Chương 1 : Tổng quan về hệ phân tán. Định nghĩa

Coda là một hệ thống file phân tán đảm bảo tính co dãn, tính an toàn và khả năng tồn tại cao. Mục đích quan trọng của là đảm bảo thu được mức cao trong việc định danh và độ trong suốt vị trí, để hệ thống xuất hiện trước người dùng tương tự như một hệ thống file cục bộ thông thường.

Hình 79. Mô hình CODA

Coda gồm 2 thành phần chính

Vice file server: Đây là một nhóm nhỏ các bộ quản lí trung tâm, có liên hệ với nhau. Tiến trình Venus đảm nhiệm cung cấp sự truy cập tới hệ thống file nằm trên Vice file server

Virtual client: là tập hợp rộng lớn các máy trạm ảo, thông qua nó người dùng và các tiến trình có thể truy nhập vào hệ thống file.

Có ba tiến trình diễn ra bên phía server: quan trọng nhất là đảm bảo cho việc duy trì một tập các file cục bộ ; các máy Vice tin cậy để chạy server thẩm định quyền ; và một tiến trình update để dam bảo các siêu thông tin (meta-informaton) trên hệ thống file nhất quán tại mỗi server.

Truyền thông liên quá trình trong Coda được thực hiện bằng cách sử dụng RPCs. Tuy nhiên, hệ thống RPC2 cho Coda tinh vi hơn rất nhiều so với các hệ thống RPC truyền thống như ONC RPC được sử dụng trong NFS.

RPC2 có các tính năng đáng kể sau đây

Cho phép client nắm được trạng thái của server (đang xử lý kết quả hoặc đã ngừng hoạt động).

Hỗ trợ cơ cấu cho phép client và server có thể truyền thông với nhau sử dụng giao thức đặc tả ứng dụng, gọi là side effect.

Hỗ trợ multicasting thông qua hệ thống MultỉPC, thực chất là thực hiện nhiều RPC song song.

Có sự khác biệt rõ ràng giữa các tiến trình client và server. Client được thực hiện bởi tiến trình Venus còn server được thực hiện bởi tiến trình Vice. Cả hai loại tiến trình đều là một tập hợp các luồng nhất quán. Luồng trong Coda không có quyền ưu tiên và hoạt động hoàn toàn trong không gian người sử dụng. Để giải thích cho thao tác liên tục khi gặp phải sự ngăn chặn lệnh I/O, một chuỗi riêng biệt được sử dụng để xử lý tất cả các thao tác I/O, mà thực hiện việc sử dụng các thao tác I/O thiếu đồng bộ cấp thấp của hệ thống hoạt động cơ sở. Chuỗi này mô phỏng một cách có hiệu quả I/O đồng bộ mà không hề ngăn chặn toàn bộ một quy trình.

Coda duy trì một hệ thống định danh tương tự như UNIX. File được nhóm thành một đơn vị gọi là volume. Volume tương ứng với các cây con trong không gian tên chia sẻ của server Vice. Có 2 lý do khiến volume trở nên quan trọng:Chúng tạo nên đơn vị cơ bản mà từ đó không gian tên được xây dựng. Và chúng tạo nên đơn vị cho nhân bản ở phía server.

Thông tin mount được Vice file server trả về cho tiến trình Venus sẽ cho phép Venus tự động mount một volume vào không gian tên của client khi cần thiết.

Coda phân biệt 2 loại volume: volume logic tương ứng với một bản sao của volume vật lý và có RVID liên kết (Replicated Volume Identifier). RVID là vị trí và định danh volume không phụ thuộc vào bản sao. Mỗi volume vật lý có một định danh volume (Volume Identifier – VID)

Coda gán cho mỗi file một định danh file dài 96 bit, gồm 2 phần: phần đầu chứa 32bit RVID của volum logic và phàn thứ hai gồm 64 bit định danh duy nhất file trong volume.
10.2.5 Đồng bộ

Chia sẻ file trong Coda

Khi một client mở thành công một file, toàn bộ file đó được sao chép vào máy client và server ghi lại client đã sao chép. Trong Coda, server cho phép nhiều client cùng đọc một file nhưng không cho phép hai client thao tác trên cùng một file mà trong đó ít nhất một thao tác là thao tác ghi. Vấn đề cập nhật xảy ra khi một client thay đổi giá trị của file và gửi bản cập nhất về phía server. Server nhận biết được sự cập nhật này, tuy nhiên các client khác lại vẫn thao tác trên các bản sao chép đang chứa tại máy của mình (nghĩa là chưa được cập nhật).

Trong Coda, một phân vùng là phần của mạng chứa một tập hợp các clienr hoặc server hoặc cả hai. Điều quan trọng ở đây là các thao tác trên file có thể tiếp tục thực hiện trong trường hợp xảy ra các thao tác đụng độ giữa các vùng khác nhau. Để làm được điều này, Coda sử dụng lược đồ phiên bản. Mỗi file có một số hiệu phiên bản biểu thị rằng nó đã được cập nhật bao nhiêu lần kể từ khi được tạo ra. Khi một client bắt đầu một phiên, tất cả dữ liệu liên quan đến phiên sẽ được sao chép về máy client, bao gồm cả số hiệu phiên bản của mỗi phần tử dữ liệu.

Khi có một hoặc nhiều giao tác đang thực hiện ở phía client, phân vùng mạng bị đứt kết nối. Khi đó, Venus cho phép client tiếp tục và hoàn thành việc thực hiện phiên như là không có gì xảy ra. Sau đó, khi kết nối với server được thiết lập lại, sự cập nhật được gửi tới server giống như nó đã diễn ra ở client.
10.2.6 Đệm và nhân bản

Client Caching

Client trong Coda luôn luôn thực hiện đệm toàn bộ các file do: (1) nó đảm bảo được khả năng co dãn ; (2) làm tăng khả năng chịu lỗi.

Cơ chế đệm dữ liệu trong Coda được thực hiện dựa trên callback.

Server Replication

Coda cho phép server chứa file được nhân bản và sử dụng giao thức ghi nhân bản (replicated-write protocol) để duy trì sự nhất quán của các bản sao volume. Ngoài ra, Coda cũng hỗ trợ việc phát hiện và khắc phục sự không nhất quán thông qua việc sử dụng vecto phiên bản Coda (Coda version vector).

Để thao tác ngắt kết nối thành công, phải đảm bảo rằng bộ đệm của client chứa những file sẽ được truy cập trong khi ngắt kết nối. Việc đảm bảo bộ đệm chứa đầy đủ những file thích hợp được gọi là dự trữ (hoarding). Coda sử dụng cơ chế ưu tiên để đảm bảo điều đó. Đầu tiên, người sủ dụng chỉ ra các file và thư mục mình cần bằng cách chứa các pathname trong cơ sở dữ liệu dự trữ (được duy trì cho mỗi máy trạm). Kết hợp thông tin trong cơ sở dữ liệu dự trữ và thông tin tham chiếu hiện tại, Coda tinh toán quyền ưu tiên cho mỗi file, sau đó nó gán file với mỗi quyền thỏa mãn 3 điều kiện: (1) Khong có file không đệm có quyền cao hơn file đệm ; (2) Hoặc bộ đệm đã đầy hoặc không có file không đệm nào có quyền ưu tiên khác 0 ; (3) Mỗi file đệm được sao chép của file trong AVSG của client.

Bộ nhớ ảo có khả năng phục hồi là cơ cấu mức người dùng để duy trì các cấu trúc dữ liệu quan trọng trong bộ nhớ để đảm bảo rằng chúng có thể dễ dàng được phục hồi sau khi bị phá vỡ. Ý tưởng cơ bản khá đơn giản: dữ liệu được chứa trong file được map vào trong bộ nhớ khi cần thiết. Các thao tác trên dữ liệu sẽ được ghi lại giống như trong trường hợp giao tác phẳng.

Coda sử dụng hệ thống mật khóa bí mật để thiết lập kênh truyền an toàn giữa client và server. Tất cả việc truyền thông giữa client và server đều dựa trên cơ cấu RPC an toàn của Coda