34、集群文件系统：原理、操作与性能优化

集群文件系统：原理、操作与性能优化

1. 写时复制（COW）冲突处理

在集群文件系统中，当涉及多个写时复制（COW）操作时，需要对这些操作进行排序和处理，并且只保留第一个操作的结果。为了确定哪个COW操作最先发生，可以采用以下两种机制：
- 时间戳法 ：为每个块添加时间戳，保留时间戳最小的块。
- 校验和法 ：存储新旧数据的校验和，通过检查每对新旧校验和来进行协调。较晚写入的旧校验和必须与较早写入的新校验和相同，这样可以将对一个区域的所有写入按时间顺序排列，从而确定最早的事件。

2. 集群文件系统示例

这里假设采用集中式集群文件系统设计，即单个CFS服务器为每个CFS客户端执行元数据更新。下面将详细介绍几种常见系统调用在集群文件系统中的工作流程。

2.1 文件读取

文件读取系统调用进入操作系统时会携带以下信息：
- 目标文件的句柄（inode和vnode）
- 要读取的区域（偏移量和长度）
- 用于复制数据的内存区域指针（用户缓冲区）

操作系统会三次进入CFS客户端：
1. 第一次：锁定vnode（VOP_RWLOCK）
2. 第二次：读取数据（VOP_READ）
3. 第三次：释放vnode锁（VOP_RWUNLOCK）

读取操作的流程如下：

graph TD;
    A[开始读取] --> B{inode缓存有数据?};
    B -- 是 -