多级集群文件系统的全局命名空间的设计与实现
多级集群文件系统的全局命名空间的设计与实现
封仲淹
李
旭
(华中科技大学计算机学院信息存储系统教育部重点实验室
随着存储数据的爆炸性增长和集群技术的快速发展
该文设计并实现了一个多级集群
文件系统
MCFS 系统采用元数据分层管理思想
异构的环境下实现全局命名空间进行了相应的试验测试和
性能分析
并行文件系统
全局命名空间
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Key words
èí?t??ê?ó?êy?Y?a
3428(2006)21
03
文献标识码
TP303
随着信息技术的发展
更高性能的要求
ＡＦＳ和
Coda 等已得到了广泛的应用
并不能在单一系统映像为了适应集群系统应用
对文件系统的要求
本文重
点
研究了
MCFS 的元数据管理
从而使整个系统运行在一个松耦合
1 元数据管理的设计与实现
为了实现MCFS
全局命名空间
并且为了避免单一
服务器瓶颈问题
通过元数据的分层思想
提升了性能
1.1 元数据的分布式管理
目前主流的并行文件系统或分布式文件系统通常采用集中式元数据管理General
Parallel File System(GPFS)
[2]
蓝鲸
分布式文件系统(BWFS)[4]
等
(1)所有对文件的访问至少要分为
2
个步骤
然后定位到具体存储节点上具体位置
同样会引起风险的增加
很容易出现瓶颈和单点失效
从而元数据服务器就成为一个系统的瓶颈
很有可能导致整个系统陷入瘫痪
状态
这种集中式元数据都采用了复
杂的管理技术
MCFS
系统如图1
所示
国家
封仲淹
(1981男
网络存储系统
李锡武
李 旭
2005-12-01 E-mail
分布式文件系统Hadoop HDFS与传统文件系统Linux FS的比较与分析
６苏州大学学报（工科版）第３０卷 图１Ｉ－ＩＤＦＳ架构 ２ＨＤＦＳ与ＬｉｎｕｘＦＳ比较 ＨＤＦＳ的节点不管是ＤａｔａＮｏｄｅ还是ＮａｍｅＮｏｄｅ都运行在Ｌｉｎｕｘ上，ＨＤＦＳ的每次读／写操作都要通过ＬｉｎｕｘＦＳ的读／写操作来完成，从这个角度来看，ＬｉｎｕｘＰＳ是ＨＤＦＳ的底层文件系统。 ２．１目录树（ＤｉｒｅｃｔｏｒｙＴｒｅｅ） 两种文件系统都选择“树”来组织文件，我们称之为目录树。文件存储在“树叶”，其余的节点都是目录。但两者细节结构存在区别，如图２与图３所示。 一二 Ｒｏｏｔ ＼ 图２ＩｔＤＦＳ目录树围３ＬｉｎｕｘＦＳ目录树 ２．２数据块（Ｂｌｏｃｋ） Ｂｌｏｃｋ是ＬｉｎｕｘＦＳ读／写操作的最小单元，大小相等。典型的ＬｉｎｕｘＦＳＢｌｏｃｋ大小为４ＭＢ，Ｂｌｏｃｋ与ＤａｔａＮ－ｏｄｅ之间的对应关系是固定的、天然存在的，不需要系统定义。 ＨＤＦＳ读／写操作的最小单元也称为Ｂｌｏｃｋ，大小可以由用户定义，默认值是６４ＭＢ。Ｂｌｏｃｋ与ＤａｔａＮｏｄｅ的对应关系是动态的，需要系统进行描述、管理。整个集群来看，每个Ｂｌｏｃｋ存在至少三个内容一样的备份，且一定存放在不同的计算机上。 ２．３索引节点（ＩＮｏｄｅ） ＬｉｎｕｘＦＳ中的每个文件及目录都由一个ＩＮｏｄｅ代表，ＩＮｏｄｅ中定义一组外存上的Ｂｌｏｃｋ。 ＨＤＰＳ中ＩＮｏｄｅ是目录树的单元，ＨＤＦＳ的目录树正是在ＩＮｏｄｅ的集合之上生成的。ＩＮｏｄｅ分为两类，一类ＩＮｏｄｅ代表文件，指向一组Ｂｌｏｃｋ，没有子ＩＮｏｄｅ，是目录树的叶节点；另一类ＩＮｏｄｅ代表目录，没有Ｂｌｏｃｋ，指向一组子ＩＮｏｄｅ，作为索引节点。在Ｈａｄｏｏｐ０．１６．０之前，只有一类ＩＮｏｄｅ，每个ＩＮｏｄｅ都指向Ｂｌｏｃｋ和子ＩＮ－ｏｄｅ，比现有的ＩＮｏｄｅ占用更多的内存空间。 ２．４目录项（Ｄｅｎｔｒｙ） Ｄｅｎｔｒｙ是ＬｉｎｕｘＦＳ的核心数据结构，通过指向父Ｄｅｎ姆和子Ｄｅｎｔｒｙ生成目录树，同时也记录了文件名并 指向ＩＮｏｄｅ，事实上是建立了＜ＦｉｌｅＮａｍｅ，ＩＮｏｄｅ＞，目录树中同一个ＩＮｏｄｅ可以有多个这样的映射，这正是连
【大数据软件】Gcluster集群的文件系统
1 理论知识 1.1 概念 1.1.1 全局统一命名空间的定义 全局统一命名空间将磁盘和内存资源集成一个单一的虚拟存储池，对上层用户屏蔽了底层的物理硬件。 1.1.2 GlusterFS的定义 GlusterFS是一套可扩展的开源群集文件系统，并能够轻松地为客户提供全局命名空间、分布式前端以及高达数百PB级别的扩展性。 1.1.3 元数据的定义 元数据，是用来描述一个给定的文件或是区块在分布式文件系统中所处的位置。注：元数据时网络附加存储解决方案在规模化方面的致命弱点，因其所有节点都必须不断与服务器（或集群组）保持联系以延续真个群集的元数据，故增加了额外的开销，致使硬件在等待响应元数据请求过程中而效率低下。 1.2 数据定位技术 Gluster通过其自有的弹性Hash算法可计算出文件在群集中每个节点的位置， 而无需联系群集内的其他节点，从而降低了追踪元数据的变化而带来额外的开销。 1.2.1 数据访问流程 - 根据输入的文件路径和文件名计算hash值 - 根据hash值在群集中选择子卷（存储服务器），进行文件定位 - 对所选择的子卷进行数据访问 1.2.2 Davies-Meyer算法 Gluster使用Davies-Meyer算法计算文件名的hash值，获得一个32位整数，算法特点如下： - 非常好的hash分布性
- 高效率的计算 1.3 Gluster的架构 1.3.1 存储服务器(Brick Server) - 存储服务器主要提供基本的数据存储功能 - 最终通过统一调度策略分布在不同的存储服务器上（通过Glusterfsd来处理数据服务请求） - 数据以原始格式直接存储于服务器本地文件系统（EXT3/EXT4/XFS/ZFS 等） 1.3.2 客户端和存储网关（NFS/Samba）
服务器集群设计
服务器集群设计 服务器集群技术随着服务器硬件系统与网络操作系统的发展而产生的，在可用性、高可靠性、系统冗余等方面越来越发挥重要中用，是核心系统必不可少的。数据库保存者抄表系统的数据，是整个信息系统的关键所在。 解决系统可靠性的措施通常是备份和群集。备份不能快速恢复，主要用于安全保存，数据库和系统的快速故障恢复通常采用HA（高可用）群集模式， HA 能提供不间断的系统服务，在线系统发生故障时，离线系统能立即发现故障并立即进行接管，继续对外提供服务。HA技术可以有效防止关键业务主机宕机而造成的系统停止运行，被广泛采用。HA技术有两种模式： 具有公共存储系统的HA 数据存储在公共的存储系统上，服务器1为活动服务器，服务器2为待机服务器(备份服务器)，当服务器1发生故障时(软或硬件故障)，服务器2通过私有网络（心跳路径）侦测到服务器1的故障并自动接管服务器1上所有的资源（如IP地址、存储系统、数据库服务、计算机名等），继续为客户机提供数据或其他应用服务。 独立存储系统的HA数据存储在各自服务器的独占存储设备上(内置磁盘或磁盘阵列) ，没有共享存储系统，数据保存在每个服务器独占的存储设备上。通过镜像技术使每台服务器的数据保持同步，切换时间更短，可靠性比共享存储系统的方案更高，并避免了单点崩溃的可能性，增加了数据的安全性及系统的可用性。两台服务器之间的距离不受外部存储设备连接线的限制，因而可以将两台服务器放置在不同位置。
根据上述分析、系统要求、应用软件采用三层结构的优势以及艾因泰克在发电企业几十家的建设经验，方案采用独立存储系统的HA模式。 由于两套数据库服务器只有一台在线工作，方案本着最大限度节约资源的原则，充分高性能服务器的性能，在备用服务器上运行系统的WEB应用。采用双机双应用，互为备用结构。即在线数据库服务器是 WEB应用服务器的备用服务器，在线WEB应用服务器是数据库服务器的备用服务器。这种结构不但充分发挥性能服务器的优势，又保证关键服务器具有自动备用服务器。不但节约了成本，而且避免了采用共用存储设备单点故障带来的数据丢失的灾难，是最佳的选择。 数据库和应用服务器集群结构如下图： 服务器采用2台PowerEdge R900，配置7块146G磁盘，2块磁盘组成RAID 1镜像，作为操作系统盘。5块组成磁盘组成RAID 5，作为数据盘。 集群镜像软件选用RoseMirrorHA。RoseMirrorHA是一个可靠的、稳定的、高性能的应用高可用保护解决方案，实现应用程序的保护，保证了业务的持续运
文件系统课程设计报告
设计时间： 2011-1-5至2011-1-7 专业年级：08计科4班： 一.设计目的： 通过操作系统其中一个子系统的设计和实现，掌握Linux文件系统的基本原理、结构和实现方法，掌握Linux文件系统中文件的建立、打开、读/写、执行、属性等系统调用的使用，学会设计简单的文件系统并实现一组操作，以及学习文件系统的系统调用命令，提高对文件系统实现功能的理解和掌握。同时，掌握操作系统设计的方法与技巧，增强系统软件设计的实际工作能力。 二.设计容： 为LINUX 设计一个简单的二级文件系统。本文件系统采用类似DOS系统的文件管理方式，每次调用该文件系统时，首先申请一定的存空间，然后对该存空间进行分配。将申请到的空间划分为目录区，文件区；采用位示图进行空间管理，盘块的分配使用显示（FAT 表）的方式。每次调用该文件系统时自动为其分配空间，并将上次操作的结果从硬盘上调入存；当结束调用时则将操作的结果重新存入硬盘，以便下次调用。（每次使用都会自动搜索文件系统，以此确定是否是第一次使用；若是则格式化生成文件系统，否则读取已存在的文件系统。） 三．设计过程 1、实现功能 该系统具备下列功能： login 用户登录logout 注销 mkdir/md 创建目录rmdir/rd 删除目录 cd/cd .. 修改目录creat 创建文件 open 打开文件dir 显示当前目录和文件 write 读文件 delete 删除文件 close 关闭文件 2、添加功能 （1）制作了一个“操作命令符”列表框，说明接下来如何操作，这样有利于更好地阅读、操作和运行程序，使不懂得程序代码的人也可以运行该程序，更好地理解该程序实现的功能。 （2）在命令解释层函数cmdexp()里加了一些选择和操作功能，增加程序实现的功能，如原来程序只有显示当前目录和文件、创建目录和修改目录的功能，把它拓展到系统所要求的全部功能，并在原有的程序的基础上进行相应的修改，使程序更加完善。 3、设计思路 （1）要将文件存储在磁盘上，必须为之分配相应的存储空间，并对文件存储空间进行管
Hadoop分布式文件系统：架构和设计
Hadoop分布式文件系统：架构和设计 引言 (2) 一前提和设计目标 (2) 1 hadoop和云计算的关系 (2) 2 流式数据访问 (2) 3 大规模数据集 (2) 4 简单的一致性模型 (3) 5 异构软硬件平台间的可移植性 (3) 6 硬件错误 (3) 二HDFS重要名词解释 (3) 1 Namenode (4) 2 secondary Namenode (5) 3 Datanode (6) 4 jobTracker (6) 5 TaskTracker (6) 三HDFS数据存储 (7) 1 HDFS数据存储特点 (7) 2 心跳机制 (7) 3 副本存放 (7) 4 副本选择 (7) 5 安全模式 (8) 四HDFS数据健壮性 (8) 1 磁盘数据错误，心跳检测和重新复制 (8) 2 集群均衡 (8) 3 数据完整性 (8) 4 元数据磁盘错误 (8) 5 快照 (9)
引言 云计算（cloud computing)，由位于网络上的一组服务器把其计算、存储、数据等资源以服务的形式提供给请求者以完成信息处理任务的方法和过程。在此过程中被服务者只是提供需求并获取服务结果，对于需求被服务的过程并不知情。同时服务者以最优利用的方式动态地把资源分配给众多的服务请求者，以求达到最大效益。 Hadoop分布式文件系统(HDFS)被设计成适合运行在通用硬件(commodity hardware)上的分布式文件系统。它和现有的分布式文件系统有很多共同点。但同时，它和其他的分布式文件系统的区别也是很明显的。HDFS是一个高度容错性的系统，适合部署在廉价的机器上。HDFS 能提供高吞吐量的数据访问，非常适合大规模数据集上的应用。 一前提和设计目标 1 hadoop和云计算的关系 云计算由位于网络上的一组服务器把其计算、存储、数据等资源以服务的形式提供给请求者以完成信息处理任务的方法和过程。针对海量文本数据处理,为实现快速文本处理响应,缩短海量数据为辅助决策提供服务的时间,基于Hadoop云计算平台,建立HDFS分布式文件系统存储海量文本数据集,通过文本词频利用MapReduce原理建立分布式索引,以分布式数据库HBase 存储关键词索引,并提供实时检索,实现对海量文本数据的分布式并行处理.实验结果表 明,Hadoop框架为大规模数据的分布式并行处理提供了很好的解决方案。 2 流式数据访问 运行在HDFS上的应用和普通的应用不同，需要流式访问它们的数据集。HDFS的设计中更多的考虑到了数据批处理，而不是用户交互处理。比之数据访问的低延迟问题，更关键的在于数据访问的高吞吐量。 3 大规模数据集 运行在HDFS上的应用具有很大的数据集。HDFS上的一个典型文件大小一般都在G字节至T字节。因此，HDFS被调节以支持大文件存储。它应该能提供整体上高的数据传输带宽，能在一个集群里扩展到数百个节点。一个单一的HDFS实例应该能支撑数以千万计的文件。
RedHat GFS 集群文件系统入门和进阶 资源帖
https://www.360docs.net/doc/f04943619.html,/viewthread.php?tid=777867&extra=page %3D1%26filter%3Ddigest GFS = RedHat Global File System GFS 的入门必读 以下为入门必看 - GFS 的介绍 https://www.360docs.net/doc/f04943619.html,/solutions/gfs/ - RedHat杂志关于GFS的最佳实践https://www.360docs.net/doc/f04943619.html,/magazine/009jul05/features/gfs_practices/ - RedHat杂志关于GFS和以太网和SAN光纤存储网的介绍https://www.360docs.net/doc/f04943619.html,/magazine/008jun05/features/gfs/ - RedHat杂志关于企业如何用GFS来存储数据的介绍https://www.360docs.net/doc/f04943619.html,/magazine/009jul05/features/gfs_overview/ - RedHat杂志关于用GFS来做数据共享的介绍https://www.360docs.net/doc/f04943619.html,/magazine/006apr05/features/gfs/ - RedHat杂志关于RHCS集群的介绍https://www.360docs.net/doc/f04943619.html,/magazine/009jul05/features/cluster/ - RedHat 官方的GFS 概述文档https://www.360docs.net/doc/f04943619.html,/whitepapers/rha/gfs/GFS_INS0032US.pdf - RedHat 关于GFS扩展性的介绍 https://www.360docs.net/doc/f04943619.html,/solutions/scaleout/ - RedHat和HP提供的HP MC/SG + GFS的方案介绍https://www.360docs.net/doc/f04943619.html,/promo/hp_serviceguard/ (注意右侧的多个连接所指向的文档) - GFS 6.1U3版本的Release notes https://www.360docs.net/doc/f04943619.html,/docs/manua ... HEL4U3-relnotes.txt - GFS 6.1U2版本的Release notes https://www.360docs.net/doc/f04943619.html,/docs/manua ... HEL4U2-relnotes.txt - GFS 6.1的Release notes https://www.360docs.net/doc/f04943619.html,/docs/manua ... FS_6_1-relnotes.txt - GFS 6.1的Admin Guide https://www.360docs.net/doc/f04943619.html,/docs/manuals/csgfs/browse/rh-gfs-en/ - 本版suran007 同学提供的"GFS6.1 ON RHAS4 U2安装文档" https://www.360docs.net/doc/f04943619.html,/viewthr ... &extra=page%3D1
多节点集群多机互备解决方案
https://www.360docs.net/doc/f04943619.html,nderSoft（LVGUI-ch.DOC） Normal **项目 多机互备集群解决方案 销售：王晓强 作者：市场部 上海联鼎软件股份有限公司 https://www.360docs.net/doc/f04943619.html, 版权所有 目录 第一章引言2 1.1公司介绍2 1.2背景3 1.3方案设计总原则5 第二章需求描述6 2.1需求概述6 2.2现状说明和存在问题6 2.3总体需求说明7 第三章方案设计7 3.1项目风险分析8 3.2需解决的问题8
3.3设计原则9 第四章方案描述10 4.1总体方案概述10 4.2集群系统方案概述11 4.3工作流程简单描述11 4.4L ANDER C LUSTER软件的优势：12 第五章方案优势13 第六章技术规格19 第一章引言 1.1公司介绍 联鼎软件(Landersoft)是领先的核心业务及数据安全系统解决方案供应商，致力于通过保障用户关键应用及核心电子化数据，确保企业在全球信息化持续发展进程中无间断的竞争力及信心。产品面向应用高可用性，以及全球范围内的核心系统容灾及数据保护。在中国已有超过5000个用户，9500例安装，市场占有率达到前三位，覆盖金融、电信、医疗、政府、交通、电力、教育、制造业、基础资源等行业，已被证明适用于各种应用、服务器、存储硬件和相关设备并实现互操作。 联鼎软件拥有先进的多平台测试开发系统及前瞻性的用户体验中心。公司大中华区总部设在上海，南亚总部设在新加坡，在中国大型城市设有分支机构，形成具有强大优势的销售管理体系和技术支持体系，能够更好、更及时的响应用户需求。 联鼎认为，未来十年，随着IT技术的加速发展，社会对IT环境及服务将高度依赖，保障企业
操作系统课程设计文件系统管理)
操作系统课程设计Array文件系统管理 学院计算机学院 专业计算机科学与技术 班级 姓名 学号 2013年1月8日 广东工业大学计算机学院制 文件系统管理 一、实验目的 模拟文件系统的实现的基本功能，了解文件系统的基本结构和文件系统的管理方法看，加深了解文件系统的内部功能的实现。通过高级语言编写和实现一个简单的文件系统，模拟文件管理的工作过程，从而对各种文件操作系统命令的实质内容和执行过程有比较深入的了解。 二、实验内容和要求 编程模拟一个简单的文件系统，实现文件系统的管理和控制功能。在用户程序中通过使用文件系统提供的create，open，read，write，close，delete等文件命令，对文件进行操作。 以下报告主要包括： 1.可行性分析 2.需求分析 3.概要设计
4.详细设计 5.测试 6.总结 三、可行性分析 1、技术可行性 对于图形编程还不了解，但是经过本学期的三次实验的练习，可以设计好命令操作界面。利用大二期间学习的数据结构可以模拟出此课程设计的要求。 2、经济可行性 课程设计作为本课程的练习及进一步加深理解。与经济无关，可以不考虑。（零花费，零收益） 3.法律可行性 自己编写的程序，仅为练习，不作其他用途，与外界没什么联系，可行。 四、需求分析 编写程序实现文件系统，主要有以下几点要求： 1、实现无穷级目录管理及文件管理基本操作 2、实现共享“别名” 3、加快了文件检索 五、概要设计 为了克服单级目录所存在的缺点，可以为每一位用户建立一个单独的用户文件目录UFD（User File Directory）。这些文件目录可以具有相似的结构，它由用户所有文件的文件控制块组成。此外，在系统中再建立一个主文件目录MFD （Master File Directory）；在主文件目录中，每个用户目录文件都占有一个目
操作系统文件管理实验报告
操作系统实验报告实验名称：文件管理 专业班级：网络工程1301 学号： 姓名： 2015 年6 月16 日
实验一文件管理 一、实验目的 文件管理是操作系统的一个非常重要的组成部分。学生应独立用高级语言编写和调试一个简单的文件系统，模拟文件管理的工作过程。从而对各种文件操作命令的实质容和执行过程有比较深入的了解，掌握它们的实施方法，加深理解课堂上讲授过的知识。 二、预备知识 1.VS2010的使用 2.C#的学习 3.文件主目录与子目录的理解 三、实验容与步骤 用高级语言编写和调试一个简单的文件系统，模拟文件管理的工作过程。要求设计一个10 个用户的文件系统，每次用户可保存10 个文件，一次运行用户可以打开5 个文件。系统能够检查打入命令的正确性，出错时能显示出错原因。对文件必须设置保护措施，例如只能执行，允许读等。在每次打开文件时，根据本次打开的要求，在此设置保护级别，即有二级保护。文件的操作至少有Create、delete、open、close、read、write 等命令。 所编写的程序应采用二级文件目录，即设置主文件目录和用户文件目录。前者应包含文件主及它们的目录区指针；后者应给出每个文件占有的文件目录，即文件名，保护码，文件长度以及它们存放的位置等。另外为打开文件设置运行文件目录（AFD），在文件打开时应填入打开文件号，本次打开保护码和读写指针等。 程序流程图：
逻辑设计： 使用线性数组表表示MFD，泛型数组表示UFD，每个元素包括用户ID、保存的文件数、再使用线性表表示文件信息，每个元素包括文件名，文件属性（保护码），文件的状态等信息。 物理设计： //主目录 private FileUser[] mfd; //当前用户 private FileUser currentuser; ///
分布式文件存储方案
1DFS系统 (DFS) 是AFS的一个版本，作为开放软件基金会(OSF)的分布 分布式文件系统 式计算环境(DCE)中的文件系统部分。 如果文件的访问仅限于一个用户，那么分布式文件系统就很容易实现。可惜的是，在许多网络环境中这种限制是不现实的，必须采取并发控制来实现文件的多用户访问，表现为如下几个形式： 只读共享任何客户机只能访问文件，而不能修改它，这实现起来很简单。 受控写操作采用这种方法，可有多个用户打开一个文件，但只有一个用户进行写修改。而该用户所作的修改并不一定出现在其它已打开此文件的用户的屏幕上。 并发写操作这种方法允许多个用户同时读写一个文件。但这需要操作系统作大量的监控工作以防止文件重写，并保证用户能够看到最新信息。这种方法即使实现得很好，许多环境中的处理要求和网络通信量也可能使它变得不可接受。 NFS和AFS的区别 NFS和AFS的区别在于对并发写操作的处理方法上。当一个客户机向服务器请求一个文件(或数据库记录)，文件被放在客户工作站的高速缓存中，若另一个用户也请求同一文件，则它也会被放入那个客户工作站的高速缓存中。当两个客户都对文件进行修改时，从技术上而言就存在着该文件的三个版本(每个客户机一个，再加上服务器上的一个)。有两种方法可以在这些版本之间保持同步： 无状态系统在这个系统中，服务器并不保存其客户机正在缓存的文件的信息。因此，客户机必须协同服务器定期检查是否有其他客户改变了自己正在缓存的文件。这种方法在大的环境中会产生额外的LAN通信开销，但对小型LAN来说，这是一种令人满意的方法。NFS 就是个无状态系统。 回呼(Callback)系统在这种方法中，服务器记录它的那些客户机的所作所为，并保留它们正在缓存的文件信息。服务器在一个客户机改变了一个文件时使用一种叫回叫应答(callbackpromise)的技术通知其它客户机。这种方法减少了大量网络通信。AFS(及OSFDCE的DFS)就是回叫系统。客户机改变文件时，持有这些文件拷贝的其它客户机就被回叫并通知这些改变。 无状态操作在运行性能上有其长处，但AFS通过保证不会被回叫应答充斥也达到了这一点。方法是在一定时间后取消回叫。客户机检查回叫应答中的时间期限以保证回叫应答是当前有效的。回叫应答的另一个有趣的特征是向用户保证了文件的当前有效性。换句话说，若
无线数字数集群系统具体实施方案模板.doc
天一阁·月湖景区无线集群通信指挥系统 （设计方案） 浙江宝兴智慧城市建设有限公司 二○一七年七月
目录 1 项目概述 .................................................... 错误 ! 未定义书签。 通信现状 . ............................................ 错误 ! 未定义书签。 集群通信必要性 . ...................................... 错误 ! 未定义书签。 信道利用率高 . .................................... 错误 ! 未定义书签。 业务功能丰富 . .................................... 错误 ! 未定义书签。 系统建成后可实现的功能 . .............................. 错误 ! 未定义书签。 数字集群系统的先进性 . ............................ 错误 ! 未定义书签。 2 项目总体设计方案 ............................................. 错误 ! 未定义书签。 设计目标 . ............................................ 错误 ! 未定义书签。 系统组网方案 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。 基站建设 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。 站点容量计算 . .................................... 错误 ! 未定义书签。 站点部署示意图 . .................................. 错误 ! 未定义书签。 系统规划 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。 系统特点及功能介绍 . .................................. 错误 ! 未定义书签。 基本业务功能 . .................................... 错误 ! 未定义书签。 移动性管理 . .............................. 错误 ! 未定义书签。 安全功能 . ................................ 错误 ! 未定义书签。 基本话音业务 . ............................ 错误 ! 未定义书签。 基本数据业务 . ............................ 错误 ! 未定义书签。 有线调度功能 . .................................... 错误 ! 未定义书签。 语音调度功能 . ............................ 错误 ! 未定义书签。 基本业务功能 ......................... 错误 ! 未定义书签。 多选呼叫 . ............................ 错误 ! 未定义书签。 用户监听 . ............................ 错误 ! 未定义书签。 强插 / 强拆 . ........................... 错误 ! 未定义书签。 遥晕 / 复活 . ........................... 错误 ! 未定义书签。 在线检测 . ............................ 错误 ! 未定义书签。 呼叫提醒 . ............................ 错误 ! 未定义书签。 会议 . ................................ 错误 ! 未定义书签。 遥毙 . ................................ 错误 ! 未定义书签。 短信管理 . ................................ 错误 ! 未定义书签。 紧急告警 . ................................ 错误 ! 未定义书签。 录音回放 . ................................ 错误 ! 未定义书签。 报表查询 . ................................ 错误 ! 未定义书签。 数字系统网管系统 . ................................ 错误 ! 未定义书签。 3 系统设备介绍 ................................................ 错误 ! 未定义书签。 单基站示意图 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。 信道机 . .............................................. 错误 ! 未定义书签。 产品描述 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。 技术规格 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。 合路器 . .............................................. 错误 ! 未定义书签。 分路器 . .............................................. 错误 ! 未定义书签。 双工器 . .............................................. 错误 ! 未定义书签。 室外全向天线 . ........................................ 错误 ! 未定义书签。 手持终端 PD680 ....................................... 错误 ! 未定义书签。
文件管理系统课程设计
课程名称：操作系统 实验题目：文件管理系统 1、课程设计选题 (3) 1.1主要设计内容 3 1.2主要设计思路 3 2、课程设计需求分析 3 3、概要设计 (4) 3.1整体设计框架 4 3.2各模块的基本功能 4 4、系统实现 5 4.1原理 6 4.2各模块算法思想 6 4.3流程图描述 9 4.4代码描述 10 5、系统测试 11
5.1系统主界面 11 5.2子系统功能测试 11 6、总结 19 7、参考文献样式 19 1、课程设计选题 1.1主要设计内容 本课程设计主要是用C语言编写，设计的是一个模拟的多用户多级目录的文 件管理系统。通过具体的文件存储空间的管理、文件的物理结构、目录结构和文 件操作的实现，加深对文件系统内部功能和实现过程的理解。 1.2主要设计思路 首先系统要完成初始化的任务，建立起整个系统，等待用户注册，注册成功后，用户登录模块，对用户的用户名进行验证，如果用户登录成功，则系统进入 等待用户输入的状态，用户选择相应指令后，系统按照即定方式处理用户请求， 用户退出后，系统转入登录模块，等待下一位用户的登录。 2、课程设计需求分析 本系统为多用户多级目录的文件管理系统，用户可以根据所注册的用户名登 陆来对文件或是文件进行操作。多用户功能可以满足不同用户不同的需求，同时 也起到了很好的保密作用。 文件系统为用户提供了按名存取的功能，以使得用户能透明地存储访问文
件。为了实现按名存取，文件需要对文件存储设备进行合理的组织，分配；对存储在文件存储设备上的文件进行保护，保密和提供共享的手段。另外，文件系统还要提供检索文件或文件中记录的手段，文件系统就是完成上述功能的一组软件和数据结构的集合。 模拟一个文件管理系统，要完成对文件的基本操作，文件的基本操作有文件、文件夹的打开、新建、删除和读取写入文件，创建更改目录，列出目录内容等信息。系统建立了文件目录树，存储文件系统中的所有文件。对于用户名下的文件，用文件目录树的分枝来存贮。 采用命令行操作界面很直观，也方便用户进行操作，用户只要按照操作界面所显示的命令来操作就行了。 因为存在着同一个目录下不能有同名文件的问题。所以在进行文件的基本操作时要考虑到在已经有的文件中是否有同名文件，有的话则输出提示信息。 3、概要设计 3.1整体设计框架 系统初始化界面是由用户注册，用户登录，退出系统三个模块组成。用户登录模块再由创建用户，进入目录，删除用户，显示所有用户，显示位示图，修改用户资料几大模块组成。然后各个模块再由一些小模块组成。其中创建文件，打开关闭文件，读写文件等文件操作模块包括在进入目录模块里面。 3.2各模块的基本功能 3.21系统初始化 系统的初始化包括初始化了磁盘的空间即位示图、一个管理员用户 3.22用户注册模块 用户可以在这里注册，用户名和密码的最大长度都为10个字节，如果用户名不重复的话，则注册成功，用户的权限默认为一般用户。
FAT文件系统操作系统课程设计实验报告
操作系统课程设计之三 设计任务：模拟OS文件系统 在任一OS（Window或者Dos；也可以是在Linux下，但要求能将结果演示给老 师看）下，建立一个大文件，把它假象成一张盘，在其中实现一个简单的模拟OS 字 ，第 ⑤、每个目录实际能放下文件或子目录30项。 ⑸、文件系统空间分配： ①、第0个盘块（1k）存放磁盘信息（可以设定为格式说明“FAT32”、盘块大小，盘块数等 内容） ②、第1个盘块起，至125盘块，共125个盘块（125k）存放FAT内容 ③、第126、127（2个）盘块，存放位示图
④、从第128盘块至10000盘块，皆为数据（区）盘块，其逻辑编号从0开始，至 9872号数据盘块，即第0数据盘块为128号盘块，第1数据盘块为129号盘块，… ⑤、第0数据盘块（即128号盘块），存放根目录（同样只用一个盘块作根目录）， 由于第0、1目录项为“.”（本目录）, “..”（父目录），因此根目录下同样只能存放30个文件或目录，并且从第2个目录项开始。 ⑥、文件或子目录数据，放在第1数据盘块及以后的数据盘块中，由用户按需要使 用。 内容 ⑺、删除文件 #DelFile 文件名.扩展名，在文件所在的目录项中，将第一个字节变为0xE5，并同时修改FAT内容和位示图内容；如果文件不存在，给出出错信息 ⑻、文件拷贝 #CopyFile 老文件,新文件，为新文件创建一个目录项，并将老文件内容复制到新文件中，并同时修改FAT内容和位示图内容 ⑼、显示位示图内容
#ShowBitMP，将位示图内容（已有信息部分），显示在屏幕上（按十六进制）⑽、显示FAT内容 #ShowFAT，将FAT内容（已有信息部分），显示在屏幕上（按十六进制） 4、程序的总体流程为： ⑴、输出提示符#，等待接受命令，分析键入的命令； ⑵、对合法的命令，执行相应的处理程序，否则输出错误信息，继续等待新命令 关于对FAT表和MAP表的用法 1.当要用到数据块是，查询MAP表（因为只做比较查询即可）,查询到的未用位置 置1，然后在FAT表上进行相应记录，在本程序做出的规定是，当文件夹FAT 表做-1，若是文件则按照FAT做对应的顺序记录，最后一块同样是-1结束，2.回收的时候，是按照FAT表的首项，做顺序置0，然后MAP也在相应位置置0
操作系统课程设计-模拟文件系统
目录 第1章需求分析 (1) 第2章概要设计 (1) 2.1 系统的主要功能 (1) 2.2系统模块功能结构 (1) 2.3运行环境要求 (2) 2.4数据结构设计 (2) 第3章详细设计 (3) 3.1模块设计 (3) 3.2算法流程图 (3) 第4章系统源代码 (4) 第5章系统测试及调试 (4) 5.1运行结果及分析 (4) 5.2系统测试结论 (5) 第6章总结与体会 (6) 第7章参考文献 (6) 附录 (7)
第1章需求分析 通过模拟文件系统的实现，深入理解操作系统中文件系统的理论知识, 加深对教材中的重要算法的理解。同时通过编程实现这些算法,更好地掌握操作系统的原理及实现方法,提高综合运用各专业课知识的能力；掌握操作系统结构、实现机理和各种典型算法，系统地了解操作系统的设计和实现思路，并了解操作系统的发展动向和趋势。 模拟二级文件管理系统的课程设计目的是通过研究Linux的文件系统结构，模拟设计一个简单的二级文件系统，第一级为主目录文件，第二级为用户文件。 第2章概要设计 2.1 系统的主要功能 1) 系统运行时根据输入的用户数目创建主目录 2) 能够实现下列命令： L ogin 用户登录 Create 建立文件 Read 读取文件 Write 写入文件 D elete 删除文件 Mkdir 建立目录 Cd 切换目录 Logout 退出登录 2.2系统模块功能结构
2.3运行环境要求 操作系统windows xp ，开发工具vc++6.0 2.4数据结构设计 用户结构：账号与密码结构 typedef struct users { char name[8]; char pwd[10]; }users; 本系统有8个默认的用户名,前面是用户名,后面为密码,用户登陆时只要输入正确便可进入系统,否则提示失败要求重新输入。 users usrarray[8] = { "usr1","usr1", "usr2","usr2", "usr3","usr3", "usr4","usr4", "usr5","usr5", "usr6","usr6", "usr7","usr7", "usr8","usr8", }; (3)数据结构说明 a)文件结构链表 struct fnode { char filename[FILENAME_LENGTH]; int isdir; int isopen; char content[255]; fnode *parent; fnode *child; fnode *prev; fnode *next; }; b)函数介绍 fnode *initfile(char filename[],int isdir);//初始化文件或目录 void createroot();//建立系统根目录 int run();系统运行 int findpara(char *topara);对参数进行处理 bool chklogin(char *users, char *pwd);检查账号与口令 void help();命令列表 int mkdir();建立目录 int create();建立文件
文件系统实验报告
实验二文件系统实验报告
一．实验简介 本实验要求在假设的I/O 系统之上开发一个简单的文件系统，这样做既能让实验者对文件系统有整体了解，又避免了涉及过多细节。用户通过create, open, read 等命令与文件系统交互。文件系统把磁盘视为顺序编号的逻辑块序列，逻辑块的编号为0 至L-1。I/O 系统利用内存中的数组模拟磁盘。 实际物理磁盘的结构是多维的：有柱面、磁道、扇区等概念。I/O 系统的任务是隐藏磁盘的结构细节，把磁盘以逻辑块的面目呈现给文件系统。逻辑块顺序编号，编号取值范围为0 至L .. 1，其中L 表示磁盘的存储块总数。实验中，我们可以利用字符数组ldisk[L][B] 构建磁盘模型，其中 B 表示每个存储块的长度。I/O 系统从文件系统接收命令，根据命令指定的逻辑块号把磁盘块的内容读入命令指定的内存区域，或者把命令指定的内存区域内容写入磁盘块。 我设计的文件系统拥有三个用户。 二．具体说明 1.文件系统的组织：磁盘的前k 个块是保留区，其中包含如下信息：位图和文件描述符。位图用来描述磁盘块的分配情况。位图中的每一位对应一个逻辑块。创建或者删除文件，以及文件的长度发生变化时，文件系统都需要进行位图操作。前k 个块的剩余部分包含一组文件描述符。每个文件描述符包含如下信息： ?文件长度，单位字节 ?文件分配到的磁盘块号数组。该数组的长度是一个系统参数。在实验中我们可以把它设置为一个比较小的数，例如3。 2．目录：我们的文件系统中仅设置一个目录，该目录包含文件系统中的所有文件。除了不需要显示地创建和删除之外，目录在很多方面和普通文件相像。目录对应0 号文件描述符。初始状态下，目录中没有文件，所有，目录对应的描述符中记录的长度应为0，而且也没有分配磁盘块。每创建一个文件，目录文件的长度便增加一分。目录文件的内容由一系列的目录项组成，其中每个目录项由如下内容组成： ?文件名 ?文件描述符序号 3.对文件的操作： 文件系统需提供如下函数；create, destroy, open, read, write。 ?create(filename): 根据指定的文件名创建新文件。 ?destroy(filename): 删除指定文件。 ?open(filename): 打开文件。该函数返回的索引号可用于后续的read, write, lseek, 或close 操作。 ?close(index): 关闭制定文件。 ?read(index, mem_area, count): 从指定文件顺序读入count 个字节mem_area 指定的内存位
3种分布式文件系统
第一部分CEPH 1.1 特点 Ceph最大的特点是分布式的元数据服务器通过CRUSH，一种拟算法来分配文件的locaiton，其核心是 RADOS（resilient automatic distributed object storage)，一个对象集群存储，本身提供对象的高可用，错误检测和修复功能。 1.2 组成 CEPH文件系统有三个主要模块： a)Client：每个Client实例向主机或进程提供一组类似于POSIX的接口。 b)OSD簇：用于存储所有的数据和元数据。 c)元数据服务簇：协调安全性、一致性与耦合性时，管理命名空间（文件名和 目录名） 1.3 架构原理 Client：用户 I/O：输入/输出 MDS：Metadata Cluster Server 元数据簇服务器 OSD：Object Storage Device 对象存储设备
Client通过与OSD的直接通讯实现I/O操作。这一过程有两种操作方式： 1. 直接通过Client实例连接到Client； 2. 通过一个文件系统连接到Client。 当一个进行打开一个文件时，Client向MDS簇发送一个请求。MDS通过文件系统层级结构把文件名翻译成文件节点（inode），并获得节点号、模式（mode）、大小与其他文件元数据。注意文件节点号与文件意义对应。如果文件存在并可以获得操作权，则MDS通过结构体返回节点号、文件长度与其他文件信息。MDS同时赋予Client操作权（如果该Client还没有的话）。目前操作权有四种，分别通过一个bit表示：读（read）、缓冲读（cache read）、写（write）、缓冲写（buffer write）。在未来，操作权会增加安全关键字，用于client向OSD证明它们可以对数据进行读写（目前的策略是全部client 都允许）。之后，包含在文件I/O中的MDS被用于限制管理能力，以保证文件的一致性与语义的合理性。 CEPH产生一组条目来进行文件数据到一系列对象的映射。为了避免任何为文件分配元数据的需要。对象名简单的把文件节点需要与条目号对应起来。对象复制品通过CRUSH（著名的映射函数）分配给OSD。例如，如果一个或多个Client打开同一个文件进行读操作，一个MDS会赋予他们读与缓存文件内容的能力。通过文件节点号、层级与文件大小，Client可以命名或分配所有包含该文件数据的对象，并直接从OSD簇中读取。任何不存在的对象或字节序列被定义为文件洞或0。同样的，如果Client打开文件进行写操作。它获得使用缓冲写的能力。任何位置上的数据都被写到合适的OSD上的合适的对象中。Client 关闭文件时，会自动放弃这种能力，并向MDS提供新的文件大小（写入时的最大偏移）。它重新定义了那些存在的并包含文件数据的对象的集合。 CEPH的设计思想有一些创新点主要有以下两个方面： 第一，数据的定位是通过CRUSH算法来实现的。