzlich
unterstützt das Protokoll die Verteilung der Inhalte einer Datei auf mehrere Server
(Striping) sowie Sparse-Dateien, bei denen beliebige Bereiche der Datei leer bleiben. Die
Implementierung erfolgte im objektbasierten Dateisystem XtreemFS. Dabei wurden
spezielle Funktionen von XtreemFS, wie die Dateireplikation, mit einbezogen.
In einer abschließenden Evaluation wurde der Einfluss des implementierten Quota-
Protokolls bezüglich der Performanz von XtreemFS untersucht. Dabei zeigte sich
zunächst, dass bei einer aktiven Quota die Performanz beim Schreiben großer Daten-
mengen abhängig von der eingestellten Voucher-Größe ist. Ist diese zu niedrig gewählt,
so muss der Client seine maximale Dateigröße durch zusätzliche Anfragen beim Metada-
tenserver erhöhen, was die Performanz negativ beeinträchtigt. Bei einer Voucher-Größe
von 100 MiB wurde beim Schreiben einer 10 GiB-Datei ein Performanzverlust von unter
2% gemessen, verglichen mit dem Entwicklungsstand ohne implementiertes Quota-
Protokoll. Bei der Erstellung mehrerer 64 KiB-Dateien wurde aufgrund zusätzlicher
Nachrichten ein Verlust von rund 8% gemessen.
Sprache:
Deutsch
Materialart:
masterthesis
,
doc-type:masterThesis
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