Fehlertolerante Dateispeicherung

Für Marvin Theimer fing alles mit einem Erdbeben an. Die Folgen des massiven Erdbebens von Loma Prieta im Silicon Valley von 1989 waren irgendwie surreal, erinnert sich Theimer. Ich stieg in mein Auto und hatte mein Radio an … Stille! Die Radiosender im Umkreis von 20 Meilen waren draußen.

Technikartikel für Kinder

Und so waren fast alle Computer.

Diese weltbewegende Erfahrung brachte Theimer, damals Betriebssystemforscher am Xerox Palo Alto Research Center, dazu, darüber nachzudenken, wie man Computer-Dateispeichersysteme radikal fehlertoleranter machen könnte. Seine Arbeit hat zu Farsite geführt, einer ausfallsicheren Speichertechnologie, die bei Microsoft entwickelt wird.



Sicherung in die Zukunft

Unternehmen sichern normalerweise ihre kritischen Daten, Einzelpersonen jedoch normalerweise nicht. Und eine Katastrophe wie ein Erdbeben könnte alle Ihre Computerdateien auslöschen – und monate- oder sogar jahrelange Arbeit. Selbst wenn Sie Ihre Daten gesichert haben, können Sie nicht darauf zugreifen, bis Sie sie auf ein Ersatzsystem hochladen. Und im schlimmsten Fall bewahrst du deine Backups direkt neben deinem Computer auf und sie sind auch verloren.

Wie also lösen Sie das Problem? Indem Sie Ihre Daten nicht nur auf Ihrem PC und Ihrem freundlichen lokalen Server, sondern auf vielen vernetzten PCs speichern, sagt Theimer. Selbst wenn 99 von 100 Computern zerstört oder funktionsunfähig gemacht werden, gibt es auf diese Weise immer noch einen PC, auf dem alle Ihre Dateien sicher und leicht wiederherstellbar gespeichert sind.

Darüber hinaus sollte Ihr verteiltes Dateispeichersystem nicht auf einen zentralen Server angewiesen sein, nicht einmal zum Auffinden von Dateikopien. Wir glauben, dass wir diese Systeme so gestalten können, dass Sie diese Back-End-Server nicht benötigen, sagt Theimer.

Machen es bei Microsoft

Als leitender Forscher bei Microsoft Research in Redmond, WA, arbeitete Theimer Ende der 1990er Jahre mit dem Systemsoftwareforscher Bill Bolosky zusammen. Mit Bolosky als Teamleiter definierte eine Gruppe von einem halben Dutzend Forscher vier Schlüsselanforderungen für das System, das als Farsite bezeichnet wird:

  • Stellen Sie einen hochverfügbaren und zuverlässigen Dateidienst bereit, während er auf normalen Desktop-Computern ausgeführt wird
  • Stellen Sie sicher, dass die Daten der Benutzer vor anderen geschützt sind, einschließlich der Benutzer der Computer, auf denen sie gespeichert sind
  • Sich automatisch und adaptiv selbst konfigurieren und anpassen, damit es auf individuelle Systemausfälle und Änderungen des Nutzungsmusters reagieren kann
  • Arbeiten ohne zentralen Server oder zentralen Administrator

Weite offene Räume

Die Forscher analysierten die persönlichen Festplatten der Benutzer bei Microsoft und stellten fest, dass die meisten nicht annähernd voll waren. Tatsächlich sind sie mehr als halb leer und werden immer größer, sagt Bolosky. Bei einer dreimaligen Untersuchung innerhalb von zwei Jahren stellten sie fest, dass der Prozentsatz der ungenutzten Festplatten der Benutzer zunimmt, insbesondere mit der Größe neuer Festplatten.

Darüber hinaus prognostiziert Bolosky, dass Laufwerkshersteller halbhohe Festplatten mit Terabyte-Größe produzieren könnten, die bis 2003 für weniger als 500 US-Dollar verkauft würden.

Warum also nicht all diesen verschwendeten Platz nutzen? Genau das macht der Prototyp Farsite.

Um sicherzustellen, dass die Dateien jedes Benutzers nur für diejenigen verfügbar sind, die sie sehen sollen, integriert Farsite die Dateiverschlüsselung. Auf diese Weise sind die Dateien auch dann sicher, wenn sie auf dem System eines böswilligen Benutzers gespeichert werden. Wir verwenden ziemlich starke Chiffren – RSA mit großen Schlüssellängen – und sie werden signiert, wenn sie verschlüsselt werden, sagt Bolosky.

Wenn ein böswilliger Benutzer die Werke durch Löschen der Dateien des anderen Benutzers vermasseln möchte, werden außerdem nur die Kopien dieser Dateien zerstört, die auf einem Computer gespeichert sind. Kopien auf anderen Maschinen bleiben sicher.

Besser als Server

Da Farsite Kopien der Dateien eines Benutzers auf mehreren Computern speichert, ist es auch netzwerkfehlertoleranter als ein zentralisiertes Serversystem. Wenn ein Netzwerkfehler auftritt, der den Zugriff auf einen Computer blockiert, auf dem die Dateien des Benutzers gespeichert sind, besteht die Möglichkeit, dass ein anderer Computer mit denselben Dateien weiterhin zugänglich ist. Die Dateien bleiben auch zugänglich, wenn einige Benutzer ihre Computer nachts ausschalten.

Ein weiterer Vorteil des Speicherns von Dateien an mehreren Orten besteht darin, dass es dazu beitragen kann, Zugriffsengpässe zu vermeiden, die entstehen, wenn viele Benutzer gleichzeitig versuchen, auf ihre Dateien auf einem einzigen Server zuzugreifen.

Das Farsite-Metaverzeichnis (das alle Dateispeicherorte speichert) funktioniert ähnlich, muss jedoch nicht auf so viele Computer repliziert werden, um Zuverlässigkeit und Fehlertoleranz zu gewährleisten.

Wenn eine neue Maschine der Gruppe beitritt, werden ihre Dateien automatisch auf die Festplatten anderer PCs repliziert. Farsite ist intelligent genug, um das Kopieren doppelter Dateien auf dieselbe Festplatte zu vermeiden und die Festplattenlasten ständig neu auszugleichen, damit sich das Festplattenlaufwerk eines Benutzers nicht plötzlich füllt.

Farsite fördert auch die Benutzerfreundlichkeit. Farsite erscheint lediglich als ein weiteres Plattenlaufwerk – wie F: – mit all der Komplexität, die dem Benutzer verborgen bleibt.

Maßgeschneidert

Erwarten Sie nicht, Farsite in absehbarer Zeit in Windows XP oder seinen Folgesystemen zu sehen. Die aktuelle Version wurde nur mit etwa einem Dutzend Rechnern getestet, für die nahe Zukunft ist ein umfangreicherer Test auf 150 bis 200 PCs geplant.

Forscher sagen jedoch, dass es möglicherweise bis zu 100.000 Maschinen unterstützen könnte. Mit der Zeit wird Farsite das weltweit größte, serverskalierbare, fehlertolerante Dateisystem sein, prognostiziert Bolosky. [Letztendlich] wollen wir Hunderte Millionen von Maschinen einsetzen.

verbergen

Tatsächliche Technologien

Kategorie

Unkategorisiert

Technologie

Biotechnologie

Technologierichtlinie

Klimawandel

Mensch Und Technik

Silicon Valley

Computer

Mit News Magazine

Künstliche Intelligenz

Platz

Intelligente Städte

Blockchain

Reportage

Alumni-Profil

Alumni-Verbindung

Mit News Feature

1865

Meine Sicht

77 Mass Avenue

Treffen Sie Den Autor

Profile In Großzügigkeit

Auf Dem Campus Gesehen

Lerne Den Autor Kennen

Alumni-Briefe

Nicht Kategorisiert

77 Massenallee

Rechnen

Tech-Richtlinie

Lernen Sie Den Autor Kennen

Nachrichten

Wahl 2020

Mit Index

Unter Der Kuppel

Feuerwehrschlauch

Unendliche Geschichten

Pandemie-Technologieprojekt

Vom Präsidenten

Titelstory

Fotogallerie

Empfohlen