FSCQ - system plików odporny na awarie komputera

Naukowcy z MIT opracowali pierwszy na świecie system plików, który gwarantuje, że po najgorszej nawet awarii komputera użytkownik będzie mógł zawsze odzyskać przechowywane w nim dane.

Każdy doświadczył chyba co najmniej raz horroru polegającego na tym, że komputer w pewnym momencie zawiesza się i nawet po jego ponownym uruchomieniu naszym oczom ukazuje się tylko ciemny ekran lub jakiś lakoniczny komunikat, iż coś poszło nie tak. Tracimy wtedy z reguły dostęp do wszystkich danych, które przechowywaliśmy na komputerze. To jeden z najgorszych scenariuszy, jaki może spotkać użytkownika peceta. Naukowcy z MIT opracowali jednak oprogramowanie – a konkretnie system plików – który zapobiega tego rodzaju sytuacjom.

Jak twierdzą twórcy rozwiązania, “FSCQ jest pierwszym na świecie systemem plików, który gwarantuje użytkownikowi - co zostało przez nich matematycznie udowodnione - że po najgorszej nawet awarii komputera będzie mógł zawsze odzyskać przechowywane w jego pamięci dane”.

Zobacz również:

MIT – a konkretnie Electrical Engineering and Computer Science Department – zapowiada, że dokument noszący tytuł "Using Crash Hoare logic for Certifying the FSCQ File System", opisujący strukturę nowatorskiego systemu plików, zostanie zaprezentowany w październiki tego roku na konferencji ACM Symposium on Operating Systems Principles (SOSP 15).

FSCQ jest systemem plików odporny na szereg błędów, z którymi dostępne obecnie systemy plików nie mogą sobie poradzić. Udowodniły to testy pokazujące, że w przypadku zawieszenia się komputera i jego ponownym uruchomieniu, użytkownik ma dostęp do wszystkich przechowywanych na nim danych. Jest to możliwe głównie dzięki zastosowaniu techniki noszącej nazwę Crash Hoare logic (CHL), będącej specyficzną i ulepszoną odmianą tzw. logiki Hoare'a (jest to model matematyczny wykorzystywany do opisu poprawności pracy algorytmów). CHL pozwala między innymi przewidywać skutki ewentualnej awarii komputera oraz opisuje mechanizmy pozwalające odzyskiwać dane po tym, gdy oprogramowanie zarządzające systemem obliczeniowym ulęgło uszkodzeniu.

MIT wyjaśnia, "formalna weryfikacja polega na dokładnym określeniu granic, w ramach których jakaś aplikacja - a w naszym przypadku system plików - może się poruszać, a następnie na zagwarantowaniu, że granice te nie będą nigdy przekroczone’.

Każdy doświadczył chyba co najmniej raz horroru polegającego na tym, że komputer w pewnym momencie zawiesza się i nawet po jego ponownym uruchomieniu naszym oczom ukazuje się tylko ciemny ekran lub jakiś lakoniczny komunikat, iż coś poszło nie tak. Tracimy wtedy z reguły dostęp do wszystkich danych, które przechowywaliśmy na komputerze. To jeden z najgorszych scenariuszy, jaki może spotkać użytkownika peceta. Naukowcy z MIT opracowali jednak oprogramowanie – a konkretnie system plików – który zapobiega tego rodzaju sytuacjom.

To bardzo skomplikowane zadanie i naukowcom z MIT udało się tego dokonać. I nie chodzi tu tylko o normalną pracę systemu plików, ale o krytyczne zdarzenia, takie jak awaria oprogramowania, nagły zanik zasilania, czy uszkodzenie dysku. Naukowcy zapewniają, że z każdym z takich przypadków opracowany przez nich system plików poradzi sobie, tak iż użytkownik nie musi się obawiać, że ważne dla niego dane zostaną utracone.

Twórcy rozwiązania informują, że 90% czasu poświęcili na definiowanie poszczególnych elementów systemu i relacji, jakie zachodzą między nimi. Technologii zastosowane przez naukowców z MIT są skomplikowane i będzie je można ocenić dopiero w momencie opublikowania dokumentu, w którym będą szczegółowo omówione. Póki co osoby zainteresowane tym zagadnieniem powinny zapoznać się z opracowaniem "Specifying Crash Safety for Storage Systems". To dokument pdf zawierający wiele odwołań do hostingowego serwisu internetowego GitHub.

Dobrze jest też przeczytać opracowanie noszące nazwę "Building a file system with FSCQ infrastructure", którego autorem jest Haogang Chen, informatyk zatrudniony w MIT (w laboratorium Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory). Pisze on, iż chociaż FSCQ nie jest co prawda tak kompletnym i wydajnym rozwiązaniem, jak ma to miejsce w przypadku stosowanych obecnie systemów plików klasy high-end, ale testy wykazują, że jest to wyjątkowo niezawodny i gwarantujący danym bardzo wysoki poziom bezpieczeństwa system plików. I co ważne, ma przy tym prostą i przejrzystą konstrukcję. A to się też liczy.


TOP 200