轻量级分布式文件系统fastDFS

水深无声 2022-07-14 13:25 304阅读 0赞

FastDFS主要解决了大容量的文件（主要是图片、视频、音频等小文件 512M以内最好）存储和高并发访问的问题，并在文件存取时实现了负载均衡。

FastDFS的结构比较简单，主要由Client、Tracker server和Storage server三部分组成。Client通过Tracker server得到Storage server的信息，然后直接与Storage server通信访问文件，避免了Tracker server成为瓶颈。容易构建集群和解决高并发，高可用问题。

Tracker server

Tracker server类似于GFS中的Master或TFS中的Name server，但与他们很不同的一点是，Tracker server的主要作用是负载均衡和调度，而不负责文件索引和映射。Tracker server在内存中记录分组和Storage server的状态等信息，不记录文件索引信息，其占用的内存量也很少。Tracker server可以只有一个，也可以有多个组成Tracker cluster，这样的好处是可以提高对用户的响应能力和增加容灾性，此时各Tracker server相互对等，冗余备份，由应用端来轮流选择进行访问。

Storage server

Storage server完成文件管理的所有功能：存储、同步和提供存取接口，文件和metadata都存储在其上。Storage server类似于GFS中的Chunk server或TFS中的Data server，通常一个Storage server即一台机器，Storage server可以动态新增和删除。FastDFS的存储部分即Storage cluster，分为多个Volume，每个Volume中包括多个Storage server。同一Volume内的各Storage server之间是对等的，存储的内容相同，起冗余容错的作用。文件上传、下载、删除等操作可在Volume内任意一台 Storage server上进行。一个Volume的存储容量取决于该Volume内最小的Storage server的容量，因此Volume内各Storage server的软硬件配置最好是一致的。采用这种分Volume的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哪个Volume。当某个Volume的访问压力较大时，可以在该Volume内增加Storage server来扩充服务能力（纵向扩容）。当系统总容量不足时，可以增加Volume来扩充存储容量（横向扩容）。

Storage server直接利用OS的文件系统存储文件。FastDFS不会对文件进行分块存储，客户端上传的文件和Storage server上的文件一一对应。

关于Storage server的同步，不同Volume的Storage server之间不会相互通信，同Volume内的Storage server之间会相互连接进行文件同步。文件同步采用push方式，接受更新操作的文件称为源文件，其所在server称为源服务器，其它文件称为备份文件，其它server称为目标服务器。当文件更新操作发生时，源服务器向目标服务器发起同步，对所有备份文件进行更新。当有新Storage server加入本Volume时，由已有的一台 Storage server将其上的所有文件同步给该新增服务器。具体的同步实现在Storage server中由专门线程根据binlog进行，binlog记录了文件上传、删除等更新操作。为了最大程度地避免相互影响以及出于系统简洁性考虑，Storage server对同Volume内除自己以外的每台服务器都会启动一个线程来负责文件同步。

这种异步的同步方式带来了一致性问题，当源文件尚未来得及将所有备份文件同步更新时，访问这些备份文件将引发错误。文件的访问主要分为更新和下载两种情况：FastDFS规定更新操作只能对源文件进行，从而避免了同时对不同的备份文件进行更新导致的冲突；文件下载时，Tracker server记录了各Storage server中各文件的同步情况，会向Client提供同步后的文件所在的Storage server。

FastDFS 集群构建：  
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