Cluster-Dateisystem Was ist das IBM General Parallel File System (GPFS)?

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Das General Parallel File System ist ein von IBM entwickeltes Dateisystem. Es handelt sich um ein verteiltes Cluster-Dateisystem mit hoher Performance. Es wird im Bereich des Super- und High Performance Computings (HPC) eingesetzt. Mit dem Filesystem lassen sich Daten auf mehrere Server verteilen. Dateien werden in Blöcke aufgeteilt und auf den verschiedenen Knoten im Cluster gespeichert. Das Dateisystem wird mittlerweile unter dem Namen Spectrum Scale vermarktet.

GPFS ist das Akronym für „General Parallel File System“. Es handelt sich um ein von IBM im Jahr 1998 ursprünglich für Streaming-Anwendungen im Multimedia- und Unterhaltungsbereich entwickeltes Dateisystem. GPFS ist ein verteiltes, paralleles Cluster-Dateisystem, das aufgrund seiner hohen Performance im Bereich des Super- und High Performance Computings (HPC) Verwendung findet. Zahlreiche Supercomputer aus der Top-500-Liste arbeiten mit dem Filesystem. Das Dateisystem bietet Hochgeschwindigkeitszugriff auf die Daten. Es teilt die Dateien in feste Blöcke auf, die verteilt auf den Knoten eines Clusters gespeichert werden. Auf die Daten kann parallel zugegriffen werden.

Seit 2015 vermarktet IBM das Dateisystem unter dem Markennamen Spectrum Scale als Teil der Produktfamilie der Software-Defined Storages. Das verteilte, parallele Dateisystem lässt sich in AIX-Clustern (seit 1998), Linux-Clustern (seit 2001) und auf Microsoft-Windows-Servern (seit 2008) einsetzen. Netzwerkprotokolle wie CIFS werden ebenfalls unterstützt.

Funktionsweise des General Parallel File Systems

Beim GPFS handelt es sich um ein geclustertes Filesystem, das Dateien in Blöcke definierter Größe aufteilt. Diese werden auf die Knoten eines Clusters verteilt und in einem Standard-Block-Storage gespeichert. Dank des parallelen Zugriffs auf die Datenblöcke erzielt das Dateisystem eine hohe Performance beim Schreiben und Lesen der Daten. Die Metadaten inklusive des Verzeichnisbaums sind ebenfalls verteilt gespeichert. Dank einer effizienten Indexierung der Einträge sind große Verzeichnisse realisierbar.

Merkmale und Funktionen des General Parallel File Systems

Zu den Merkmalen und Funktionen des General Parallel File Systems gehören unter anderem:

• POSIX-konformes Dateisystem,

• mit den Betriebssystemen AIX, Linux und Windows einsetzbar,

• Unterstützung von CIFS (Common Internet File System),

• Shared-Disk- und Shared-Nothing-Cluster,

• Erkennen und automatisches Reagieren auf eine Partitionierung des Dateisystems aufgrund von Netzwerkfehlern,

• Kompensation des Ausfalls einzelner Server (Nodes) eines Clusters,

• Wartung und Erweiterung des Dateisystems im laufenden Betrieb,

• Administration über Kommandozeile oder grafische Benutzeroberfläche,

• Datenreplizierung, Spiegelung, Disaster Recovery,

• Policy-basiertes Storage-Management,

• Bereitstellung eines globalen Namensraums,

• Unterstützung des Hierarchical Storage Managements,

• in großem Umfang skalierbar.

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