Clustered file system
کلسٹرڈ فائل سسٹم (سی ایف ایس) ایک فائل سسٹم ہے جسے بیک وقت متعدد سرورز پر نصب کرکے شیئر کیا جاتا ہے۔ کلسٹرنگ کے کئی طریقے ہیں، جن میں سے زیادہ تر کلسٹرڈ فائل سسٹم کو استعمال نہیں کرتے ہیں (ہر نوڈ کے لیے صرف براہ راست منسلک اسٹوریج)۔ کلسٹرڈ فائل سسٹم لوکیشن-انڈیپینڈنٹ ایڈریسنگ اور ریڈنڈنسی جیسی خصوصیات فراہم کر سکتے ہیں جو وشوسنییتا کو بہتر بناتے ہیں یا کلسٹر کے دوسرے حصوں کی پیچیدگی کو کم کرتے ہیں۔ متوازی فائل سسٹم ایک قسم کا کلسٹرڈ فائل سسٹم ہے جو ڈیٹا کو متعدد اسٹوریج نوڈس میں پھیلاتا ہے، عام طور پر بے کار پن یا کارکردگی کے لیے۔ مشترکہ ڈسک فائل سسٹم ایک مشترکہ ڈسک فائل سسٹم اسٹوریج ایریا نیٹ ورک (SAN) کا استعمال کرتا ہے تاکہ متعدد کمپیوٹرز کو بلاک کی سطح پر براہ راست ڈسک تک رسائی حاصل کرنے کی اجازت دی جا سکے۔ فائل سطح کی کارروائیوں سے رسائی کنٹرول اور ترجمہ جو ایپلی کیشنز SAN کے ذریعہ استعمال ہونے والی بلاک سطح کی کارروائیوں کے لیے استعمال کرتی ہیں کلائنٹ نوڈ پر ہونا چاہیے۔ کلسٹرڈ فائل سسٹم کی سب سے عام قسم، شیئرڈ ڈسک فائل سسٹم-کنکرنسی کنٹرول کے لیے میکانزم کو شامل کرکے-فائل سسٹم کا ایک مستقل اور سیریلائز ویو فراہم کرتا ہے، بدعنوانی اور غیر ارادی ڈیٹا کے نقصان سے بچتا ہے یہاں تک کہ جب متعدد کلائنٹ ایک ہی فائلوں تک رسائی حاصل کرنے کی کوشش کرتے ہیں۔ ایک ہی وقت میں مشترکہ ڈسک فائل سسٹم عام طور پر نوڈ کی ناکامی کی صورت میں ڈیٹا کی بدعنوانی کو روکنے کے لیے کسی قسم کے باڑ لگانے کے طریقہ کار کو استعمال کرتے ہیں، کیونکہ ایک غیر باڑ والا آلہ ڈیٹا کی بدعنوانی کا سبب بن سکتا ہے اگر وہ اپنے بہن نوڈس کے ساتھ رابطہ کھو دیتا ہے اور اسی معلومات تک رسائی حاصل کرنے کی کوشش کرتا ہے جس تک دوسرے نوڈس رسائی حاصل کر رہے ہیں۔ بنیادی اسٹوریج ایریا نیٹ ورک متعدد بلاک سطح کے پروٹوکولز میں سے کسی کو بھی استعمال کر سکتا ہے، بشمول ایس سی ایس آئی، آئی ایس سی ایس آئی، ہائپر ایس سی ایس آئی، اے ٹی اے اوور ایتھرنیٹ (اے او ای)، فائبر چینل، نیٹ ورک بلاک ڈیوائس، اور انفینی بینڈ۔ مشترکہ ڈسک فائل سسٹم کے لیے مختلف آرکیٹیکچرل نقطہ نظر ہیں۔ کچھ لوگ فائل کی معلومات کو کلسٹر میں تمام سرورز میں تقسیم کرتے ہیں (مکمل طور پر تقسیم شدہ)۔ مثال بلیو وہیل کلسٹرڈ فائل سسٹم (بی ڈبلیو ایف ایس) سلیکن گرافکس (ایس جی آئی) کلسٹرڈ فائل سسٹم (سی ایکس ایف ایس) ویریٹاس کلسٹر فائل سسٹم مائیکروسافٹ کلسٹر شیئرڈ والیوم (سی ایس وی) ڈیٹاپلو ناسان فائل سسٹم آئی بی ایم جنرل متوازی فائل سسٹم (جی پی ایف ایس) اوریکل کلسٹر فائل سسٹم (او سی ایف ایس) اوپن وی ایم ایس فائلیں-11 فائل سسٹم پولی سرو اسٹوریج حل کوانٹم اسٹور نیکسٹ فائل سسٹم (ایس این ایف ایس)، سابق اے ڈی آئی سی، سابق سینٹر ویژن فائل سسٹم (سی وی ایف ایس) ریڈ ہیٹ گلوبل فائل سسٹم (جی ایف ایس 2) سن کیو ایف ایس ٹیرا اسکیل ٹیکنالوجیز ٹیرا ایف ایس ویریٹاس سی ایف ایس (کلسٹر ایف ایس: کلسٹرڈ وی ایکس ایف ایس) ورسٹی یہ عام طور پر نیٹ ورک فائل سسٹم کے نام سے جانے جاتے ہیں، حالانکہ یہ واحد فائل سسٹم نہیں ہیں جو ڈیٹا بھیجنے کے لیے نیٹ ورک کا استعمال کرتے ہیں۔ تقسیم شدہ فائل سسٹم سرورز اور کلائنٹس دونوں پر رسائی کی فہرستوں یا صلاحیتوں کے لحاظ سے فائل سسٹم تک رسائی کو محدود کر سکتے ہیں، اس پر منحصر ہے کہ پروٹوکول کس طرح ڈیزائن کیا گیا ہے۔ تقسیم شدہ فائل سسٹم اور تقسیم شدہ ڈیٹا اسٹور کے درمیان فرق یہ ہے کہ ایک تقسیم شدہ فائل سسٹم مقامی فائلوں کی طرح ہی انٹرفیس اور سیمنٹکس کا استعمال کرتے ہوئے فائلوں تک رسائی کی اجازت دیتا ہے۔ مثال کے طور پر، ماؤنٹنگ/ان ماؤنٹنگ، لسٹنگ ڈائریکٹریز، بائٹ حدود پر پڑھنا/لکھنا، سسٹم کا مقامی اجازت ماڈل۔ تقسیم شدہ ڈیٹا اسٹورز، اس کے برعکس، ایک مختلف API یا لائبریری کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے اور مختلف الفاظ ہوتے ہیں (اکثر ڈیٹا بیس کے ہوتے ہیں)۔ ڈیزائن کے اہداف تقسیم شدہ فائل سسٹم کا مقصد کئی پہلوؤں میں "شفافیت" ہو سکتا ہے۔ یعنی، ان کا مقصد کلائنٹ پروگراموں کے لیے "پوشیدہ" ہونا ہے، جو ایک ایسا نظام "دیکھتے ہیں" جو مقامی فائل سسٹم سے ملتا جلتا ہے۔ پردے کے پیچھے، تقسیم شدہ فائل سسٹم فائلوں کا پتہ لگانے، ڈیٹا کی نقل و حمل، اور ممکنہ طور پر ذیل میں درج دیگر خصوصیات فراہم کرنے کو سنبھالتا ہے۔ رسائی کی شفافیت: کلائنٹ اس بات سے بے خبر ہیں کہ فائلیں تقسیم کی گئی ہیں اور ان تک اسی طرح رسائی حاصل کر سکتے ہیں جس طرح مقامی فائلوں تک رسائی حاصل کی جاتی ہے۔ مقام کی شفافیت: ایک مستقل نیم اسپیس موجود ہے جس میں مقامی کے ساتھ ساتھ دور دراز کی فائلیں بھی شامل ہیں۔ فائل کا نام اس کا مقام نہیں بتاتا ہے۔ ہم آہنگی کی شفافیت: تمام کلائنٹس کا فائل سسٹم کی حالت کے بارے میں ایک ہی نظریہ ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ اگر ایک عمل کسی فائل میں ترمیم کر رہا ہے، تو اسی سسٹم یا ریموٹ سسٹم پر کوئی بھی دوسرے عمل جو فائلوں تک رسائی حاصل کر رہے ہیں وہ ترمیم کو مربوط انداز میں دیکھیں گے۔ ناکامی کی شفافیت: سرور کی ناکامی کے بعد کلائنٹ اور کلائنٹ پروگراموں کو صحیح طریقے سے کام کرنا چاہیے۔ متفرقیت: فائل سروس مختلف ہارڈ ویئر اور آپریٹنگ سسٹم پلیٹ فارمز پر فراہم کی جانی چاہیے۔ اسکیل ایبلٹی: فائل سسٹم کو چھوٹے ماحول (1 مشین، ایک درجن مشینیں) میں اچھی طرح سے کام کرنا چاہیے اور بڑے ماحول (سیکڑوں سے لے کر دسیوں ہزار سسٹمز) تک بھی اچھی طرح سے پیمائش کرنی چاہیے۔ نقل کی شفافیت: گاہکوں کو اسکیل ایبلٹی کی حمایت کرنے کے لیے متعدد سرورز پر انجام دی گئی فائل کی نقل سے آگاہ ہونے کی ضرورت نہیں ہونی چاہیے۔ نقل مکانی کی شفافیت: فائلوں کو کلائنٹ کے علم کے بغیر مختلف سرورز کے درمیان منتقل کرنے کے قابل ہونا چاہیے۔ غیر مطابقت پذیر ٹائم شیئرنگ سسٹم نے 1960 کی دہائی میں شفاف انٹر مشین فائل سسٹم تک رسائی کے لیے ورچوئل ڈیوائسز کا استعمال کیا۔ 1970 کی دہائی میں مزید فائل سرورز تیار کیے گئے۔ 1976 میں ڈیجیٹل ایکوپمنٹ کارپوریشن نے فائل ایکسیس لزنر (ایف اے ایل) بنایا، جو ڈی ای سی نیٹ فیز II کے حصے کے طور پر ڈیٹا ایکسیس پروٹوکول کا نفاذ ہے جو پہلا وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والا نیٹ ورک فائل سسٹم بن گیا۔ 1985 میں سن مائیکرو سسٹمز نے "نیٹ ورک فائل سسٹم" (این ایف ایس) کے نام سے فائل سسٹم بنایا جو کہ سب سے پہلے بڑے پیمانے پر استعمال ہونے والا انٹرنیٹ پروٹوکول پر مبنی نیٹ ورک فائل سسٹم بن گیا۔ دیگر قابل ذکر نیٹ ورک فائل سسٹم اینڈریو فائل سسٹم (اے ایف ایس)، ایپل فائلنگ پروٹوکول (اے ایف پی)، نیٹ ویئر کور پروٹوکول (این سی پی)، اور سرور میسج بلاک (ایس ایم بی) ہیں جنہیں کامن انٹرنیٹ فائل سسٹم (سی آئی ایف ایس) کے نام سے بھی جانا جاتا ہے۔ 1986 میں، آئی بی ایم نے سی آئی سی ایس چلانے والے سسٹم/36، سسٹم/38، اور آئی بی ایم مین فریم کمپیوٹرز کے لیے ڈسٹری بیوٹڈ ڈیٹا مینجمنٹ آرکیٹیکچر (ڈی ڈی ایم) کے لیے کلائنٹ اور سرور سپورٹ کا اعلان کیا۔ اس کے بعد آئی بی ایم پرسنل کمپیوٹر، اے ایس/400، ایم وی ایس اور وی ایس ای آپریٹنگ سسٹمز کے تحت آئی بی ایم مین فریم کمپیوٹرز، اور فلیکس او ایس کے لیے تعاون حاصل ہوا۔ ڈی ڈی ایم ڈسٹری بیوٹڈ ریلیشنل ڈیٹا بیس آرکیٹیکچر کی بنیاد بھی بن گیا، جسے ڈی آر ڈی اے بھی کہا جاتا ہے۔ کلاؤڈ یا کلوزڈ سورس کلسٹرڈ فائل سسٹمز کے لیے اوپن سورس ڈسٹری بیوٹڈ فائل سسٹمز کے لیے بہت سے پیئر ٹو پیئر نیٹ ورک پروٹوکول ہیں، جیسے: 9 پی، اے ایف ایس، کوڈا، سی آئی ایف ایس/ایس ایم بی، ڈی سی ای/ڈی ایف ایس، ویکا ایف ایس، لسٹر، پین ایف ایس، گوگل فائل سسٹم، ایم نیٹ، کورڈ پروجیکٹ۔ مثال کے طور پر ایلکسیو بی جی ایف ایس (فرونہوفر) سیف ایف ایس (انک ٹینک، ریڈ ہیٹ، ایس یو ایس ای) ونڈوز ڈسٹری بیوٹڈ فائل سسٹم (ڈی ایف ایس) (مائیکروسافٹ) انفینیٹ (ڈوکر کے ذریعہ حاصل کردہ) جیفارم ایف ایس گلسٹر ایف ایس (ریڈ ہیٹ) جی ایف ایس (گوگل انکارپوریٹڈ) جی پی ایف ایس (آئی بی ایم) ایچ ڈی ایف ایس (اپاچی سافٹ ویئر فاؤنڈیشن) آئی پی ایف ایس (انٹر پلینٹری فائل سسٹم) آئی آر او ڈی ایس چھپکلی ایف ایس (اسکائی ٹیکنالوجی) چمکدار میپر ایف ایس موز ایف ایس (کور ٹیکنالوجی/جیمیئس) مقصد ایف ایس ون ایف ایس (ای ایم سی آئیسلون) اورنج ایف ایس (کلیمسن یونیورسٹی، آمنی بانڈ سسٹمز)، سابقہ متوازی ورچوئل فائل سسٹم پین ایف ایس (پیناساس) این اے ایس عام طور پر فائل پر مبنی پروٹوکول استعمال کرتا ہے (بلاک پر مبنی پروٹوکول کے برخلاف جو ایس اے این استعمال کرے گا) جیسے این ایف ایس (یونکس سسٹمز پر مقبول)، ایس ایم بی/سی آئی ایف ایس (سرور میسج بلاک/کامن انٹرنیٹ فائل سسٹم) (ایم ایس ونڈوز سسٹمز کے ساتھ استعمال ہوتا ہے)، اے ایف پی (ایپل میکنٹوش کمپیوٹرز کے ساتھ استعمال ہوتا ہے)، یا این سی پی (او ای ایس اور ناول نیٹ ویئر کے ساتھ استعمال ہوتا ہے)۔ ڈیزائن کے تحفظات ناکامی کے ایک نقطہ سے بچنا ڈسک ہارڈ ویئر کی ناکامی یا کلسٹر میں دی گئی اسٹوریج نوڈ ناکامی کا ایک نقطہ پیدا کر سکتی ہے جس کے نتیجے میں ڈیٹا ضائع یا عدم دستیابی ہو سکتی ہے۔ کسی نہ کسی قسم کے ڈیٹا کی نقل کے ذریعے فالٹ ٹالرنس اور اعلی دستیابی فراہم کی جا سکتی ہے، تاکہ آلات کے کسی ایک ٹکڑے کی ناکامی کے باوجود ڈیٹا برقرار اور دستیاب رہے۔ مثال کے طور پر، تقسیم شدہ غلطی برداشت کرنے والے فائل سسٹمز اور تقسیم شدہ متوازی غلطی برداشت کرنے والے فائل سسٹمز کی فہرستیں دیکھیں۔ کارکردگی کلسٹرڈ فائل سسٹم کی کارکردگی کی ایک عام پیمائش خدمت کی درخواستوں کو پورا کرنے کے لیے درکار وقت کی مقدار ہے۔ روایتی نظاموں میں، یہ وقت ڈسک تک رسائی کے وقت اور سی پی یو پروسیسنگ کے وقت کی تھوڑی مقدار پر مشتمل ہوتا ہے۔ لیکن کلسٹرڈ فائل سسٹم میں، تقسیم شدہ ڈھانچے کی وجہ سے ریموٹ رسائی میں اضافی اوور ہیڈ ہوتا ہے۔ اس میں سرور کو درخواست فراہم کرنے کا وقت، کلائنٹ کو جواب فراہم کرنے کا وقت، اور ہر سمت کے لیے، مواصلاتی پروٹوکول سافٹ ویئر کو چلانے کا ایک سی پی یو اوور ہیڈ شامل ہے۔ ہم آہنگی کنٹرول ایک مسئلہ بن جاتا ہے جب ایک سے زیادہ افراد یا کلائنٹ ایک ہی فائل یا بلاک تک رسائی حاصل کر رہے ہوتے ہیں اور اسے اپ ڈیٹ کرنا چاہتے ہیں۔ لہذا ایک کلائنٹ کی طرف سے فائل میں اپ ڈیٹس کو دوسرے کلائنٹس کی رسائی اور اپ ڈیٹس میں مداخلت نہیں کرنی چاہیے۔ یہ مسئلہ فائل سسٹمز کے ساتھ بیک وقت اوور لیپنگ رائٹس کی وجہ سے زیادہ پیچیدہ ہے، جہاں مختلف مصنفین بیک وقت فائل کے اوور لیپنگ علاقوں پر لکھتے ہیں۔ اس مسئلے کو عام طور پر کنکرنسی کنٹرول یا لاکنگ کے ذریعے نمٹا جاتا ہے جو یا تو فائل سسٹم میں بنایا جا سکتا ہے یا ایڈ آن پروٹوکول کے ذریعے فراہم کیا جا سکتا ہے۔ 1970 کی دہائی میں آئی بی ایم مین فریم فزیکل ڈسک اور فائل سسٹم کا اشتراک کر سکتے تھے اگر ہر مشین کا ڈرائیوز کے کنٹرول یونٹس سے اپنا چینل کنکشن ہوتا۔ 1980 کی دہائی میں، ڈیجیٹل آلات کارپوریشن کے ٹاپس-20 اور اوپن وی ایم ایس کلسٹرز (وی اے ایکس/اے ایل پی ایچ اے/آئی اے 64) میں مشترکہ ڈسک فائل سسٹم شامل تھے۔ تقسیم شدہ فائل سسٹم کلسٹرڈ این اے ایس اسٹوریج ایریا نیٹ ورک مشترکہ وسائل براہ راست منسلک اسٹوریج پیئر ٹو پیئر فائل شیئرنگ ڈسک شیئرنگ تقسیم شدہ ڈیٹا اسٹور کلاؤڈ گلوبل فائل سسٹم کے لیے تقسیم شدہ فائل سسٹم گوفر (پروٹوکول) تقسیم شدہ فائل سسٹم کی فہرست کیشے ایف ایس ریڈ حوالہ جات مزید پڑھنا تقسیم شدہ اسٹوریج سسٹم کی درجہ بندی ایک تقسیم شدہ فائل سسٹم پر درجہ بندی اور سروے تقسیم شدہ فائل سسٹم کا سروے فائل سسٹم کمپیوٹر فائل سسٹم کا ارتقاء ڈیٹا مینجمنٹ تقسیم شدہ ڈیٹا اسٹوریج نیٹ ورک اسٹوریج ایریا نیٹ ورک