Специализированная сетевая ОС NetWare содержит сервисные функции (службы) для выполнения прикладных программ у клиентов, а также функции (службы) выполнения прикладных программ на серверах, Сетевые службы, определенные в архитектуре NICA, могут выполняться как одним процессором сети NetWare, так и быть распределенными по локальной (региональной) сети. Каждая из этих служб может использоваться другими службами или прикладными программами.

NICA обеспечивает распределенные прикладные программы функциями поддержки целостности данных, например, средствами зеркального отображения дисков (мирроринг).

1.2 Файловая система NetWare

В сетевой среде структура файловой системы ОС сервера должна быть оптимизирована, насколько это возможно, для повышения скорости дискового ввода/вывода. Кроме того, сложность файловой системы определяет, какие дополнительные функциональные возможности могут быть добавлены в сетевую ОС.

Novell NetWare использует свою файловую систему, специально разработанную фирмой Novell для сетевой ОС. В отличие от PC LAN Program, она не базируется на однопользовательской ОС. В отличие от 3+, она не использует структуру файлов DOS. И, наконец, в отличие от VINES, она не использует громоздкую структуру файловой системы UNIX.

Это позволило Novell последовательно оптимизировать и улучшить структуру файловой системы NetWare для повышения производительности и функциональных возможностей. Средства отказоустойчивости NetWare стали возможными только благодаря оптимизированной структуре файловой системы NetWare.

Перед созданием файловой структуры для файлового сервера NetWare, Novell проанализировала существовавшие структуры файловых систем. Очень внимательно были рассмотрены "плоские" структуры каталогов в операционных системах СР/М- 80, СР/М-86 и MS-DOS 1.0, так как это были потенциальные ОС для рабочих станций, используемых для связи с файл-сервером. Также была проанализирована потоковая иерархическая структура каталогов и файлов ОС UNIX и MS-DOS 2.1. Рассматривались и другие варианты.

Простые структуры систем с "плоскими" каталогами были созданы не для работы с большими дисками, кроме того, при большой нагрузке производительность заметно падает. Поиск нужного файла всегда сводится к последовательному просмотру всего физического пространства каталога.

Несмотря на то, что плоские структуры обеспечивают невысокую скорость поиска, они имеют преимущества в прямых методах управления дисками и простых средствах восстановления информации при сбоях на диске.

Структуры каталогов UNIX и MS-DOS 2.0 лучше приспособлены для иерархической организации и поиска, но они еще менее оптимальны, В этих файловых системах подкаталоги реализуются как файлы (специального типа) в каталоге. Файловой системе для иерархического поиска файла по каталогам необходимо выполнить несколько операций открытия файлов (типа "подкаталог") и несколько операций чтения с диска, что снижает производительность. На каждом уровне в каталоге необходимо выполнить операцию поиска в нем информации о файле-подкаталоге.

Эти иерархические структуры каталогов более чувствительны к сбоям на диске, чем "плоские". Одна дисковая ошибка в файл-каталоге может сделать недоступными все файлы и каталоги в соответствующем поддереве. Восстановление каталогов также значительно усложняется по сравнению с простой "плоской" структурой.

При разработке файловой системы NetWare Novell решила объединить достоинства обоих подходов; "плоского" и иерархического. В NetWare физическая структура оглавления тома - плоская. Использование плоской структуры дает несколько важных преимуществ. В связи с тем, что оглашение плоское и имеет определенный размер, то возможно загрузить все оглавление сетевого тома в оперативную память файл-сервера, и все поиски по оглашению могут быть осуществлены без обращений к диску. Это существенно повышает производительность системы при поисках по оглавлению. Если один блок оглавления теряется, то файл-сервер может использовать его дубликат для продолжения работы. Этим повышается надежность. Возможность эффективного преодоления сбоев на диске очень важна в распределенных системах.

Хотя физически оглавление тома в NetWare - плоское, логическая структура каталогов -иерархическая. Логическая иерархия образуется за счет использования специальных объектов типа "каталог" внутри плоской структуры оглавления файлов.

Структура каталогов имеет несколько характерных черт. Создание нового файла или подкаталога происходит очень просто, потому что для такого объекта используется первая свободная область оглавления. Маршрутный поиск по такой структуре каталогов также прост и не требует многих запросов на открытие файлов, как это имеет место в файловой системе DOS.

В плоской структуре оглавления NetWare потеря части информации о структуре каталогов не приведет к потере доступа к подкаталогам и файлам в соответствующем поддереве. В NetWare используется простой алгоритм зеркального копирования с проверкой по принципу повторного чтения информации после записи для поддержки двух копий оглавления тома. В случае потери информации о каталоге берется соответствующая информация из другой копии.

При повреждении информации о каталоге в обеих копиях оглавления, для каждого файла можно проверить наличие маршрутного пути от корневого каталога до файла. Если такого пути нет, то отмечается та точка, где обнаружена ошибка, и дерево файлов "ремонтируется" установлением вместо разрушенной связи - связи с корневым каталогом.

Хэширование оглавления

Для высокопроизводительной файловой системы необходимо, чтобы механизм поиска требуемого каталога был бы максимально эффективен. Существует два основных способа поиска требуемого каталога. В первом случае поиск осуществляется на основе полностью и однозначно заданного маршрутного имени. Во втором случае поиск осуществляется для объекта в известном подкаталоге с помощью указания только части искомого имени, точнее шаблона искомого имени. Такой подход называют "wildcard" - поиск.

При любом типе поиска необходимо проверять только небольшое количество элементов оглавления тома) чтобы либо найти требуемый элемент, либо сообщить об отсутствии такого элемента. Для этой цели NetWare строит и поддерживает в оперативной памяти 2 таблицы для каждого оглавления тома.

Первая таблица - это хэш-таблица, в которой математически сгруппированы имена файлов и каталогов. Благодаря этой таблице поиск необходимого элемента осуществляется значительно быстрее, чем при обычном последовательном подходе.

Во второй таблице, поддерживаемой NetWare, все элементы оглавления, имеющие один и тот же подкаталог, связаны между собой для обеспечения возможности "wildcard" - поиска. Наличие этой таблицы дает существенный выигрыш времени при поиске необходимого элемента каталога по заданному шаблону.

Алгоритм лифта (Elevator Seeking)

Запросы на чтение или запись информации на диск - это наиболее частые запросы от рабочих станций к фазовому серверу в ЛВС. Это естественно, так как зачастую и файлы программ, и файлы данных размещаются на сетевом диске и должны быть переданы на рабочую станцию по их требованию. Общая производительность файл-сервера существенно зависит от того, насколько хорошо сервер реагирует на запросы на чтение файлов.