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author | ichikitakahiro <e165713@ie.u-ryukyu.ac.jp> |
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date | Sat, 12 Feb 2022 23:16:05 +0900 (2022-02-12) |
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title: GearsOSの分散ファイルシステムの設計 author: Takahiro Ikki, Shinji Kono profile: 琉球大学理工学研究科情報工学専攻 lang: Japanese code-engine: coderay ## 概要 - GearsOSの分散ファイルシステムの設計と実装を行った - ファイル構造の設計 - APIの定義 - 遠隔のファイルのアクセスと保存 - GearsOS同様の記述単位による構成 - ファイルは複数のstreamを持ち、通信も行う ## GearsOS - CodeGear/DataGearという単位で記述されるOS - OSの信頼性の保証と拡張性を目指している - ノーマルレベルとメタレベルを分離して記述できる - ユーザーが実装したプログラムをメタレベルから検証する - 定理支援証明系やモデル検査が用いられる ## CodeGearとDataGear - CodeGear - 実行Codeの単位 - 入力DataGearと出力DataGearを持つ - goto文(jump命令)を使って遷移する - 実行単位は途中で割り込みされない(Atmocity) - DataGear - 変数にあたり、構造体の型を持つ - ノーマルレベルでは変更されない(関数型プログラミング) - C言語を拡張する形でCbC言語により実装される ## CodeGearとDataGear - InputDataGearを受け取って、CodeGearが処理し、OutputDataGearを出力する - OutputDataGearは次のCodeGearのInputDataGearとなる <div style="text-align: center;"> <img src="images/cg-dg.pdf" alt=cgdgの関係図 width="600"> </div> ## GearsOSにおけるファイル - ファイルデータの最小単位はDataGearとなる - 任意の構造体で構成できる - ファイルデータとなるDataGearはQueueに格納される <div style="text-align: center;"> <img src="images/QueueElement.pdf" alt=Queue width="800"> </div> ## GearsOSにおけるファイル - ファイルは複数のQueueを持つ赤黒木である - Queueはkeyでアクセスされる - Queueはstreamの役割を持つ <div style="text-align: center;"> <img src="images/newGearsFile.pdf" alt=Queue width="400"> </div> ## FileAPI - ファイルのAPIは三種類となる - Put - Queueに対してデータを挿入する - Take - Queueからデータを取り出す - Peek - Queueからデータを"読み"だす - Takeの先読みに相当する - APIは対象のstreamをkeyで指定する ## GearsOSの分散ファイルシステム - GearsOSのファイルは通信の役割も持つ - 遠隔上のファイルに対応するproxyを作成して通信を行う - 対象ファイルとproxyはsocketで接続される - proxyの操作はLocalなファイルと相違なく行える - 記録デバイスへの保存も同様な仕組みで行う - 将来的にAPIと通信プロセスは定理支援証明系Agdaで検証を行う ## GearsFSの展望 - ノードの配線を担当するTopologyManagerの実装 - 参加表明したノードを任意の形のTopologyへ配線する - 複数streamにより制御を行う分散ファイル通信手法としての検証 - Dataのみで通信を行う通信(規格があるプロトコルを用いない) - 自律分散通信の見通し確保 - OSレベルなTransactionを搭載するアプリケーションとしての評価 - GearsOSのCodeGearはTransactionとなる - 従来ではアプリケーションレベルにより実装される - GearsOSによるOSレベルTransactionの信頼性/実用性調査 ## ポスターセッション - より詳細なGearsOSのファイル構造 - ファイルの読み出し - proxyを用いたファイル通信の構成解説 - 研究のまとめと課題