Analyse et réalisation d’un système de disques répartis à forte disponibilité | INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS

Twitter

Aller au compte twitter

  Analyse et réalisation d’un système de disques répartis à forte disponibilité

Type de publication:

Thesis

Source:

Département d’Informatique Laboratoire d’Intelligence Artificielle, Université Paris 8 de Vincennes, Saint-Denis , p.75 (2002)

URL:

http://www.ai.univ-paris8.fr/~mh/DEA/mh_2002_RapportDEA.pdf

Mots-clés:

stockage, système distribué

Résumé:

<p>Nous présentons une étude et une réalisation d’un système distribué de stockage réparti à forte disponibilité reposant sur l’algorithme distribué de consensus Paxos. L’accès au système de stockage réparti est effectué au travers de disques virtuels, disponibles sur des serveurs de disques. Un disque virtuel est caractérisé par un schéma de répartition des données. Ce schéma décrit l’organisation du stockage de données sur l’ensemble des serveurs. La répartition et la redondance des données dépendent uniquement de ce schéma et permettent, d’une part, les accès simulta- nés aux données identiques, et d’autre part, assurent la fiabilité et la disponibilité de l’accès aux données. L’algorithme de consensus maintient la cohérence de ces données. Notre système de disque est composé de cinq modules : le premier gère l’accès aux données et réalise la répartition de la charge sur l’ensemble des serveurs de disques composant le disque virtuel; le deuxième traduit les adresses virtuelles en adresses physiques; le troisième assure la cohérence (l’intégrité) de l’état du disque virtuel sur chaque serveur; le quatrième contrôle en permanence la disponibilité des serveurs de disques; le cinquième se charge de restaurer la cohérence après une panne. La reconfiguration d’un disque virtuel, la modification du schéma de répartition des données, l’ajout et le retrait de serveurs de disques, sont transparents aux utilisateurs. Leurs exécutions ne nécessitent pas l’arrêt du système. La répartition des structures, contrôlant la répartition des données entre les serveurs de disques, est assurée par l’algorithme de consensus Paxos. La propriété de Paxos est de garantir l’obtention d’un consensus pour une information sur un ensemble de machines asynchrones. Cette propriété est utilisée dans notre système pour le maintien de la structure de contrôle. La terminaison de ce consensus est garantie si une majorité de machines reste fonctionnelle durant le déroulement de l’ensemble des échanges le constituant. Nous avons réalisé un serveur de disques virtuels fiable et disponible. Nous avons réalisé une implémentation de l’algorithme de consensus par processus légers qui respecte les contraintes temporelles d’accès aux données. Les mesures montrent que : 1/ les performances de notre disque virtuel augmentent linéairement avec le nombre de serveurs; 2/ l’utilisation de stations de travail comme serveurs et clients de disque virtuel est une solution possible. Notre disque virtuel atteint un débit crête en lecture de 65 Mo/s avec 8 machines; ce qui représente 93% de la bande passante du réseau Ethernet 100Mbits. Les modules d’état et de restauration assurant la fiabilité du système nécessitent l’intégration de Paxos. Nous concluons sur les perspectives et les évolutions de notre système permettant l’intégration de l’algorithme de consensus MultiPaxos et la réalisation d’un système de fichiers distribué.</p>