• FestDFS

    分布式文件系统解决问题

    分布式文件系统解决海量文件存储及输入访问的瓶颈问题，对海量视频和图片等的管理。

    什么是文件系统

    操作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构称为文件管理系统，简称文件系统

     常见的文件系统：FAT16/FAT32、DTFS、HFS、UFS、APFS、XFS、Ext4等。

    分布式文件系统

    文件系统管理的无力储存资源不易i的那个直接连接本地节点上，而是通过计算网络与节点相连。

     好处：

    • 一台计算机的文件系统处理能力扩充到多台计算机同时处理。
    • 一台计算机挂了还有另外副本计算机提供数据。
    • 每台计算机可以放在不同的地域，这样用户就可以就近访问，提高访问速度

    NFS

    NFS即网络文件系统，是FreeBSD支持的文件系统中的一种，他允许网络中的计算机之间通过TCP/IP网络共享资源。在NFS的应用中，本地NFS的客户端应用可以透明地读取位于远端NFS服务器上的文件，就像访问本地文件一样。

    •  在客户端上映射NFS服务器的驱动
    • 客户端通过网络访问NFS服务器的硬盘完全透明。

    GFS

    GFS（googleFs）是一个可扩展的分布式文件系统，用于大型的分布式的、对大量数据进行访问的应用。他应用于廉价的普通硬盘上，可以提供容错功能。它可以给大量的用户提供总体性能较高的服务。

    •  GFS采用主从结构，一个GFS集群由一个master和大量的chunkserver组成。
    • master存储了数据文件的元数据，一个文件被分成了若干存储在多个chunkserver中。
    • 用户从master中获取数据元信息，从chunkserver存储数据。

    HDFS

     

    •  HDFS采用主从结构，一个HDFS集群有一个名称节结点和若干数据结点组成。名称结点存储数据的元信息，一个问政的数据文件分成若干块存储在数据结点。
    • 客户端从名称结点获取数据的元信息及数据分块的信息，得到信息客户端即可从数据块来存储数据。 

    什么是FestDFS

    fastDSF介绍

            FastDFS是用 c 语言编写的一款开源的分布式文件系统，它是由淘宝资深架构师余庆编写并开源。 FastDFS 专为互联 网量身定制，充分考虑了冗余备份、负载均衡、线性扩容等机制，并注重高可用、高性能等指标使用FastDFS 很 容易搭建一套高性能的文件服务器集群提供文件上传、下载等服务。
    为什么要使用 fastDFS 呢？
            上边介绍的NFS 、 GFS 都是通用的分布式文件系统，通用的分布式文件系统的优点的是开发体验好，但是系统复杂 性高、性能一般，而专用的分布式文件系统虽然开发体验性差，但是系统复杂性低并且性能高。fastDFS 非常适合 存储图片等那些小文件，fastDFS不对文件进行分块，所以它就没有分块合并的开销，fastDFS网络通信采用 socket，通信速度很快。

     fastDSF工作原理

    fastDSF架构

            FastDFS架构包括 Tracker server 和 Storageserver 。客户端请求 Tracker server 进行文件上传、下载，通过 Tracker server调度最终由 Storage server 完成文件上传和下载。

     tracker

            Tracker Server作用是负载均衡和调度，通过 Tracker server 在文件上传时可以根据一些策略找到 Storage server 提 供文件上传服务。可以将tracker 称为追踪服务器或调度服务器。
            FastDFS集群中的 Tracker server 可以有多台， Tracker server 之间是相互平等关系同时提供服务， Tracker server 不存在单点故障。客户端请求Tracker server 采用轮询方式，如果请求的 tracker 无法提供服务则换另一个 tracker 。
    Storage
            Storage Server作用是文件存储，客户端上传的文件最终存储在 Storage 服务器上， Storage server 没有实现自己 的文件系统而是使用操作系统的文件系统来管理文件。可以将storage 称为存储服务器。
            Storage集群采用了分组存储方式。 storage 集群由一个或多个组构成，集群存储总容量为集群中所有组的存储容 量之和。一个组由一台或多台存储服务器组成，组内的Storage server 之间是平等关系，不同组的 Storage server 之间不会相互通信，同组内的Storage server 之间会相互连接进行文件同步，从而保证同组内每个 storage 上的文件 完全一致的。一个组的存储容量为该组内的存储服务器容量最小的那个，由此可见组内存储服务器的软硬件配置最
    好是一致的。
            采用分组存储方式的好处是灵活、可控性较强。比如上传文件时，可以由客户端直接指定上传到的组也可以由 tracker进行调度选择。一个分组的存储服务器访问压力较大时，可以在该组增加存储服务器来扩充服务能力（纵向 扩容）。当系统容量不足时，可以增加组来扩充存储容量（横向扩容）。
    Storage 状态收集
            Storage server会连接集群中所有的 Tracker server ，定时向他们报告自己的状态，包括磁盘剩余空间、文件同步 状况、文件上传下载次数等统计信息。

     文件上传流程

     

    客户端上传文件后 存储服务器 将 文件 ID 返回给客户端，此文件 ID 用于以后访问该文件的索引信息。文件索引信息 包括：组名，虚拟磁盘路径，数据两级目录，文件名。 

    •  组名：文件上传后所在的storage组名称，在文件上传成功后有storage服务器返回，需要客户端自行保存。
    • 虚拟磁盘路径：storage配置的虚拟路径，与磁盘选项store_path*对应。如果配置了store_path0则是M00， 如果配置了store_path1则是M01，以此类推。
    • 数据两级目录：storage服务器在每个虚拟磁盘路径下创建的两级目录，用于存储数据文件。
    • 文件名：与文件上传时不同。是由存储服务器根据特定信息生成，文件名包含：源存储服务器IP地址、文件创 建时间戳、文件大小、随机数和文件拓展名等信息。

     文件下载流程

     tracker根据请求的文件路径即文件ID 来快速定义文件。

    比如请求下边的文件：

    • 通过组名tracker能够很快的定位到客户端需要访问的存储服务器组是group1，并选择合适的存储服务器提供客 户端访问。
    • 存储服务器根据“文件存储虚拟磁盘路径”和“数据文件两级目录”可以很快定位到文件所在目录，并根据文件名找到客户端需要访问的文件

     

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