25、分布式与并行文件系统深度解析

分布式与并行文件系统深度解析

1. 分布式文件系统的起源与发展

在 20 世纪 80 年代，软件公司和大学开始研发分布式文件系统。当时，许多组织认为工作站网络是理想的运营环境，无盘工作站因降低硬件成本、维护和系统管理成本而备受青睐。这促使了分布式文件系统的发展，用于管理大量工作站。以下是几种早期的分布式文件系统：
- 网络文件系统（NFS） ：由 Sun Microsystems 在 1984 年开发，是第一个广泛使用的分布式文件系统。它基于客户端 - 服务器模型，旨在让局域网内的多个客户端共享文件系统。由于当时大多数工作站运行 UNIX 系统，NFS 的设计受 UNIX 文件系统（UFS）影响，目标包括提供与本地 UFS 相同的语义、便于集成到现有 UFS、支持不同操作系统的客户端以及接受因网络远程访问导致的适度性能下降。
- 安德鲁文件系统（AFS） ：于 20 世纪 80 年代末由卡内基梅隆大学（CMU）与 IBM 合作开发。该系统设想连接大量工作站和相对较少的服务器，预计连接多达 10000 个工作站。AFS 强调性能、安全性和文件系统的简单管理，通过本地磁盘作为持久缓存提高可扩展性和降低响应时间，同时采用加密通信和访问控制列表（ACLs）增强安全性。
- 精灵网络文件系统（SFS） ：是 Sprite 网络操作系统的组件，支持客户端和服务器系统的非直写式文件缓存。它通过缓存一致性机制确保所有工作站上的文件访问语义相同，减少网络延迟和服务器负载，提高性能。SFS 的设计受当时工作站资源限制的影响，采用了独特的缓存机制和策略。

2. NFS 详细解析