Los sistemas de archivos distribuidos (DFS, por sus siglas en inglés) son una tecnología clave en las arquitecturas distribuidas. Permiten el almacenamiento y acceso a datos a través de múltiples nodos en una red, proporcionando una vista unificada del sistema de archivos. Este módulo cubrirá los conceptos fundamentales, las arquitecturas comunes y los desafíos asociados con los sistemas de archivos distribuidos.

Un sistema de archivos distribuido es un sistema que permite a los usuarios acceder y manipular archivos almacenados en múltiples servidores como si estuvieran en su propio disco local.

• Transparencia: Los usuarios no necesitan saber dónde están físicamente almacenados los archivos.
• Escalabilidad: Capacidad de manejar un gran número de usuarios y datos.
• Fiabilidad: Redundancia y replicación de datos para evitar pérdidas.
• Consistencia: Asegurar que todos los usuarios vean la misma versión de un archivo.

En esta arquitectura, los clientes solicitan servicios de almacenamiento y recuperación de archivos a uno o más servidores.

Ejemplo: NFS (Network File System)

• Ventajas: Simplicidad y facilidad de implementación.
• Desventajas: Puntos únicos de fallo y limitaciones de escalabilidad.

En esta arquitectura, todos los nodos actúan tanto como clientes como servidores, compartiendo la carga de almacenamiento y procesamiento.

Ejemplo: IPFS (InterPlanetary File System)

• Ventajas: Alta disponibilidad y escalabilidad.
• Desventajas: Complejidad en la gestión de consistencia y seguridad.

• Alta Disponibilidad: Redundancia y replicación aseguran que los datos estén disponibles incluso si algunos nodos fallan.
• Escalabilidad: Capacidad de agregar más nodos para manejar más datos y usuarios.
• Rendimiento: Distribución de la carga de trabajo entre múltiples nodos puede mejorar el rendimiento.

• Consistencia: Mantener la coherencia de los datos en todos los nodos.
• Seguridad: Proteger los datos contra accesos no autorizados y ataques.
• Latencia: Minimizar el tiempo de respuesta en redes distribuidas.

HDFS es un sistema de archivos distribuido diseñado para ejecutarse en hardware de bajo costo. Es un componente clave del ecosistema Hadoop.

Características

• Alta Tolerancia a Fallos: Datos replicados en múltiples nodos.
• Alta Escalabilidad: Capacidad de manejar petabytes de datos.
• Optimización para Lecturas: Diseñado para leer grandes bloques de datos.

Ejemplo de Código: Configuración de HDFS

• dfs.replication: Número de copias de cada bloque de datos.
• dfs.blocksize: Tamaño de cada bloque de datos.

GlusterFS es un sistema de archivos distribuido que permite la agregación de múltiples servidores de almacenamiento en un único sistema de archivos.

Características

• Escalabilidad Horizontal: Añadir más servidores para aumentar la capacidad.
• Alta Disponibilidad: Replicación de datos entre servidores.
• Flexibilidad: Soporte para diferentes tipos de almacenamiento.

Ejemplo de Código: Creación de un Volumen GlusterFS

• replica 2: Número de réplicas de cada archivo.
• transport tcp: Protocolo de transporte utilizado.

1. Objetivo: Configurar un clúster HDFS con tres nodos y una replicación de datos de 2.
2. Pasos:
   • Instalar Hadoop en tres nodos.
   • Configurar el archivo hdfs-site.xml en cada nodo con las siguientes propiedades:

     <configuration>
       <property>
         <name>dfs.replication</name>
         <value>2</value>
       </property>
     </configuration>
     

   • Iniciar el clúster HDFS y verificar la replicación de datos.

1. Instalación de Hadoop:

   sudo apt-get update
   sudo apt-get install hadoop
   

2. Configuración de hdfs-site.xml:

   <configuration>
     <property>
       <name>dfs.replication</name>
       <value>2</value>
     </property>
   </configuration>
   

3. Iniciar el Clúster:

   start-dfs.sh
   

En esta sección, hemos explorado los conceptos fundamentales de los sistemas de archivos distribuidos, sus arquitecturas comunes, ventajas y desafíos. También hemos visto ejemplos prácticos de HDFS y GlusterFS. Estos conocimientos son esenciales para comprender cómo se gestionan y almacenan los datos en entornos distribuidos, preparándonos para profundizar en otros aspectos de las arquitecturas distribuidas en los próximos módulos.