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PolytechGrenoble – RICM 3 ème Année Vendredi 21 Novembre 2008 Etude dApprofondissement Réseau Robin Favre Fabien Touvat.

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1 PolytechGrenoble – RICM 3 ème Année Vendredi 21 Novembre 2008 Etude dApprofondissement Réseau Robin Favre Fabien Touvat

2 I. Systèmes distribués A. Définition B. Exemples II. Stockage distribué A. Le stockage et les réseaux B. Les Systèmes de fichiers distribués C. Système P2P III. Oceanstore project A. Historique B. Fonctionnement C. Critiques et limites Plan

3 A distributed system is a collection of independent computers that appear to the users of the system as a single computer Distributed Operating System. A. Tanenbaum, Prentice Hall, 1994 I Systèmes Distribués A) Définition

4 Petite échelleGrande échelle ApplicationSupercalculateur HPC (parallélisme) Scientifiques/Industriels P2P via Internet : Calcul Stockage AvantagesNombre limité de machine sécurité, synchronisation, « simplicité » Ressources Mises à léchelle Faible coût InconvénientsRessources Limitées Coût élevé Sécurité synchronisation I Systèmes Distribués A) Définition

5 I Systèmes Distribués B) Exemples Projets P2P « Hybride » : Client/Serveur et utilisation P2P sur Internet. Napster

6 IIStockage distribué Le réseau et le stockage Pourquoi stocker linformation ? Archivage Disponibilité Traitement Critères de stockages

7 IIStockage distribué A) Le réseau et le stockage Les SAN (Stockages Area Network) Très utilisé pour les data-center et HPC Liens à très haut débit iSCSI, Fiber Channel, AoE Utilisation de système de fichier distribué Les NAS (Network Attached Storage) Utilisé pour la sauvegarde Débit moyen

8 Exemple de NFS : Network file system IIStockage distribué A) Le réseau et le stockage

9 Présentation générale IIStockage distribué B) Les systèmes de fichiers distribués

10 Difficultés Temps daccès et performance R/W Cohérence des données IIStockage distribué B) Les systèmes de fichiers distribués

11 Bien pour les réseaux locaux Non applicable aux réseaux étendus IIStockage distribué B) Les systèmes de fichiers distribués

12 Pour réseau LAN et WAN AFS (OpenAFS…) DFS (évolution de NFS) CodaFS Pour cluster : GFS GPFS Lustre IIStockage distribué B) Les systèmes de fichiers distribués

13 IIStockage distribué C) Stockage sur P2P P2P de partage de données : une ressource est sur une seule machine lecture seule P2P de partage despace de stockage : lecture / écriture sur plusieurs machines distantes

14 Avantages Fonctionnement à large échelle Faible coût Haute disponibilité Tolérance aux fautes IIStockage distribué C) Stockage sur P2P

15 Inconvénients Performance des réseaux Gestion de la cohérence Dynamicité du réseau Sécurité IIStockage distribué C) Stockage sur P2P

16 Plusieurs problématiques : Nommage, Localisation Routage tolérant aux pannes Disponibilité & Pérennité Redondance Sécurité & Confidentialité Cryptographie & Authentification Partage des ressources Equité et Cohérence des données Performance Placement, migration IIStockage distribué C) Stockage sur P2P

17 Localisation 1 ère génération : index centralisé IIStockage distribué C) Stockage sur P2P

18 Localisation 2 ème génération : inondation IIStockage distribué C) Stockage sur P2P

19 3 ème génération : DHT Structure du DHT Partitionnement des clés Structure du réseau Maintenance de la structure Localisation IIStockage distribué C) Stockage sur P2P

20 Localisation CHORD CAN KADEMLIA PASTRY TAPESTRY IIStockage distribué C) Stockage sur P2P

21 Données persistante redondance des données Insertion et départ Exemple avec Chord N32 N10 N5 N20 N110 N99 N80 N60 K19 Disponibilité et pérennité IIStockage distribué C) Stockage sur P2P K19

22 Il faut assurer que les données soient cohérente Plusieurs modèles ayant une cohérence plus ou moins fortes Cohérence forte Cohérence faible Cohérence et équité IIStockage distribué C) Stockage sur P2P

23 Données mise en cache Déplacement de données proactive Equilibrage de charge Introspection Optimisation IIStockage distribué C) Stockage sur P2P

24 Plusieurs projets actuel : OceanStore (Berkeley) CFS (MIT) PAST (Rice) PASTA (Microsoft) Farsite (Microsoft) InterMemory (NEC) Ivy (MIT) PlanetP (Rutger U.) Mnemosyne (sprintlab) Clique (HP) Mammoth (BC U) Ficus (UCLA) Tornado (Tsing Hua U.)

25 IIIOcean Store Project A) Historique John Kubiatowicz 1999 University of California, Berkeley 30 personnes 14 étudiants 15 profs et externes Open Source, Licence BSD (Pond) But du projet

26 IIIOcean Store Project B) Fonctionnement Hypothèses Localisation par DHT Disponibilité Modèle de cohérence Sécurité « OceanStore is a global-scale persistent data store. A consistent, highly-available, and durable storage »

27 Infrastructure « untrusted » Bande passante conséquente Lutilisation poussée du cache Résolution de conflit au niveau applicatif IIIOcean Store Project B) Fonctionnement Hypothèses

28 Système développé à Berkeley pour les besoin dOceanstore. Espace de clé est grand (2^160) Clé en hexadécimal : « 3ABB » IIIOcean Store Project B) Fonctionnement Tapestry

29 Chaque noeud connait au moins un noeud de chaque niveau IIIOcean Store Project B) Fonctionnement Tapestry : table des voisins

30 Exemple : IIIOcean Store Project B) Fonctionnement Tapestry : Routage

31 Chaque objet est associé à un nœud racine Le nœud racine est le nœud où on a noeudID = GUID IIIOcean Store Project B) Fonctionnement Tapestry : Localisation/publication

32 IIIOcean Store Project B) Fonctionnement Tapestry : Localisation/publication

33 IIIOcean Store Project B) Fonctionnement Tapestry : Localisation/publication

34 IIIOcean Store Project B) Fonctionnement Tapestry : Localisation/publication

35 IIIOcean Store Project B) Fonctionnement Tapestry : Localisation/publication

36 Redondance :Deep Archival Storage Replica float Fragment code Système de Gestion des Versions (SVN) IIIOcean Store Project B) Fonctionnement Disponibilité

37 IIIOcean Store Project B) Fonctionnement Disponibilité

38 IIIOcean Store Project B) Fonctionnement Mise à jour : Modèle de cohérence

39 Cryptage avec RSA Lecteurs possèdent la clé Auteurs authentifiés Fichiers et opérations cryptés IIIOcean Store Project B) Fonctionnement Sécurité

40 IIIOcean Store Project C) Critiques et limites Critiques : Utilisation de Tapestry Limites : Partie centralisée Hypothèses

41 Références Bibliographie Olivier SOYEZ, 2002, La RIA, Système de Stockage Pair à Pair Sébastien VARETTE, 2005, Introduction aux Systèmes distribués Jean-François Deverge, 2003, IRISA, Systèmes distribués de partage de données S. Rhea, P. Eaton, D. Geels, H. Weatherspoon, B. Zhao, and J. Kubiatowicz. 2003, Pond: the OceanStore Prototype Franck CAPELLO, 2005, INRIA, P2P : Développement récents et Perspectives Arvind Krishnamurthy, 2003, Fall, Tapestry Wrapup Webographie et

42 Avez-vous des questions ?

43 Annexes Architecture Centralisée vers Décentralisée TechnologieRessources Recherche de ressources Recherche de pairs Multi-source Architecture client-serveur centralisé non Napster (1999)décentralisécentralisé non Direct Connect (?) décentralisé centralisénon eDonkey (2003)décentralisésemi-centralisé oui Kademlia (?)décentralisé oui


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