FILE SERVICE. Pendahuluan

Transkripsi

1 FILE SERVICE Pendahuluan Distributed File System (File Sistem Terdistribusi) disingkat DFS adalah file sistem yang mendukung sharing files dan resurces dalam bentuk penyimpanan persistent di sebuah netwrk. File server pertama kali didevelp pada tahun 1970 dan Sun NFS (Netwrk File System) menjadi DFS pertama yang banyak digunakan setelah awal pemunculannya di tahun DFS yang terkenal selain NFS adalah AFS (Andrew File System) dan CIFS (Cmmn Internet File System). Sebuah file server menyediakan file service ke client. Dari sisi client terdapat interface untuk file service dalam hal perasi primitif file, seperti membuat file (create), menghapus (delete) dan read / write file. Kmpnen perangkat keras utama yang mana file server mengntrlnya adalah sebuah lcal strage (umumnya disk drive / HDD). Ditempat itulah file-file tersimpan dan dari tempat tersebut request client meretrive file. Pada DFS client, server dan juga perangkat penyimpanan merupakan mesin terpisah dalam sebuah lingkungan terdistribusi (Intranet). Jadi, aktifitas layanan (service) dibawa melewati jaringan (netwrk), jadi selain sistem memiliki satu data terpusat, sistem memiliki beberapa perangkat penyimpanan independent. Knfigurasi knkret dan juga implementasi dari sebuah DFS dapat beragam bentuknya. Dalam beberapa knfigurasi, server berjalan sebagai dedicated machine (layanan terpusat) atau juga menjadi server dan client. DFS dapat diimplementasikan sebagai bagian dari Sistem Operasi Terdistribusi dengan sebuah layer sftware yang tugasnya mengatur kmunikasi antara sistem perasi knvensinal dan file system. Parameter untuk mancapai DFS adalah transparansi. Secara ideal, DFS terlihat sebagai bentuk file system terpusat, faktr keseragaman (multiplicity) dan penyebaran server serta perangkat penyimpanan tidak terlihat leh user. Oleh karena itu interface client yang digunakan prgram tidak akan membedakan antara file lcal dan remte. Semuanya tergantung dari implementatr DFS untuk mengalkasikan file-file dan menyusun transprtasi data. Kelebihan lain dari DFS adalah peningkatan perfrma. Yang menjadi tlak ukur pengukuran perfrma DFS adalah waktu yang dibutuhkan untuk merespn request layanan.

2 Saling berbagi media penyimpanan infrmasi sudah menjadi sesuatu hal yang penting dalam resurce sharing. Desain service file terdistribusi yang baik adalah menyediakan akses distribusi file dengan perfrmansi dan realibilitas yang sama atau lebih baik dari penyimpanan file-file dalam disk lcal dalam bentuk transparent. Desain skala besar dari prses sistem penyimpanan baca tulis file pada wide area menimbulkan masalah pada lad balancing, reliabilitas, avaibility dan security. File sistem yang terdistribusi mengemulasikan fungsinalitas dari file sistem tak terdistribusi untuk prgram client yang berjalan pada kmputer remte. File sistem terdistribusi juga menyediakan hal-hal pkk untuk pengrganisasian kmputer yang berbasiskan jaringan intranet. Layanan File Terdistribusi : Layanan Dasar Tempat penyimpanan tetap untuk data dan prgram Operasi terhadap file (create, pen, read, ) Multiple remte clients (dalam intranet) File sharing Menggunakan semantic ne-cpy update umum, melalui RPC Perkembangan baru Persistent bject stres (strage f bjects) Persistent Java, Crba, Replikasi, caching keseluruhan file Multimedia terdistribusi (cnth: file server Tiger vide) Sistem file terdistribusi bertujuan untuk mencnth fungsi dari sistem file nnterdistribusi pada prgram klien yang berjalan di kmputer kmputer dalam suatu jaringan.

3 Dimulai dengan pembahasan mengenai sistem strage terdistribusi dan nn terdistribusi. Sistem file awalnya dikembangkan untuk sistem kmputer terpusat dan kmputer desktp sebagai fasilitas sistem perasi yang menyediakan antarmuka pemrgraman yang bagus dalam strage disk. Setelah itu, mereka menambahkan fasilitas seperti kntrl akses dan mekanisme file lcking yang membuatnya menjadi lebih berguna dalam pengiriman data dan prgram. Sistem file terdistribusi mendukung pengiriman infrmasi dalam bentuk file dan sesumber hardware dalam bentuk strage lewat intranet. File service yang telah dirancang dengan baik menyediakan akses ke file yang disimpan pada server dengan perfrmance yang sama atau bahkan lebih baik dari file yang disimpan pada lcal disk. Desainnya disesuaikan dengan perfrmance dari jaringan lkal dan leh karena itulah menjadi yang paling efektif dalam menyediakan pengiriman strage untuk digunakan di intranet. Gambar Service Terdistribusi File Service

4 File service adalah suatu perincian atau pelayanan dari file system yang ditawarkan pada kmputer client. Suatu file server adalah implementasi dari file service dan berjalan pada satu atau lebih mesin. File itu sendiri berisi dari nama, data dan atribut file seperti kepemilikan file, ukuran, waktu pembuatan file dan hak akses file. File sistem merupakan mekanisme penyimpanan n-line serta untuk akses, baik data maupun prgram yang berada dalam sistem perasi. File System merupakan struktur lgika yang digunakan untuk mengendalikan akses terhadap data yang ada pada disk. File System menyediakan mekanisme untuk penyimpanan data dan prgram yang dimiliki leh sistem perasi serta seluruh pengguna dari sistem cmputer File System terdiri dari dua bagian: Kumpulan file yang masing-masingnya menyimpan data-data yang berhubungan Struktur direktri yang mengrganisasi dan menyediakan infrmasi mengenai seluruh file dalam system Masing-masing Sistem Operasi menggunakan cara yang berbeda dalam mengatur dan mengendalikan akses data dalam disk. Cara pengaturan dan pengendalian ini tidak bergantung pada spesifikasi dari perangkat keras. Misalnya suatu hard disk dengan spesifikasi yang sama dapat menggunakan file system yang berbeda. Struktur lgika dari suatu hard disk memiliki pengaruh yang besar terhadap kinerja, daya tahan, dan pengembangan dari suatu disk. Penetepan file system dalam suatu disk dilakukan pada saat disk tersebut di frmat. File System merupakan interface yang menghubungkan sistem perasi dengan disk. Ketika prgram aplikasi yang sedang dijalankan memerlukan pembacaan file dari hard disk, sistem perasi meminta file system untuk membuka file yang diinginkan. File system harus mengetahui lkasi penyimpanan file yang dibaca. Setelah menemukan lkasinya, file system membaca data yang ada dan mengirimkan data tersebut pada sistem perasi.

5 Atribut File File adalah kumpulan infrmasi berkait yang diberi nama dan direkam pada penyimpanan sekunder. Atribut file terdiri dari : 1. Nama Merupakan satu-satunya infrmasi yang tetap dalam bentuk yang bisa dibaca leh manusia (human readable frm) 2. Type Dibutuhkan untuk sistem yang mendukung beberapa tipe berbeda 3. Lkasi Merupakan pinter atau penunjuk ke device dan lkasi file pada device tersebut berada 4. Ukuran (Size) Ukuran file pada saat itu, baik dalam byte, huruf ataupun blk 5. Prteksi Infrmasi mengenai kntrl akses, misalnya siapa saja yang bleh membaca, menulis dan mengeksekusi file 6. Waktu, tanggal dan identifikasi pengguna Infrmasi ini biasanya disimpan untuk : Pembuatan file Mdifikasi terakhir yang dilakukan pada file Penggunaan terakhir file Atribut File Panjang file Membuat timestamp Membaca timestamp Menulis timestamp Atribut timestamp Jumlah reference Pemili k Tipe file

6 Daftar kntrl akses Karakteristik File System File system bertugas dalam rganisasi, strage, retrieval (memperbaiki), penamaan, sharing, dan prteksi terhadap files. File dikirim ke dalam disk atau nn-vlatile strage media lainnya. File meliputi data dan atribut. File system didesain untuk menyimpan dan mengatur banyak dan besar file dengan fasilitas untuk membuat, memberi nama dan menghapus file. File system juga bertanggung jawab untuk pengntrlan dari akses file, akses terbatas ke file leh user yang berhak dan tipe-tipe dari akses yang diminta. Operasi pada file (=data + atribut) Create/delete Query/mdifikasi atribut Open/clse Read/write Akses kntrl Organisasi penyimpanan Struktur direktri (hirarki, pathname) Metadata (pengaturan infrmasi file) : atribut file, infrmasi struktur direktri, dll. Struktur File System

7 Berikut ini merupakan struktur dari sistem file : Mdul direktri : menghubungkan nama file dengan ID file Mdul File : menghubungkan ID dengan file tertentu Mdul Akses Kntrl : memeriksa permissin utuk perasi yang diminta Mdul Akses File : read / write data file atau atribut Mdul Blk : akses dan alkasi blk disk Mdul Perangkat : disk I/O dan buffering Kebutuhan sistem file terdistribusi Transparency Keseimbangan antara flesibilitas dan skalabilitas terhadap kmpleksitas dan perfrmansi dalam desainnya. Client tidak menyadari adanya lingkungan terdistribusi. Transparency dalam File System Terdistribusi: Access Transparency Suatu client tidak mengetahui bahwa file-file di distribusikan dan dapat mengaksesnya dengan cara yang sama seperti file lkal yang diakses. Lcatin Transparency Suatu nama knsisten mencakup lkal seperti halnya file yang jauh. Nama dari

8 suatu file tidak memberi tahu lkasinya. Cncurrency Transparency Semua client mempunyai pandangan yang sama dari suatu status file sistem. Ini berarti bahwa jika satu prses sedang memdifikasi suatu file, prses lain yang berada pada suatu sistem yang sedang mengakses file tersebut akan dapat melihat mdifikasi tersebut di dalam suatu cara yang jelas. Failure Transparency Suatu client dan client prgram perlu berperasi dengan tepat setelah adanya suatu kegagalan server. Hetergenity File service harus dapat menyediakan layanan walaupun berbeda hardware dan perating system platfrm. Scalability Suatu file sistem harus dapat bekerja dengan baik di dalam lingkungan yang kecil dan juga dapat bekerja dalam skala yang besar. Replicatin Transparency Untuk mendukung skalabilitas, kita mungkin dapat membuat tiruan suatu file menyebrangi beberapa server. Migratin Transparency Suatu file harus dapat berpindah tanpa sepengetahuan clientnya. Cncurrent File Updates Perbaruan file serentak bersamaan antara file server dan client. Kebanyakan arah sistem mengikuti standar UNIX dalam memberikan pelayanan advisry atau mendatry file atau recrd file level lcking. File Replicatin Replikasi dapat untuk share lad, untuk mempertinggi fault tlerance, dan untuk mempertinggi scalability. Kebanyakan sistem yang ada dapat melayani caching dengan replicatin terbatas. Sebagian dapat melayani full replicatin. Hardware dan Operating Systems Hetergenitas atau kesamaan adalah kebutuhan yang sangat penting dalam melayani

9 keterbukaan. Fault Tlerance Service harus terus menerus berperasi walaupun terjadi kesalahan atau errr pada client ataupun server Cnsistency Ketika file file direplikasi atau di cache pada site yang berbeda, ada delay yang tak bisa dihindari pada prpagasi mdifikasi dari satu site ke set lain yang membawa cpy, dan ini bisa menghasilkan beberapa deviasi dari ne cpy semantic. Security Semua sistem melayani mekanisme akses kntrl berbasiskan daftar akses kntrl (access cntrl lists) Efficiency Sistem harus dapat melayani perbandingan perfrmance apakah lebih baik atau tidak. Kmpnen File Service File service memiliki kmpnen-kmpnen sebagai berikut : 1. File Service File service adalah suatu perincian atau pelayanan dari file system yang ditawarkan pada kmputer client. Suatu file server adalah implementasi dari file service dan berjalan pada satu atau lebih mesin. File itu sendiri berisi dari nama, data dan atribut file seperti kepemilikan file, ukuran, waktu pembuatan file dan hak akses file. 2. Directry Service Directry service merupakan sebuah service yang digunakan untuk menghubungkan semua resurce yang ada pada jaringan dan berperan semacam sebuah buku telpn raksasa. Directry service pada NT 4 mempunyai peran penting dalam mengatur prses lgn dan administrasi security secara terpusat.

10 Pada generasi DS yang lebih lanjut, Micrsft memperkenalkan ADS yang disertakan bersama OS Windws 2000 server. ADS generasi kedua ini mempunyai kemampuan yang jauh lebih besar daripada pendahulunya. Selain itu Micrsft juga mempermudah administrasi dari ADS dengan menggunakan system hierarchical view dan multimaster. 3. Naming Service Suatu name service dapat menyimpan kumpulan satu atau lebih knteks penamaan yaitu sehimpunan keterkaitan antara nama dan atribut bjek, seperti user, kmputer, services, dan remte bject. a. Lcatin independence : File dapat dipindahkan tanpa penggantian nama. Hal-hal yang umum untuk penamaan file dan direktri : 1. Mesin + nama path e.g / machine / path atau machine : path 2. Munting File sistem secara remte kedalam hirarki lcal file 3. Single name space yang sama pada semua mesin b. Dua level penamaan : Nama simblik yang dilihat user dan nama binary yang dilihat leh sistem. Hal-hal yang dibutuhkan untuk standar penamaan Name Service : Penamaan unik yang standard Knsistensi Scalability Perfrmance dan Availability Mudah menyesuaikan terhadap perubahan

11 Perlindungan kegagalan Pilihan Desain dalam File Service Stateful Server menyimpan infrmasi tentang file yang terbuka, dan psisi file sekarang (current psitin) Open (dibuka) sebelum access dan kemudian ditutup Menyediakan file lcks Perfrma yang lebih baik pesan yang lebih pendek, dimungkinkan untuk readahead Server failure - kehilangan state Client failure - tables fill up Stateless Server tidak menyimpan state infrmasi Operasi file harus mengandung semua yang diperlukan (memuat pesan yang lengkap) Dapat dengan mudah di-recvery apabila terjadi client ataupun server crash Membutuhkan extra lck server untuk mempertahankan state Perancangan file server yang lebih simpel

12 Arsitektur File Service Layanan Flat File (Flat file service) Berperasi pada isi file Unique File Identifier (UFID) Penterjemahan dari UFIDs ke lkasi file Layanan Directri (Directry Service)

13 Directry Cnventinal file (client terhadap layanan flat file) Memetakan text names ke ufids Operasi Memerlukan fileid, machine readable ufid sebagai parameter Lcate file (lkup) Add/delete file (addname/unname) Mencckkan nama file terhadap ekspresi regular (getnames) Mdul Client Menyediakan aplikasi untuk mengakses layanan file jarak jauh secara transparan Menyimpan status (state): pen files, psitins Mengetahui lkasi jaringan dari flat file dan directry server Layanan Flat file melalui RPC interface

14 Digunakan leh mdul client, bukan user prgrams FileId (UFID) mendefinisikan file secara tunggal Mengirim pesan invalid jika file tidak ada atau akses yang tidak wajar. Read/Write; Create/Delete; Get/SetAttributes N pen/clse (unlike UNIX) Akses secara langsung dan segera dengan FileId Read/Write mengidentifikasi saat dimulai Meningkatkan fault-tlerance Operatins idemptent kecuali Create, dapat diulang (semantic atleast-nce RPC) Stateless service Cnth Distributed File System

15 File server pertama kali didevelp pada tahun 1970 dan Sun NFS (Netwrk File System) menjadi DFS pertama yang banyak digunakan setelah awal pemunculannya di tahun DFS yang terkenal selain NFS adalah AFS (Andrew File System) dan CIFS (Cmmn Internet File System). New develpments : AFS, Andrew file system (CMU 1986) Whle-file serving (64kbytes), whle-file caching (pada lcal client disk, ratusan file yang baru digunakan) NFS prtcl (precise ne-cpy update semantics) Spritely NFS: memperluas pen/clse dengan state inf yang disimpan di server, menambah server callbacks untuk memberitahu tentang cache entries WebNFS (Prgram Internet dapat berinteraksi secara langsung ke NFS server, bypassing munt). xfs (serverless netwrk, file serving bertanggung jawab terhadap distribusi diantara LAN) NFS (Netwrk File System) Netwrk File System (NFS) merupakan sebuah prtkl yang dikembangkan leh Sun Micrsystem pada tahun 1984 dan NFS didefinisikan dalam RFC 1094, 1813 dan 3530 sebagai DFS yang mengijikan sebuah kmputer untuk mengakses file melalui netwrk serasa akses file di disk lcal. NFS merupakan prtkl yang sangat mendukung dalam pengaplikasian suatu file system yang terdistribusi.

16 Tujuan dari NFS adalah untuk memungkinkan terjadinya pertukaran sistem berkas secara transparan antara mesin-mesin bebas tersebut. Hubungan yang terjadi di sini didasarkan pada hubungan client-server yang menggunakan perangkat lunak NFS server dan NFS client yang berjalan diatas wrkstatin. NFS didesain agar dapat berperasi di lingkungan ataupun jaringan yang hetergen yang meliputi mesin, platfrm, sistem perasi, dan arsitektur jaringan. Ketidaktergantungan ini didapat dari penggunaan RPC primitif yang dibangun diatas prtkl External Data Representatin (XDR). Jika misalnya terjadi sebuah pertukaran sistem berkas antara server dan client, maka pertukaran sistem berkas yang terjadi disini harus dipastikan hanya berpengaruh pada tingkat client dan tidak mempengaruhi sisi server, karena server dan client adalah mesin yang berbeda dan sama-sama bebas. Untuk itu, mesin client harus melakukan perasi munt terlebih dahulu agar remte directry dapat diakses secara transparan. Caching dalam NFS Indispensable untuk perfrmance Caching

17 Menyimpan data yang baru saja dipakai (file pages, directries, file attributes) dalam cache Updates data in cache untuk kecepatan Ukuran blck biasanya 8kbytes Server caching Cache dalam server memry (UNIX kernel) Client caching Cache dalam client memry, lcal disk Server caching Menyimpan data dalam server memry Read-ahead: anticipate pages mana yang dibaca Delayed write Update dalam cache; menulis ke disk secara peridic (UNIX sync ke synchrnise cache) atau ketika membutuhkan tempat. Which cntents seen by users depends n timing Write thrugh Cache dan menulis ke disk (reliable, pr perfrmance) Write pada saat menutup Menulis ke disk hanya ketika menerima cmmit (cepat tetapi bermasalah dengan files pen untuk waktu yang lama). Client caching

18 Berptensi terhadap masalah knsistensi Menmbulkan berbagai versi, bagian file, karena prses menulis yang di-delay Clients melakukan plling server untuk memeriksa apakah prses cpy masih valid Timestamp methd Tag untuk chek validasi terakhir dan waktu mdifikasi terakhir, Cpy valid jike waktu secak check terkahir kurang dari freshness interval, atau waktu mdifikasi pada mdificatin time pada server yang sama. Chse freshness interval secara adaptive, 3-30 sec untuk files, secnd untuk directries Untuk small freshness interval, berptensi heavy lad pada netwrk Reads Perfrm validity check ketika cache entry digunakan Jika tidak valid, request data dari server Several ptimisatins untuk mengurangi traffic Recent updates tidak sealalu visible Writes When page dimdifikasi, diberi tanda ktr (dirty) Dirty pages flushed asynchrnusly, peridically (client s synch) dan pada saat clse Nt truly ne-cpy update semantics. Prtkl NFS

19 NFS umumnya menggunakan prtkl Remte Prcedure Call (RPC) yang berjalan di atas UDP dan membuka prt UDP dengan prt number 2049 untuk kmunikasi antara client dan server di dalam jaringan. Client NFS selanjutnya akan mengimpr sistem berkas remte dari server NFS, sementara server NFS mengekspr sistem berkas lkal kepada client. Mesin-mesin yang menjalankan perangkat lunak NFS client dapat saling berhubungan dengan perangkat lunak NFS server untuk melakukan perintah perasi tertentu dengan menggunakan request RPC. Adapun perasi-perasi yang didukung leh NFS adalah sebagai berikut: Mencari berkas di dalam direktri. Membaca kumpulan direktri. Memanipulasi link dan direktri. Mengakses atribut berkas. Membaca dan menulis berkas. Perlu diketahui bahwa server NFS bersifat stateless, yang artinya setiap request harus mengandung argumen yang penuh dan jelas sebab server NFS tidak menyimpan sejarah infrmasi request. Data yang dimdifikasi harus di cmmit ke server sebelum hasilnya di kembalikan ke client. NFS prtkl tidak menyediakan mekanisme cncurrency-cntrl. Beberapa manfaat NFS diantaranya ialah : Lkal wrkstatins menggunakan ruang disk lebih kecil Pemakai tidak harus membagi direktri hme pada setiap mesin di jaringan Direktri hme dapat di set up pada NFS server dan tersedia melalui jaringan Device penyimpanan seperti flppy disk, CDROM drives, dll dapat digunakan leh mesin lainnya Kerugian / Kelemahan NFS :

20 Desain awal hanya untuk jaringan yang lkal dan tertutup Security Cngestin (Traffic yang tinggi bisa menyebabkan akses lambat) AFS (Andrew File System) AFS menyediakan akses transparan ke remte shared file untuk prgram UNIX yang berjalan di wrkstatin. Akses ke AFS file menggunakan file UNIX nrmal primitif, mengenable prgram UNIX yang ada t aksesfile tanpa mdifikasi atau rekmpilasi. Perbedaan menclk antara NFS dan AFS terletak pada desain dan implementasinya. AFS didesain dengan perfrma baik untuk jumlah penggunak aktif yang lebih besar daripada didtem file terdistribusi lainnya. AFS memiliki dua karakteristik desain yang luar biasa: Whle file serving : seluruh isi direktri dan file di transmisikan ke kmputer client leh server AFS. (di AFS3, file yang ukurannya lebih dari 64kbytes ditransfer dalam 64kbyte chunks). Whle file caching : setiap kali cpy dari sebuah file atau chunk telah ditransfer ke kmputer client, maka akan disimpan di cache di lcal disk. Cache tersebut mengandung ratusan file yang telah digunakan leh kmputer tersebut dan bersifat permanen. Skenari yang mengilustrasikan perasi AFS: Ketika prses user di kmputer client menyetakan sebuah pen sistem call pada sebuag file yang merupakan shared file dan tidak ada cpy dari file tersebut pada lcal chace, server memuat dimana file diletakkan dan dikirim permintaan untuk cpy dari file tersebut

21 Cpian tersebut disimpan di lcal UNIX file sistem pada kmputer client. Subsequent read, write dan perasi lainnya pada file leh prses pada kmputer client diterapkan pada cpian tersebut. Ketika prses di kmputer client menyatakan sebuah clse system call, jika isi cpian tersebut telah terupdate, maka akan dikirim kembali nke server. Server akan meng update isi dan timestamp file. Dan kpian pada lcal disk akan tetap, mungkin saja akan digunakan lagi pada kmputer tersebut. Implementasi AFS mengimplementasikan 2 kmpnen sftware yang disebut Vice dan Venus. Vice adalah nama untuk sftware yang berjalan di server dan venus untuk yang berjalan di client. File yang tersedia bagi prses di wrkstatin dapat berasal dari lcal maupun shared file. Lcal file di hendel sebagai nrmal UNIX file. File tersebut disimpan di disk wrksstatin dan hanya dapat digunakan leh prses lcal. Shared file tersimpan di server dan cpiannya dicache pada lcal disk wrkstatin. Kernel UNIX ditiap wrkstatin dan server adalah mdifikasi dari BSD UNIX. Desain mdifikasi ini untuk menangkap pen, clse dan file sistem call lainnya ketika merujuk pada shared file dan melewatkannya ke prses pada venus pda kmputer client/wrstatin. Sebuah partisi pada lcal disk pada tiap wrkstatin digunakan sebagai cache, yang memuat cpian dari shared file. Venus akan mengatur penggunaan cache ini, membuang file yang paling tidak dibutuhkan bisa ada file yang akan diterima dari server sedangkan cache sudah full. Implementasi dari file sistem call pada AFS

22 Daftar Pustaka

23