對(duì)于我來(lái)說(shuō)，就是一個(gè)文件存儲(chǔ)系統(tǒng)。

tracker-storge-client

tracker調(diào)度

storege真正存儲(chǔ)文件

分析一下別的文章

在生產(chǎn)中我們一般希望文件系統(tǒng)能幫我們解決以下問(wèn)題，如：1.超大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；2.數(shù)據(jù)高可用（冗余備份）；3.讀/寫(xiě)高性能；4.海量數(shù)據(jù)計(jì)算。最好還得支持多平臺(tái)多語(yǔ)言，支持高并發(fā)。

由于單臺(tái)服務(wù)器無(wú)法滿(mǎn)足以上要求，這就迫使開(kāi)發(fā)者不得不考慮使用其他方式解決此類(lèi)問(wèn)題。分布式文件系統(tǒng)就在這樣迫切的需求下孕育而生。

今天為什么把標(biāo)題定為“分布式文件系統(tǒng)”呢？是因?yàn)槲蚁胪ㄟ^(guò)此次分享（FastDFS原理介紹），和大家去做更多關(guān)于分布式文件系統(tǒng)的研究和分享。我想這項(xiàng)研究應(yīng)該會(huì)是一個(gè)“系列”性的專(zhuān)題。在本文之后還計(jì)劃分享“FastDFS源碼分析”，“FastDFS擴(kuò)容及資源優(yōu)化”。

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什么是FastDFS？

FastDFS是一個(gè)開(kāi)源的輕量級(jí)分布式文件系統(tǒng)。它解決了大數(shù)據(jù)量存儲(chǔ)和負(fù)載均衡等問(wèn)題。特別適合以中小文件（建議范圍：4KB < file_size <500MB）為載體的在線服務(wù)，如相冊(cè)網(wǎng)站、視頻網(wǎng)站等等。在UC基于FastDFS開(kāi)發(fā)向用戶(hù)提供了：網(wǎng)盤(pán)，社區(qū)，廣告和應(yīng)用下載等業(yè)務(wù)的存儲(chǔ)服務(wù)。

FastDFS架構(gòu)：

FastDFS服務(wù)端有三個(gè)角色：跟蹤服務(wù)器（tracker server）、存儲(chǔ)服務(wù)器（storage server）和客戶(hù)端（client）。

tracker server：跟蹤服務(wù)器，主要做調(diào)度工作，起負(fù)載均衡的作用。在內(nèi)存中記錄集群中所有存儲(chǔ)組和存儲(chǔ)服務(wù)器的狀態(tài)信息，是客戶(hù)端和數(shù)據(jù)服務(wù)器交互的樞紐。相比GFS中的master更為精簡(jiǎn)，不記錄文件索引信息，占用的內(nèi)存量很少。

storage server：存儲(chǔ)服務(wù)器（又稱(chēng)：存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)或數(shù)據(jù)服務(wù)器），文件和文件屬性（meta data）都保存到存儲(chǔ)服務(wù)器上。Storage?server直接利用OS的文件系統(tǒng)調(diào)用管理文件。

client：客戶(hù)端，作為業(yè)務(wù)請(qǐng)求的發(fā)起方，通過(guò)專(zhuān)有接口，使用TCP/IP協(xié)議與跟蹤器服務(wù)器或存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

Tracker Server：跟蹤服務(wù)器，主要做調(diào)度工作，在訪問(wèn)上起負(fù)載均衡的作用。

Storage Server：存儲(chǔ)服務(wù)器（又稱(chēng)數(shù)據(jù)服務(wù)器）。

ps：這樣的架構(gòu)具有以下特點(diǎn)：1.輕量級(jí)（相比GFS簡(jiǎn)化了master角色，不再管理meta數(shù)據(jù)信息）。2.對(duì)等結(jié)構(gòu)。3.分組方式。

FastDFS協(xié)議：

FastDFS角色間是基于TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信，協(xié)議包格式為：header + body。具體結(jié)構(gòu)如圖：

FastDFS各節(jié)點(diǎn)間都是通過(guò)tcp/ip的方式來(lái)進(jìn)行通信的。

協(xié)議包由兩部分組成：header和body

上傳機(jī)制：

同步時(shí)間管理：

當(dāng)一個(gè)文件上傳成功后，客戶(hù)端馬上發(fā)起對(duì)該文件下載請(qǐng)求（或刪除請(qǐng)求）時(shí)，tracker是如何選定一個(gè)適用的存儲(chǔ)服務(wù)器呢？

其實(shí)每個(gè)存儲(chǔ)服務(wù)器都需要定時(shí)將自身的信息上報(bào)給tracker，這些信息就包括了本地同步時(shí)間（即，同步到的最新文件的時(shí)間戳）。而tracker根據(jù)各個(gè)存儲(chǔ)服務(wù)器的上報(bào)情況，就能夠知道剛剛上傳的文件，在該存儲(chǔ)組中是否已完成了同步。同步信息上報(bào)如下圖：

下載機(jī)制：

精巧的FID：

說(shuō)到下載就不得不提文件索引（又稱(chēng)：FID）的精巧設(shè)計(jì)了。文件索引結(jié)構(gòu)如下圖，是客戶(hù)端上傳文件后存儲(chǔ)服務(wù)器返回給客戶(hù)端，用于以后訪問(wèn)該文件的索引信息。文件索引信息包括：組名，虛擬磁盤(pán)路徑，數(shù)據(jù)兩級(jí)目錄，文件名。

ps：

組名：文件上傳后所在的存儲(chǔ)組名稱(chēng)，在文件上傳成功后有存儲(chǔ)服務(wù)器返回，需要客戶(hù)端自行保存。

虛擬磁盤(pán)路徑：存儲(chǔ)服務(wù)器配置的虛擬路徑，與磁盤(pán)選項(xiàng)store_path*對(duì)應(yīng)。

數(shù)據(jù)兩級(jí)目錄：存儲(chǔ)服務(wù)器在每個(gè)虛擬磁盤(pán)路徑下創(chuàng)建的兩級(jí)目錄，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文件。

文件名：與文件上傳時(shí)不同。是由存儲(chǔ)服務(wù)器根據(jù)特定信息生成，文件名包含：源存儲(chǔ)服務(wù)器IP地址、文件創(chuàng)建時(shí)間戳、文件大小、隨機(jī)數(shù)和文件拓展名等信息。

快速定位文件：

知道FastDFS FID的組成后，我們來(lái)看看FastDFS是如何通過(guò)這個(gè)精巧的FID定位到需要訪問(wèn)的文件。

通過(guò)組名tracker能夠很快的定位到客戶(hù)端需要訪問(wèn)的存儲(chǔ)服務(wù)器組，并將選擇合適的存儲(chǔ)服務(wù)器提供客戶(hù)端訪問(wèn)；

存儲(chǔ)服務(wù)器根據(jù)“文件存儲(chǔ)虛擬磁盤(pán)路徑”和“數(shù)據(jù)文件兩級(jí)目錄”可以很快定位到文件所在目錄，并根據(jù)文件名找到客戶(hù)端需要訪問(wèn)的文件。

本次分享的主要內(nèi)容包含：FastDFS各角色的任務(wù)分工/協(xié)作，文件索引的原理設(shè)計(jì)以及文件上傳/下載操作的流程。通過(guò)此次學(xué)習(xí)我們對(duì)FastDFS有了初步的了解，如：

FastDFS只有三個(gè)角色；且跟蹤服務(wù)器和存儲(chǔ)服務(wù)器均不存在單點(diǎn)。

跟蹤服務(wù)器被動(dòng)的接收存儲(chǔ)服務(wù)器匯報(bào)，對(duì)存儲(chǔ)服務(wù)器進(jìn)行分組管理；并為客戶(hù)端選定適用的存儲(chǔ)服務(wù)器。同一存儲(chǔ)服務(wù)器可以同時(shí)向多臺(tái)跟蹤服務(wù)器匯報(bào)狀態(tài)信息。

存儲(chǔ)服務(wù)器組內(nèi)所有存儲(chǔ)服務(wù)器是對(duì)等關(guān)系，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)且相同；所有的存儲(chǔ)服務(wù)器均是同時(shí)在線服務(wù)，極大的提高的服務(wù)器的使用率，分擔(dān)了數(shù)據(jù)訪問(wèn)壓力。