MFS分布式文件系统

MFS原理

MFS是一个具有容错性的网络分布式文件系统，它把数据分散存放在多个物理服务器上，而呈现给用户的则是一个统一的资源。

1）MFS文件系统的组成

• 元数据服务器（Master）：在整个体系中负责管理文件系统，维护元数据。
• 元数据日志服务器（MetaLogger）：备份Master服务器的变化日志文件，文件类型为changelog_ml.*.mfs。当Master服务器数据丢失或者损坏时，可以从日志服务器中取得文件，进行恢复。
• 数据存储服务器（Chunk Server）：真正存储数据的服务器。存储文件时，会把文件分块保存，并在数据服务器之间进行复制。数据服务器越多，能使用的“容量”就越大，可靠性就越高，性能也就越好。
• 客户端（Client）：可以像挂载NFS一样挂载MFS文件系统，其操作是相同的。

  2）MFS读取数据的处理过程。

• 客户端向元数据服务器发出读请求。
• 元数据服务器把所需数据存放的位置（Chunk Server的IP地址和Chunk编号）告知客户端。
• 客户端向已知的Chunk Server请求发送数据。
• Chunk Server向客户端发送数据。

  3）MFS写入数据的处理过程。

• 客户端向元数据服务器发送写入请求。
• 元数据服务器与Chunk Server进行交互（只有当所需的分块Chunks存在的时候才进行这个交互），但元数据服务器只在某些服务器创建新的分块Chunks，创建成功后由Chunk Servers告知元数据服务器操作成功。
• 元数据服务器告知客户端，可以在哪个Chunk Server的哪些Chunks写入数据。
• 客户端向指定的Chunks Server写入数据。
• 该Chunk Server与其他Chunk Server进行数据同步，同步成功后Chunk Server告知客户端数据写入成功。
• 客户端告知元数据服务器本次写入完毕。

实验环境

主机	IP地址	主要软件
Master Server	192.168.58.10	mfs-1.6.27-5.tar.gz
MetaLogger Server	192.168.58.11	mfs-1.6.27-5.tar.gz
Chunk Server1	192.168.58.12	mfs-1.6.27-5.tar.gz
Chunk Server2	192.168.58.13	mfs-1.6.27-5.tar.gz
Client	192.168.58.14	mfs-1.6.27-5.tar.gz fuse-2.9.2.tar.gz

1.搭建Master Server

systemctl stop firewalld.service        //关闭防火墙及增强安全功能
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0
yum install -y zlib-devel gcc gcc-c++   //安装软件包

useradd -s /sbin/nologin -M mfs     //创建用户

mkdir /abc      //创建压缩目录
mount.cifs //192.168.58.22/share /abc           //挂载
cd /abc
tar zxvf mfs-1.6.27-5.tar.gz -C /opt        //解压软件包

cd /opt/mfs-1.6.27              //安装软件包
./configure \
--prefix=/usr/local/mfs \
--with-default-user=mfs \
--with-default-group=mfs \
--disable-mfschunkserver \
--disable-mfsmount

make && make install 

cd /usr/local/mfs/etc/mfs       //复制配置文件
cp mfsmaster.cfg.dist mfsmaster.cfg
cp mfsexports.cfg.dist mfsexports.cfg
cp mfstopology.cfg.dist mfstopology.cfg

cd /usr/local/mfs/var/mfs
cp metadata.mfs.empty metadata.mfs

/usr/local/mfs/sbin/mfsmaster start         //启动Master Server
ps -ef | grep mfs       //检查是否启动

/usr/local/mfs/sbin/mfsmaster -s //停止命令（选择性使用）

2.搭建MetaLogger Server

systemctl stop firewalld.service        //关闭防火墙及增强安全功能
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0
yum install -y zlib-devel gcc gcc-c++   //安装软件包

useradd -s /sbin/nologin -M mfs     //创建用户

mkdir /abc      //创建压缩目录
mount.cifs //192.168.58.22/share /abc           //挂载
cd /abc
tar zxvf mfs-1.6.27-5.tar.gz -C /opt        //解压软件包

cd /opt/mfs-1.6.27              //安装软件包
./configure \
--prefix=/usr/local/mfs \
--with-default-user=mfs \
--with-default-group=mfs \
--disable-mfschunkserver \
--disable-mfsmount

make && make install

cd /usr/local/mfs/etc/mfs
cp mfsmetalogger.cfg.dist mfsmetalogger.cfg

vi mfsmetalogger.cfg
...
MASTER_HOST = 192.168.58.10         //修改为Master Server的IP地址
...

/usr/local/mfs/sbin/mfsmetalogger start
ps -ef | grep mfs

/usr/local/mfs/sbin/mfsmetalogger -s        //停止MetaLogger Server(选择性使用)

3.搭建Chunk Server1、Chunk Server2

systemctl stop firewalld.service        //关闭防火墙及增强安全功能
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0
yum install -y zlib-devel gcc gcc-c++   //安装软件包

useradd -s /sbin/nologin -M mfs     //创建用户

mkdir /abc      //创建压缩目录
mount.cifs //192.168.58.22/share /abc           //挂载
cd /abc
tar zxvf mfs-1.6.27-5.tar.gz -C /opt        //解压软件包

cd /opt/mfs-1.6.27              //安装软件包
./configure \
--prefix=/usr/local/mfs \
--with-default-user=mfs \
--with-default-group=mfs \
--disable-mfsmaster \               //注意这里与前面的区别
--disable-mfsmount

make && make install

cd /usr/local/mfs/etc/mfs
cp mfschunkserver.cfg.dist mfschunkserver.cfg
cp mfshdd.cfg.dsit mfshdd.cfg

vi mfschunkserver.cfg
...
MASTER_HOST = 192.168.58.10    //修改为Master Server的IP地址
...

vi mfshdd.cfg
/data       //末尾添加一行，这里的/data是一个给MFS的分区

mkdir /data                     /创建相应/data目录
chown -R mfs:mfs /data          //修改属主属组

/usr/local/mfs/sbin/mfschunkserver start     //启动Chunk Server
/usr/local/mfs/sbin/mfschunkserver -s       //关闭Chunk Server （选择性使用）

4.客户端配置

systemctl stop firewalld.service        //关闭防火墙及增强安全功能
systemctl disable firewalld.service
setenforce 0
yum install -y zlib-devel gcc gcc-c++   //安装软件包

4.1安装FUSE

tar xzvf fuse-2.9.2.tar.gz -C /opt      //先挂载好，然后到目录下解压
cd /opt/fuse-2.9.2  

./configure
make && make install

vi /etc/profile
export PKG_CONFIG_PATH=/usr/local/lib/pkgconfig:$PKG_CONFIG_PATH    //添加到末尾
source /etc/profile

4.2安装MFS客户端

useradd -s /sbin/nologin -M mfs
cd /abc
tar zxvf mfs -C /opt

cd /opt/mfs
./configure \
--prefix=/usr/local/mfs \
--with-default-user=mfs \
--with-default-group=mfs \
--disable-mfschunkserver \
--disable-mfsmaster \
--disable-mfschunkserver \
--enable-mfsmount                   //开启MFS挂载功能

make && make install

mkdir /opt/mfs              //创建挂载点
modprobe fuse          //加载fuse模块到内核
/usr/local/mfs/bin/mfsmount /opt/mfs -H 192.168.58.10
df -hT          //查看挂载情况

vi /etc/profile                     //优化客户端
export PATH=/usr/local/mfs/bin:$PATH            //添加/usr/local/mfs/bin至环境变量
source /etc/profile

5.MFS监控

Mfscgiserv是用python编写的一个Web服务器，其监听端口是9425，可以在Master Server上通过命令/usr/local/mfs/sbin/mfscgiserv来启动，用户利用浏览器就可以全面监控所有客户挂载、Chunk Server、Master Server，以及客户端的各种操作等。
客户端上通过浏览器访问http://192.168.58.10:9425