분산 파일 시스템 (DFS)

핵심 개념

분산 파일 시스템(DFS)은 클라이언트, 서버, 스토리지 장치가 분산 시스템의 여러 머신에 분산되어 있으면서 사용자에게는 단일 파일 시스템처럼 보이는 파일 서비스 시스템이다. 중앙집중식 파일 서버의 단일 장애점과 병목 문제를 해결한다.

동작 원리

기본 용어

용어	설명
Service	특정 기능을 클라이언트에 제공하는 소프트웨어 엔티티
Server	단일 머신에서 실행되는 서비스 소프트웨어
Client	클라이언트 인터페이스를 통해 서비스를 호출하는 프로세스

두 가지 아키텍처 모델

DFS 아키텍처

클라이언트-서버 모델

NFS OpenAFS

클러스터 기반 모델

GFS HDFS

1. 클라이언트-서버 모델: 투명한 파일 공유 (NFS, OpenAFS)
2. 클러스터 기반 모델: 대규모 병렬 데이터 처리 (GFS, HDFS)

이름 지정 체계

체계	예시	설명
host:path	ibis:/home/file	위치 노출, 비투명
NFS 마운트	/mnt/nfs/path	머신별 마운트 포인트 다를 수 있음
전역 네임스페이스	/afs/org/path	OpenAFS, 모든 클라이언트 동일

성능 측정

서비스 요청 처리 시간 = 스토리지 접근 시간 + CPU 처리 시간 + 네트워크 오버헤드. 이상적인 DFS는 로컬 파일 시스템과 유사한 성능을 목표로 한다.

예시

분산 도서관 네트워크와 유사하다. 어느 지점에서든 같은 카탈로그로 책을 검색하고 대출할 수 있으며, 실제 책은 여러 지점에 분산되어 있지만 사용자는 인식하지 못한다.

사용자: /shared/project/report.txt 열기

DFS 내부 처리

1 이름 해석

report.txt가 어느 서버에 있는지 확인

2 인증/권한

사용자 접근 권한 확인

3 데이터 전송

파일 내용을 클라이언트로 전달

4 캐싱

성능을 위해 로컬 캐시에 저장

관련 개념

• 클라이언트-서버 DFS (NFS, OpenAFS) - DFS의 전통적 구현 모델인 NFS와 OpenAFS
• 클러스터 기반 DFS (GFS, HDFS) - 대규모 병렬 처리를 위한 클러스터 기반 DFS 구현
• DFS 캐싱과 일관성 - DFS 성능 최적화를 위한 캐싱과 일관성 유지 메커니즘
• 분산 시스템의 투명성 (Transparency) - DFS가 추구하는 위치 투명성과 위치 독립성
• 네트워크 운영체제 vs 분산 운영체제 (NOS vs DOS) - DFS가 투명한 파일 접근을 제공하는 NOS와 DOS의 차이