Datová úložiště a systémy souborů

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra počítačových systémů

Anotace:

Student se seznámí s architekturami a principy funkce současných řešení systémů pro ukládání dat. Budou vysvětleny principy uložení, zabezpečení a archivace dat, škálování a vyvažování zátěže a zajištění vysoké dostupnosti systémů pro ukládání dat.

Požadavky:

Základy operačních systémů (skriptovacích jazyků), základy programování v jazyce C.

Osnova přednášek:

1. Fyzikální a organizační principy uložení a přenosu informací.

2. Hierarchie datových rozhraní (storage stack), architektury datových úložišť.

3. Storage sběrnice a sítě, storage protokoly.

4. Škálování výkonu a zabezpečení uložení dat: RAID 0, 1, 0+1, 1+0, příklady.

5. Škálování výkonu a zabezpečení uložení dat: RAID 5 a 6, Read-Solomonovo schéma, příklady.

6. Klasická a virtuální správa logických svazků (volume management).

7. Systémy souborů - klasické.

8. Zálohování, hierarchické storage systémy, deduplikace.

9. Žurnálování a replikace v systémech souborů a databázích.

10. Systémy souborů založené na nekonečném logu(log-structured file systems).

11. Síťové systémy souborů.

12. Distribuovaná datová úložiště a systémy souborů, paralelní a klastrové systémy souborů.

Osnova cvičení:

1. Základní vlastnosti disků a raidů - simulátor disksim, meření na reálných discích.

2. Zadání projektu, konzultace k zadání.

3. Konfigurace storage sítí - emulátor simsan.

4. Konfigurace datových úložišť - emulátory HP, IBM, Oracle.

5. 1. kontrola řešení projektu, konzultace.

6. Tradiční systémy souborů - měření - Flexible Filesystem Benchmark (FFSB).

7. Systémy souborů založené na logování změn - ZFS, BTRFS.

8. 2. kontrola řešení projektu, konzultace.

9. Síťová datová úložiště - iSCSI, ...

10. Síťové systémy souborů - NFS, SMB, WebDAV.

11. Klastrové systémy souborů.

12. Prezentace výsledků projektu.

Cíle studia:

Seznámit se s technikami manipulace s daty na všech úrovních počítačové architektury a principy řešení datových úložišť pro cloud conputing. Po absolvování předmětu bude student rozumět infrastruktuře pro ukládání dat, která odpovídá požadavkům na dostupnost, výkonnost, škálovatelnost, zabezpečení dat a odolnost proti poruchám určovaným potřebami podniků a organizací. Tyto znalosti a dovednosti jsou nezbytné zejména pro architekty řešení, technologické konzultanty, správce systémů a další.

Studijní materiály:

Jacob, Bruce and Ng, Spencer and Wang, David: „Memory Systems: Cache, DRAM, Disk“: Part III. Disk, Morgan Kaufmann Publishers Inc., 2007

Poznámka:

Informace o předmětu a výukové materiály naleznete na https://courses.fit.cvut.cz/BI-STO/

Další informace:

https://courses.fit.cvut.cz/BI-STO/

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Bc. program Informatika, pro fázi studia bez oboru, kombi., 2015 - 2020 (volitelný předmět)
• Bc. obor Bezpečnost a informační technologie, kombi., 2015 - 2019 (volitelný předmět)
• Bc. obor Webové a softwarové inženýrství, zaměření Softwarové inženýrství, kombi., 2015 - 2020 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Informační bezpečnost, kombi., 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Softwarové inženýrství, kombi., 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové sítě a Internet, kombi., 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové systémy a virtualizace, kombi., 2021 (volitelný předmět)
• Bc. obor Bezpečnost a informační technologie, kombinovaná forma studia, 2020 (volitelný předmět)
• Bc. program, pro fázi studia bez specializace, kombi., 2021 (volitelný předmět)