11.10 Example: The WAFL File System

11.10 Example: The WAFL File System
Because disk I/O has such a huge impact on system performance, file-system design and implementation command quite a lot of attention from system designers. Some file systems are general purpose, in that they can provide reasonable performance and functionality for a wide variety of file sizes, file types, and I/O loads. Others are optimized for specific tasks in an attempt to provide better performance in those areas than general-purpose file systems. The write-anywhere file layout (WAFL) from Network Appliance is an example of this sort of optimization.WAFL is a powerful, elegant file system optimized for random writes.
WAFL is used exclusively on network file servers produced by Network Appliance and is meant for use as a distributed file system. It can provide files to clients via the NFS, CIFS, ftp, and http protocols, although it was designed just for NFS and CIFS. When many clients use these protocols to talk to a file server, the server may see a very large demand for random reads and an even larger demand for random writes. The NFS and CIFS protocols cache data from read operations, so writes are of the greatest concern to file-server creators.
WAFL is used on file servers that include an NVRAM cache for writes. The WAFL designers took advantage of running on a specific architecture to optimize the file system for random I/O, with a stable-storage cache in front. Ease of use is one of the guiding principles of WAFL. Its creators also designed it to include a new snapshot functionality that creates multiple read-only copies of the file system at different points in time.
The file system is similar to the Berkeley Fast File System, with many modifications. It is block-based and uses inodes to describe files. Each inode contains 16 pointers to blocks (or indirect blocks) belonging to the file described by the inode. Each file system has a root inode. All of the metadata lives in files. All inodes are in one file, the free-block map in another, and the free-inode map in a third, as shown in Figure 11.1. Because these are standard files, the data blocks are not limited in location and can be placed anywhere. If a file system is expanded by addition of disks, the lengths of the metadata files are automatically expanded by the file system.

Kết quả (Việt) 1:

11,10 ví dụ: WAFL tập tin hệ thốngVì đĩa i/o có một tác động rất lớn về hiệu năng hệ thống, thiết kế hệ thống tập tin và thực hiện lệnh khá nhiều sự chú ý từ các nhà thiết kế hệ thống. Một số hệ thống tập tin là thông dụng, trong đó họ có thể cung cấp hiệu suất hợp lý và chức năng cho một loạt các kích thước tập tin, loại tệp, và I/O tải. Những người khác được tối ưu hóa cho nhiệm vụ cụ thể trong một nỗ lực để cung cấp hiệu suất tốt hơn trong các lĩnh vực hơn hệ thống tập tin mục đích chung. Viết-bất cứ nơi nào tập tin bố trí (WAFL) từ thiết bị mạng là một ví dụ về loại này của tối ưu hóa. WAFL là một hệ thống tập tin mạnh mẽ, thanh lịch tối ưu hóa cho ngẫu nhiên viết. WAFL được sử dụng độc quyền trên mạng máy chủ tập tin được sản xuất bởi thiết bị mạng và có nghĩa là để sử dụng như một hệ thống tệp phân tán. Nó có thể cung cấp cho tập tin cho các khách hàng thông qua NFS, CIFS, ftp và giao thức http, mặc dù nó được thiết kế chỉ cho NFS và CIFS. Khi nhiều khách hàng sử dụng các giao thức này để nói chuyện với một máy chủ tập tin, các máy chủ có thể thấy một nhu cầu rất lớn cho lần đọc ngẫu nhiên và một nhu cầu lớn hơn cho ngẫu nhiên viết. Các giao thức NFS và CIFS bộ nhớ cache dữ liệu từ hoạt động đọc, do đó, ghi của mối quan tâm lớn nhất với người sáng tạo máy chủ tập tin. WAFL được sử dụng trên các máy chủ tập tin bao gồm một bộ nhớ cache bộ nhớ NVRAM cho viết. Các nhà thiết kế WAFL đã lợi dụng chạy trên một cấu trúc cụ thể để tối ưu hóa hệ thống tập tin cho I/O ngẫu nhiên, với một bộ nhớ cache lưu trữ ổn định ở phía trước. Dễ sử dụng là một trong các nguyên tắc hướng dẫn của WAFL. Người sáng tạo của nó cũng thiết kế để bao gồm một chức năng mới ảnh chụp mà tạo ra nhiều bản sao chỉ đọc của hệ thống tập tin tại các điểm khác nhau trong thời gian.Hệ thống tập tin là tương tự như các Berkeley nhanh hệ thống tập tin, với sửa đổi rất nhiều. Đô thị này là dựa trên khối và sử dụng inodes để mô tả tập tin. Mỗi inode chứa 16 con trỏ đến khối (hoặc gián tiếp khối) thuộc các tập tin được mô tả bởi inode. Mỗi hệ thống tập tin có một inode gốc. Tất cả các siêu dữ liệu sống trong các tập tin. Tất cả inodes là một tập tin, bản đồ khối miễn phí khác và miễn phí-inode bản đồ trong một phần ba, như minh hoạ trong hình 11.1. Bởi vì đây là những tiêu chuẩn tập tin, các khối dữ liệu không giới hạn ở vị trí và có thể được đặt bất cứ nơi nào. Nếu một hệ thống tập tin được mở rộng bằng cách thêm đĩa, độ dài của các tập tin siêu dữ liệu tự động được mở rộng bởi hệ thống tập tin.

Kết quả (Việt) 2:

11.10 Ví dụ: File System WAFL
Bởi vì đĩa I / O có một tác động rất lớn về hiệu năng hệ thống, thiết kế hệ thống tập tin và thực hiện lệnh khá nhiều sự chú ý từ các nhà thiết kế hệ thống. Một số hệ thống tập tin có chung mục đích, trong họ có thể cung cấp hiệu suất hợp lý và chức năng cho một loạt các kích cỡ file, loại file, và I / O tải. Những người khác được tối ưu hóa cho các nhiệm vụ cụ thể trong một nỗ lực để cung cấp hiệu suất tốt hơn ở những khu vực hơn các hệ thống tập tin có mục đích chung. Việc bố trí tập tin ghi bất cứ nơi nào (WAFL) từ Network Appliance là một ví dụ của loại này optimization.WAFL là một hệ thống tập tin mạnh mẽ thanh lịch tối ưu hóa cho ghi ngẫu nhiên.
WAFL được sử dụng độc quyền trên các máy chủ tập tin mạng sản xuất bởi Network Appliance và có nghĩa là cho sử dụng như một hệ thống tập tin phân phối. Nó có thể cung cấp cho các tập tin cho khách hàng thông qua NFS, CIFS, ftp và http giao thức, mặc dù nó được thiết kế chỉ cho NFS và CIFS. Khi nhiều khách hàng sử dụng các giao thức này để nói chuyện với một máy chủ file, máy chủ có thể nhìn thấy một nhu cầu rất lớn cho ngẫu nhiên đọc và một nhu cầu lớn hơn cho ghi ngẫu nhiên. Các NFS và CIFS giao thức dữ liệu bộ nhớ cache từ các hoạt động đọc, do đó ghi là những mối quan tâm lớn nhất đối với tập tin máy chủ sáng tạo.
WAFL được sử dụng trên các máy chủ tập tin đó bao gồm một bộ nhớ cache NVRAM để ghi. Các nhà thiết kế WAFL đã tận dụng chạy trên một kiến trúc cụ thể để tối ưu hóa hệ thống tập tin ngẫu nhiên I / O, với một bộ nhớ cache ổn định lưu trữ ở phía trước. Dễ sử dụng là một trong những nguyên tắc hướng dẫn của WAFL. Tác giả của nó cũng được thiết kế nó để bao gồm một chức năng snapshot mới cho phép tạo nhiều chỉ đọc bản sao của hệ thống tập tin tại thời điểm khác nhau.
Các hệ thống tập tin là tương tự như các hệ thống tập tin nhanh Berkeley, với nhiều thay đổi. Đó là dựa trên khối và sử dụng các inode để mô tả tập tin. Mỗi inode chứa 16 con trỏ đến khối (hoặc khối gián tiếp) thuộc các tập tin được mô tả bởi các inode. Mỗi hệ thống tập tin có một inode gốc. Tất cả các siêu dữ liệu sống trong các tập tin. Tất cả các inode là trong một tập tin, bản đồ miễn phí-block trong một, và bản đồ miễn phí-inode trong một phần ba, như thể hiện trong hình 11.1. Bởi vì đây là những tập tin chuẩn, các khối dữ liệu không giới hạn ở vị trí và có thể được đặt ở bất cứ đâu. Nếu một hệ thống tập tin được mở rộng bằng cách thêm đĩa, độ dài của các tập tin siêu dữ liệu sẽ tự động được mở rộng bằng các hệ thống tập tin.