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分布式文件系统FastDFS原理介绍

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什么是FastDFS?

FastDFS是一个开源的轻量级分布式文件系统。它解决了大数据量存储和负载均衡等问题。特别适合以中小文件(建议范围:4KB < file_size <500MB)为载体的在线服务,如相册网站、视频网站等等。在UC基于FastDFS开发向用户提供了:网盘,社区,广告和应用下载等业务的存储服务。

FastDFS架构:

FastDFS服务端有三个角色:跟踪服务器(tracker server)、存储服务器(storage server)和客户端(client)。

  • tracker server:跟踪服务器,主要做调度工作,起负载均衡的作用。在内存中记录集群中所有存储组和存储服务器的状态信息,是客户端和数据服务器交互的枢纽。相比GFS中的master更为精简,不记录文件索引信息,占用的内存量很少。
  • storage server:存储服务器(又称:存储节点或数据服务器),文件和文件属性(meta data)都保存到存储服务器上。Storage server直接利用OS的文件系统调用管理文件。
  • client:客户端,作为业务请求的发起方,通过专有接口,使用TCP/IP协议与跟踪器服务器或存储节点进行数据交互。

Tracker Server:跟踪服务器,主要做调度工作,在访问上起负载均衡的作用。
Storage Server:存储服务器(又称数据服务器)。

存储节点采用了分组(group)的方式。存储系统由一个或多个group组成,group与group之间的文件是相互独立的,

所有group的文件容量累加就是整个存储系统中的文件容量。一个group可以由一台或多台存储服务器组成,一个group下的存储服务器中的文件都是相同的,group中的多台存储服务器起到了冗余备份和负载均衡的作用(一个组的存储容量为该组内存储服务器容量最小的那个,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)。

在group中增加服务器时,同步已有的文件由系统自动完成,同步完成后,系统自动将新增服务器切换到线上提供服务。

当存储空间不足或即将耗尽时,可以动态添加group。只需要增加一台或多台服务器,并将它们配置为一个新的group,
这样就扩大了存储系统的容量。

FastDFS两个角色:Tracker server和Storage server。Tracker server作为中心结点,其主要作用是负载均衡和调度。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,占用的内存量很少。
另外,客户端(应用)和Storage server访问Tracker server时,Tracker server扫描内存中的分组和Storage server信息,然后给出应答。由此可以看出Tracker server非常轻量化,不会成为系统瓶颈。

FastDFS中的Storage server在其他文件系统中通常称作Trunk server或Data server。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(FastDFS中的文件标识分为两个部分:组名和文件名,二者缺一不可)。

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作者:Venus

专注于 服务器运维与web架构 E-mail:venus#rootop.org

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