分散式文檔系統

相對於本機端的檔案系統而言，分散式檔案系統（英語：Distributed file system, DFS），或是網上檔案系統（英語：Network File System），是一種允許檔案透過網上在多台主機上分享的檔案系統，可讓多機器上的多用戶分享檔案和存儲空間。

基本介紹

• 中文名：分散式文檔系統
• 外文名：Distributed data store

簡介

相對於本機端的檔案系統而言，分散式檔案系統（英語：Distributed file system, DFS），或是網上檔案系統（英語：Network File System），是一種允許檔案透過網上在多台主機上分享的檔案系統，可讓多機器上的多用戶分享檔案和存儲空間。

在這樣的檔案系統中，客戶端並非直接訪問底層的數據存儲區塊，而是透過網上，以特定的通信協定和伺服器溝通。藉由通信協定的設計，可以讓客戶端和服務端都能根據訪問控制清單或是授權，來限制對於檔案系統的訪問。

相對地，在一個分享的磁碟檔案系統中，所有節點對數據存儲區塊都有相同的訪問權，在這樣的系統中，訪問許可權就必須由客戶端程式來控制。

分散式檔案系統可能包含的功能有：透通的數據複製與容錯。也就是說，即使系統中有一小部分的節點脫機，整體來說系統仍然可以持續運作而不會有數據損失。

分散式檔案系統和分散式數據存儲的界線是模糊的，但一般來說，分散式檔案系統是被設計用在區域網路，比較強調的是傳統檔案系統概念的延伸，並透過軟體方法來達成容錯。而分散式數據存儲，則是泛指套用分散式運算技術的檔案和資料庫等提供數據存儲服務的系統。

歷史

第一個檔案伺服器在1970年代被發展出來。在1976年迪吉多公司設計出File Access Listener（FAL）做為第二代DECnet的一部分。這個系統實現了Data Access Protocol，是第一個被廣為使用的網上檔案系統。在1985年太陽微系統創建了網上檔案系統（Network File System，NFS），這是第一個基於網際協定（Internet Protocol）而被廣泛使用的網上檔案系統。在相關技術的演進過程中，其他值得一提的網上檔案系統還有安德魯檔案系統（AFS）、Apple Filing Protocol（AFP）、NetWare核心協定（NCP）、和一般被稱為網上檔案共享系統（CIFS）的伺服器訊息塊（Server Message Block，SMB）等。

透通性

分散式檔案系統通常都內置有透通性，讓實際上是透過網上來訪問檔案的動作，由程式與用戶看來，就像是訪問本地的磁碟一般。伺服器與存儲設備之間的架構多樣性與分離性，因此被隱藏了起來。而定位檔案在系統中的位置與數據傳輸的機制，就有賴網上檔案系統的設計了。

性能

一個普遍用來量測網上檔案系統性能的方式是：它需要用多少時間來完成服務請求？在傳統的系統中，完成請求所需要的時間包括了實際的硬碟訪問時間，和一小部分的中央處理器處理時間。但在一個網上檔案系統中，由於分散式架構的關係，遠程訪問動作會產生額外的經常性負擔，包括：把請求從客戶端送到服務端的時間、把回應從服務端傳回客戶端的時間、以及這兩個傳輸過程中用來運行網上傳輸協定的中央處理處時間。一個網上檔案系統的性能，可被視為是評估它透通性的一個維度，拿來與本地磁碟進行充分的對比。

同時更新檔案

當多個用戶或客戶端同時訪問並更新同一個檔案的時候，並發控制即會成為一個議題。一個客戶端對於檔案的更新，應該不能幹涉另一個客戶端對該檔案的訪問與更新。並發控制或鎖定機制可以內置在檔案系統中，或是透過擴增協定來提供。

CAP定理

著名的CAP定理指出：在一個分散式數據存儲架構中，數據的一致性（Consistency）、可用性（Availability）、和網上分隔的容忍程度（Partition tolerance）只能取二來做最最佳化，無法三者兼具。當代的分散式數據存儲服務均是各自針對服務的內容和性質來作取捨，很難說有哪一個是通用的最佳解。