Parallel NFS

Bei Parallel NFS (pNFS) handelt es sich um eine optionale Erweiterung der NFS v4.1-Spezifikation, die mit dem Ziel geschaffen wurde, die I/O-Leistungsengpässe in Hochleistungsrechenclustern aufzuheben. pNFS ermöglicht wesentlich schnellere Zugriffe als NFSv4, da diese direkt und parallel auf dem physischen Datenspeicher eines zentralisierten Storage-Clusters stattfinden und durch Metadatenserver kollisionsfrei koordiniert werden.

Die Liste der Verbesserungen in pNFS ist lang, doch liegen die größten Vorteile darin, dass pNFS die Leistungsengpässe traditioneller NAS-Systeme überbrückt, ohne die Datenintegrität aufs Spiel zu setzen und ohne jegliche Anpassungen des Betriebssystems oder der verwendeten Applikationen zu benötigen. Nach dem Einholen ihrer Berechtigungen von den Meta- datenservern greifen die Clients ohne Umwege direkt und parallel auf das jeweilige physikalische Massenspeichergerät zu und können daher die Gesamtbandbreite der Topologie wesentlich effizienter auslasten.

Red Hat konnte in einem Benchmark von pNFS gegenüber NFSv3 und NFSv4 in RHEL 7 nachweisen, dass bei 100 Benutzern pNFS-Clients in einem Zwei-Knoten-Cluster bei aktivierter R/W-Delegation gemäß NFSv4.1 knapp unter 250.000 Transaktionen pro Minute ausführen und damit die Leistung von NFSv4 um nahezu 50 Prozent verbessern konnten.

Fedora bietet pNFS-Unterstützung bereits seit Version 15 und RHEL seit Version 6.4 mit dem Layout-Typ files (in 6.2/6.3 noch experimentell). Der pNFS-Client im Lieferumfang von RHEL 7 unterstützt erstmals alle drei Layouts (Dateien, Objekte und Blöcke), bringt zudem einen NFSv4.1-Server mit Only-Once-Semantik unter Verwendung von TCP mit, die sparsamer mit CPU-Zyklen umgeht, und stellt Administratoren auch FedFS und GFS2 zur Verfügung. In anderen Linux-Distributionen können Sie bei Bedarf die pNFS-Unterstützung nachrüsten, indem Sie einen neuen Kernel kompilieren [4]. Um die pNFS-Funktionalität zu nutzen, denken Sie beim Mounten von pNFS-Volumes an die Option "-o minorversion=1", also zum Beispiel:

mount -o minorversion=1 server:/filesystem /mnt

Falls Sie sich vergewissern möchten, dass der Vorgang korrekt durchgeführt wurde, genügt normalerweise der Befehl »mount-stats« . Um zu prüfen, ob das zugehörige Kernelmodul korrekt geladen wurde, bietet sich der nachfolgende Befehl an:

lsmod | grep nfs_layout_nfsv41_files

Bild 2: Bei pNFS verarbeitet der Server die Metadaten, während autorisierte Clients direkt auf den Massenspeicher zugreifen.

Federated File System

 Das FedFS (Federated File System) ist eine Sammlung offener Protokolle, die die Umsetzung eines skalierbaren, globalen und föderierten Dateisystemnamensraums ermöglichen, der durch unveränderte NFSv4/4.1-Clients genutzt werden kann. In einem föderierten System behalten die Teilnehmer die Kontrolle über die Verwaltung ihrer eigenen Systeme. Die physikalische und die logische Datenstruktur handhabt FedFS separat; die Benutzer nehmen den gesamten Adressraum als einen einzigen Verzeichnisbaum wahr. Unter Benutzung des FedFS in Zusammenarbeit mit NFS

v4.1 können Sie einen kohärenten Namensraum über mehrere Dateiserver hinweg erzeugen. Ein NFS-Namensraum ist einfach eine Sammlung von NFSv4-Dateisystem-Referrals.