Diseño, implementacion y evaluacion de un sistema de ficheros transaccional con separacion de datos y metadatos

Abstract

Esta tesis describe el diseño, implementación y evaluación de un nuevo sistema de ficheros transaccional que hemos denominado "DualFS". Nuestro objetivo es mejorar el rendimiento de los sistemas de ficheros que existen en la actualidad garantizando, al mismo tiempo, una rápida recuperación de la consistencia tras una caída del sistema. El diseño del nuevo sistema de ficheros se basa en una separación completa de los bloques de datos y de metadatos y en un tratamiento especializado de los bloques de metadatos. La separación se consigue almacenando los bloques en dos particiones adyacentes de un mismo disco, denominadas "dispositivo de datos" y "dispositivo de metadatos". El dispositivo de datos se divide en varios grupos entre los que se reparten los bloques de datos de los ficheros "regulares". El de metadatos, en cambio, es un "registro" que permite, por un lado, una escritura secuencial eficiente de los bloques de metadatos y, por otro lado, una rápida recuperación de la consistencia tras una caída. Basándonos en las características particulares del nuevo diseño, hemos añadido al sistema de ficheros tres mecanismos con objeto de mejorar aún más su rendimiento. Estos mecanismos son: la "afinidad de directorio", la "lectura anticipada de metadatos" y la "reubicación dinámica de metadatos". El primero de ellos se utiliza para reducir el tiempo de las operaciones de lectura/escritura dentro del dispositivo de datos, el segundo persigue mejorar el tiempo de las operaciones de lectura en general y el tercero se utiliza para evitar que se degrade la eficiencia de la lectura anticipada. Tras implementar y ajustar el nuevo sistema de ficheros, hemos comparado su rendimiento con el de otros sistemas de ficheros de propósito general ampliamente utilizados en la actualidad. Los resultados obtenidos demuestran que DualFS puede reducir, hasta en un 98%, el tiempo de las o