Ji°φ Peterka: Co je Φφm ... v poΦφtaΦov²ch sφtφch (77):

NFS - III.

Jeliko₧ se naÜe dosavadnφ povφdßnφ o protokolu NFS t²kalo p°edevÜφm charakteru komunikace mezi klientem a serverem (neboli toho, co si vzßjemn∞ p°edßvajφ, co od sebe po₧adujφ a co si poskytujφ), tedy jejich "vn∞jÜφmi" projevy, nemuseli jsme nßÜ v²klad vztahovat k n∞kterΘ konkrΘtnφ systΘmovΘ platform∞, na kterΘ m∙₧e b²t protokol NFS implementovßn. Jakmile se ale zaΦneme podrobn∞ji zab²vat postavenφm NFS v rßmci operaΦnφho systΘmu, naÜe povφdßnφ ji₧ p°estane b²t nezßvislΘ na konkrΘtnφ platform∞. Proto si musφme n∞kterou platformu vybrat, a vÜe pot°ebnΘ si ukßzat na jejφm konkrΘtnφm p°φkladu (s naznaΦenφm odliÜnostφ pro jinΘ platformy). Nejvhodn∞jÜφm platformou jist∞ bude prost°edφ, ve kterΘm protokol NFS vznikl, a ze kterΘho se pak rozÜφ°il i na jinΘ platformy - tedy operaΦnφ systΘm Unix.

Unix pou₧φvß INODES

Obr. 77.1.: P°edstava rozhranφ INODE (bez NFS)

V prost°edφ operaΦnφho systΘmu Unix pracujφ aplikaΦnφ ·lohy se soubory zp∙sobem, kter² ukazuje obrßzek 77.1. - prost°ednictvφm systΘmov²ch volßnφ (system calls), kterΘ sm∞°ujφ do jßdra operaΦnφho systΘmu (kernel), a p°es n∞j pak do systΘmu soubor∙ (file system). To je tvo°eno spoleΦnou Φßstφ, nezßvislou na konkrΘtnφm druhu soubor∙, a dßle r∙zn²mi ovladaΦi, kterΘ ji₧ jsou implementaΦn∞ zßvislΘ. Mezi t∞mito dv∞ma vrstvami je pak rozhranφ, ve kterΘm se nachßzφ datovΘ struktury, popisujφcφ jednotlivΘ soubory - tzv. INODES (od: Information Nodes, n∞kdy tΘ₧: Index Nodes). V t∞chto datov²ch strukturßch jsou obsa₧eny nap°φklad informace o p°esnΘm umφst∞nφ souboru Φi adresß°e, o jeho velikosti, vlastnφkovi, o p°φstupov²ch prßvech apod. P°esn² v²znam i repertoßr t∞chto informacφ je vÜak "Üit na mφru" jednomu konkrΘtnφmu zp∙sobu uchovßvßnφ mφstnφch soubor∙, zatφmco vzdßlenΘ soubory, sdφlenΘ prost°ednictvφm sφt∞, vy₧adujφ p°eci jen n∞co jinΘho. OdliÜnosti zde sice nejsou nijak velkΘ, ale na druhΘ stran∞ zase nejsou zanedbatelnΘ a staΦφ na to, aby datovΘ struktury INODE nebyly p°φliÜ vhodnΘ pro souΦasnΘ reprezentovßnφ jak mφstnφch, tak i vzdßlen²ch soubor∙.

Rozhranφ VFS/VNODE

Jestli₧e tedy d°φve pracovala spoleΦnß Φßst systΘmu soubor∙ p°φmo s rozhranφm, obsahujφcφm struktury INODE (a oznaΦovan²m jako "rozhranφ INODE"), nynφ ji₧ pracuje pouze s rozhranφm VFS/VNODE a s datov²mi strukturami, kterΘ jsou v tomto rozhranφ obsa₧eny. P∙vodnφ struktury INODE sice nadßle existujφ, ale systΘmovß volßnφ se k nim neobracejφ p°φmo (ale pouze zprost°edkovan∞, p°es datovΘ struktury v rozhranφ VFS/VNODE). V prost°edφ Unixu to samoz°ejm∞ znamenalo zm∞nit vÜechna systΘmovß volßnφ, kterß zajiÜ¥ujφ prßci se soubory. Na druhΘ stran∞ vÜak toto °eÜenφ vyÜlo vst°φc nejen pot°ebßm sdφlenφ vzdßlen²ch soubor∙, ale takΘ r∙zn²m zp∙sob∙m implementace souborov²ch systΘm∙ v nejr∙zn∞jÜφch "p°φchutφch" Unixu (kterΘ mohou pou₧φvat pon∞kud odliÜnΘ struktury INODE, a jednotnΘ struktury v rozhranφ VFS/VNODE).

DatovΘ struktury VFS a VNODE

Obr. 77.2.: Vztah datov²ch struktur VFS a VNODE

RNODE vs. INODE

Pro pot°eby reprezentace vzdßlen²ch soubor∙, sdφlen²ch prost°ednictvφm protokolu NFS, byl navr₧en dalÜφ druh datovΘ struktury: RNODE. JednotlivΘ exemplß°e tΘto datovΘ struktury vznikajφ pouze na stran∞ klienta, a obsahujφ mimo jinΘ i systΘmovΘ identifikace vzdßlen²ch soubor∙, kterΘ si klient vy₧ßdal na p°φsluÜnΘm serveru (viz minul² dφl). S t∞mito vzdßlen²mi soubory se pak pracuje prost°ednictvφm procedur, kterΘ jsou s datov²mi strukturami sdru₧eny - a prßv∞ tyto procedury implementujφ vlastnφ protokol NFS pro sdφlenφ vzdßlen²ch soubor∙ v sφtφch. P°esn² zp∙sob fungovßnφ t∞chto konkrΘtnφch procedur je ovÜem natolik zajφmav², ₧e se mu budeme podrobn∞ji v∞novat v samostatnΘm dφlu tohoto serißlu.

Obr. 77.3.: P°edstava zpracovßnφ po₧adavku na p°φstup k souboru

Prozatφm si pouze naznaΦme, jak²m zp∙sobem jsou tyto procedury aktivovßny. Na stran∞ klienta je prvotnφm inicißtorem systΘmovΘ volßnφ, generovanΘ aplikaΦnφ ·lohou. Toto volßnφ specifikuje urΦitou strukturu VNODE, kterß se zase odkazuje na n∞kterou strukturu INODE Φi RNODE (nebo jin² druh datovΘ struktury, vytvo°enΘ pro pot°eby konkrΘtnφ implementace jinΘho druhu soubor∙ a adresß°∙). Podle toho, kam ukazatel v rßmci struktury VNODE ukazuje, je pak mo₧nΘ urΦit konkrΘtnφ procedury, kterΘ majφ b²t zavolßny - viz obrßzek 77.3. V²sledkem spuÜt∞nφ procedur, sdru₧en²ch s datovou strukturou INODE, je pak formulovßnφ konkrΘtnφho po₧adavku na server a jeho odeslßnφ.

Obr. 77.4.: Rozhranφ VFS/VNODE, INODE a RNODE na stran∞ klienta i serveru

Na stran∞ serveru je p°φjemcem tohoto po₧adavku systΘmov² proces (tzv. NFS dΘmon). Ten pak na zßklad∞ p°ijatΘho po₧adavku generuje systΘmovΘ volßnφ, kterΘ op∞t specifikuje urΦit² uzel VNODE. Ten ukazuje na konkrΘtnφ datovou strukturu, reprezentujφcφ po₧adovan² soubor Φi adresß° (celou situaci nßzorn∞ ilustruje obrßzek 77.4). V tΘto souvislosti je vhodnΘ si zd∙raznit, ₧e tentokrßte ji₧ musφ jφt o mφstnφ soubor Φi adresß° (a nikoli vzdßlen²). Tv∙rci protokolu NFS toti₧ vcelku rozumn∞ zakßzali tranzitivnost sdφlenφ soubor∙ v sφtφ. Tedy takovou situaci, kdy server nabφzφ sv²m klient∙m soubory, kterΘ sßm zφskßvß v roli klienta od jinΘho serveru. AΦkoli by to bylo principißln∞ mo₧nΘ, nenφ to efektivnφ. Mφsto p°es prost°ednφka se toti₧ ka₧d² klient m∙₧e obrßtit p°φmo na ten server, kter² po₧adovanΘ soubory skuteΦn∞ vlastnφ (jako lokßlnφ).

BSD Unix vs. AT&T Unix