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CXFS共享文件系統(tǒng)
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SGI的存域網(SAN)解決方案，采用業(yè)界領先的存儲產品作為基礎架構，配有SGI專為SAN環(huán)境匠心獨具的數據管理和數據共享軟件以提供卓越的應用性能和數據可用性。SGI SAN硬件產品包括業(yè)界領先的SGI IS4100、IS4600、IS150000、IS16000磁盤陣列，StorageTek、IBM、ADIC磁帶庫，存儲產品通過專用的光纖通道交換機(Brocade)與各個服務器相連。SAN軟件包括業(yè)界速度最快的共享的文件系統(tǒng)SGI CXFS，用于分層存儲管理的SGI DMF、集中式備份與存儲的Legator Networker、以及提供SAN環(huán)境全冗余保證的高可用性軟件SGI FailSafe。SGI的SAN解決方案可提供統(tǒng)一存儲資源、集中的存儲管理、可連接性及數據共享、并且可以大大降低總擁有成本。功能齊備的光纖通道結構具有可伸縮性、容易擴展的優(yōu)點，可以滿足日益增長的數據存儲和管理需求。
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SGI CXFS：存域網（SAN）的核心
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隨著CXFS SAN文件系統(tǒng)的引入，SGI為新的存儲方案奠定了基礎，CXFS將NAS的共享數據訪問和SAN的可縮放性與性能融為一體，其設計專門針對共享數據訪問的關鍵環(huán)境，而簡單的局域網則不能提供足夠的帶寬。CXFS允許SAN中的所有系統(tǒng)同時高速訪問相同的文件系統(tǒng)和文件。單個系統(tǒng)可以有多個連接，這使得以每秒數GB的傳輸速率訪問數據成為可能。CXFS主要技術特點如下：
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CXFS—可擴展的日志群集文件系統(tǒng)
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CXFS是一個直接可訪問高性能共享文件系統(tǒng)如下圖，它使得所有的連在SAN上的系統(tǒng)均可同時直接讀/寫所有的文件，其讀寫文件的速度可以與本地的具有業(yè)界領先水平的XFS文件系統(tǒng)相媲美，這意味著在CXFS系統(tǒng)中所有的主機能夠同時以接近本地文件系統(tǒng)的速度讀寫同一個文件，從而使得數據共享突破了傳統(tǒng)的NFS/FTP傳輸模式，解決了網絡傳輸的瓶頸問題,同時也減少了磁盤管理和備份的復雜性。
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CXFS提供了安全的SAN數據共享模式。SAN提供了在多臺主機和存儲介質之間的直接高速物理連接，CXFS則提供了允許所有系統(tǒng)同時直接訪問存儲的軟件架構。這樣主機就可以以SAN提供的帶寬直接讀寫磁盤，避免了網絡擁塞和文件服務器的過載。
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CXFS作為SGI XFS 文件系統(tǒng)的擴展，是業(yè)界廣泛認可的最具可擴展性的高性能文件系統(tǒng)。
CXFS能提供：
業(yè)界領先的性能
日志功能—提供可靠性和快速恢復
64位擴展性，可以支持大的文件和文件系統(tǒng)
實時文件系統(tǒng)
動態(tài)分配metadata數據空間
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1）擴展性和性能
CXFS繼承了XFS的擴展性和高性能，并將之應用到SAN環(huán)境中。單一文件大小可以達到9M TB，文件系統(tǒng)可以達到18M TB，確保CXFS能夠滿足用戶將來的需求。動態(tài)分配算法使得一個文件系統(tǒng)可以存儲數百萬個文件而不浪費磁盤空間，單一目錄管理百萬個文件而不影響性能。
通過使用先進的XVM卷管理工具，一個磁盤卷可以有幾千個磁盤構成，當現有磁盤卷容量不能滿足用戶需求時，可以在線增加新的磁盤，確保CXFS能滿足日見增長的存儲需要。
使用CXFS實現數據共享比傳統(tǒng)方式更加有效，CXFS通過集中的統(tǒng)一存儲減少了數據的重復存放，降低了管理費用，避免了LAN傳輸瓶頸，大大減少了用戶等待數據的時間，減少了用戶購買存儲的費用。
CXFS的擴展也很容易，用戶可以通過增加更多的磁盤擴大存儲容量，通過增加更多的光纖通路增加帶寬；與之相比，傳統(tǒng)的數據共享方式則只能通過購買更快的網絡設備來實現。
CXFS的性能與單機XFS文件系統(tǒng)相近主要體現在對主要的讀寫操作上如：
單進程讀寫單一文件
單機上多進程讀寫同一文件
多機上多進程讀同一文件
多主機上多進程使用直接I/O方式讀寫同一文件
這些能力使得CXFS成為基于大文件應用的理想解決方案如靜態(tài)圖象、視/音頻、數據庫。
網絡的速度，服務器的能力和協(xié)議本身都是NFS性能的障礙。NFS協(xié)議是同步操作，每一數據塊請求都需要兩次網絡I/O；CXFS只通過網絡請求少量的Metadata信息，大量的數據I/O是直接通過讀寫磁盤實現的。另外CXFS還可以在單一系統(tǒng)I/O路徑使用多塊FC卡增加I/O帶寬。因為CXFS服務器只在數據傳輸之初將文件信息和文件控制權限賦予CXFS客戶機，而不參與每一次的數據傳輸，所以CXFS服務器并不需要很大即可支持大量的客戶機。
CXFS也可以與NFS很好地結合在一起。NFS服務器可以運行在每一個CXFS客戶機上，這樣就大大增加了NFS服務器的數量，從而可以更好的響應客戶端的請求。
2）先進的Metadata管理
Metadata管理是影響CXFS性能的一個關鍵因素。Meatdata包括所有文件和文件系統(tǒng)信息如：文件大小、訪問時間、存儲位置等。所有的文件信息數據都由Metadata服務器控制、修改，從而確保數據的完整性和一致性。
CXFS服務器與客戶機之間的Metadata數據傳輸是在TCP/IP網上實現的。因為Metadata數據相對于文件數據來說小而且傳輸不頻繁，所以快速以太網是比較合適的，當然也支持千兆以太網和其他高速網絡。
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XFS的一些特征也提高了Metadata的性能：
帶有優(yōu)異緩存性能的快速Metadata算法
精巧的結構和算法用于快速查找
分配大的擴展塊，減少請求存儲空間分配的Metadata數據交換
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為了提高Metadata性能，還采用了一些特殊設計。CXFS采用：
特別的小RPC包
在客戶機上同時緩存數據和Metadata
多個Metadata服務器，每一個CXFS文件系統(tǒng)一個active服務器
在Metadata服務器上將旁路掉CXFS層
采用專用的小機器作為Metadata服務器
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CXFS采用快速高效的令牌機制控制文件訪問，確保數據的準確。因為文件鎖是非常關鍵的，CXFS完全兼顧了POSIX，BSD，SVR4文件鎖。使用CXFS文件系統(tǒng)應用程序不需要對文件鎖作任何修改。
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3）高可用性
CXFS被設計成能自動識別并恢復單點失敗，單點失敗包括：主Metadata服務器失敗、SAN失敗、TCP/IP網絡失敗等。
在CXFS配置中，一臺主機是Metadata服務器，所有其他主機都可以設計成備份Metadata 服務器，一個備份服務器探測到主Metadata服務器失敗后將自動變成主Metadata服務器如下圖所示。這種切換大約只需要幾十秒。從而可以確保任一系統(tǒng)對數據的連續(xù)訪問。
對于應用在CXFS之上的應用的高可用性，CXFS可以與Failsafe集成使用，從而可以確保在任何時間從任一點的數據訪問。
4）易用的管理
CXFS能夠通過基于Java的圖形界面實現配置、監(jiān)測和管理。CXFS能夠從任一支持Java的Web瀏覽器進行管理，從而為用戶管理提供了極大的靈活性。CXFS同時也支持命令行管理模式。
5）非網絡的備份
基于LAN的備份會花費大量的時間并會造成網絡擁塞。CXFS可以將基于LAN的備份很容易的SAN中?；赟AN的備份服務器只需將備份數據安裝成CXFS文件系統(tǒng)，然后就可以象本地文件一樣進行備份，所有的數據傳輸均通過SAN完成。這些備份操作不需要增加任何新的軟件即可實現。
6）CXFS數據導出
沒有加入CXFS群集的系統(tǒng)仍然可以訪問所有的數據。這些系統(tǒng)只需要通過加入CXFS群集的機器通過傳統(tǒng)的數據共享方法如NFS，FTP，Samba即可訪問這些數據。
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7）支持HSM—結構化存儲管理
CXFS支持DMAPI，從而使得CXFS主機不需修改任何系統(tǒng)內核即可應用HSM軟件如SGI的DMF。
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目前市場上也有很多用于SAN環(huán)境的共享文件系統(tǒng)。我們主要從性能和異質性兩方面進行比較。從性能方面，目前絕大部分產品都是作為文件系統(tǒng)上的應用進行實現的，主要基于NFS，也有個別產品是在文件系統(tǒng)一級實現的，但由于其系統(tǒng)不是遵循標準的，因而在可用性上受到大大限制。SGI CXFS是在系統(tǒng)核心級實現的，它基于被業(yè)界公認的性能超群的、并被Linux采用的SGI XFS文件系統(tǒng)實現的。因此CXFS是目前SAN環(huán)境中性能最高的、具有近乎本地XFS性能的超高速共享文件系統(tǒng)。另外從異質性方面，CXFS目前也是支持的平臺最多的共享文件系統(tǒng)，除SGI IRIX操作系統(tǒng)外，它還支持SUN Solaris，Windows NT，Windows 2000，Linux，IBM平臺。SGI會繼續(xù)擴大其在SAN環(huán)境中的技術優(yōu)勢，再創(chuàng)復雜數據管理領域的新高峰。
SAN/NAS?共存
SGI NAS 平臺是標準的配置，可連接到SAN，通過NAS協(xié)議提供公共共享文件系統(tǒng)的輸出，并通過CXFS提供SAN中的直接訪問。CXFS顯著增加了總體應用的處理能力，大文件被多個主機同時共享。在SAN環(huán)境中，CXFS比任何網絡數據共享機制，如NFS或CIFS能夠提供大得多的I/O性能和帶寬。
基于業(yè)界領先的XFS 文件系統(tǒng)和XVM 卷管理，CXFS 具有如下特性：
§? 64-bit 擴充能力支持文件尺寸達9M TB 和文件系統(tǒng)18M TB
§? 久經考驗的技術
§? 極其優(yōu)化的分布緩存技術獲得業(yè)界最快的性能
§? 高可用，使用自動失敗檢測和恢復
§? 集中的Java-based 管理工具
§? 對所有文件系統(tǒng)操作完全POSIX 兼容，不需要應用改變
§? 與SGI基礎架構的軟件集成，包括：FailSafe, DMF, TMF, Trusted IRIX, 和SGI Media Server? for broadcast.
SGI CXFS MultiOS6.0 是最新的CXFS 版本，具有可靠性和性能的改進，允許其它操作系統(tǒng)共享相同的數據，包括SGI IRIX 6.5 、SUN Solaris 8、Solaris 9、Windows NT、Windows 2000、Windows XP、Linux IA32、IBM AIX 5L和SGI Altix。?
通過CXFS，SGI 支持通過NAS頭對共享的文件系統(tǒng)進行并發(fā)的和緩存一致性訪問(使用IP 協(xié)議，如NFS, FTP, HTTP, 等) ，同時通過FC連接的SAN對相同的文件進行直接的訪問。
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