介绍
Seaweedfs是一个简单，高扩展性的分布式文件系统，它的两个目标分别是：
存储数十亿级的文件
快速响应文件。
seaweedfs选择以键值对（key->file）的实现方式，这有点像“NoSQL",你可以陈其为”NoFS“。
seaweedfs的中心节点（center master）并不会管理所有文件的元数据而仅仅管理文件卷（file volmume），文件及其元数据的管理是由volume server实现的。这可以缓解center master的并发压力，并且将文件元数据分配到volume server可以实现更快的文件访问（只需一次磁盘读取操作）。
架构
通常，分布式文件系统将每个文件拆分为块，中央主服务器保持文件名，到块句柄的块索引以及每个块服务器具有的块。
主要缺点是中央主服务器无法高效地处理许多小文件，并且由于所有读请求都需要通过块主服务器，所以对于许多并发用户来说可能无法很好地扩展。
SeaweedFS管理主服务器中的数据卷，而不是管理块。每个数据卷大小为32GB，并且可以容纳大量文件。每个存储节点可以有很多数据卷。所以主节点只需要存储关于卷的元数据，这是相当少量的数据，并且通常是稳定的。
实际的文件元数据存储在卷服务器上的每个卷中。由于每个卷服务器只管理自己磁盘上的文件的元数据，每个文件的元数据只有16个字节，因此所有文件访问都可以从内存中读取文件元数据，只需要一次磁盘操作即可实际读取文件数据。
主服务器（master server）和卷服务器(volmue server)
该架构非常简单。实际数据存储在存储节点的卷上。一个卷服务器可以有多个卷，并且都可以支持基本认证的读写访问。
所有卷由主服务器管理。主服务器包含卷ID到卷服务器映射。这是相当静态的信息，可以轻松缓存。
在每个写入请求上，主服务器还会生成一个file key，这是一个不断增长的64位无符号整数。由于写入请求通常不如读取请求频繁，因此一台主服务器应该能够很好地处理并发
读写文件
当客户端发送写入请求时，主服务器为该文件返回（volume id, file key, file cookie, volume node url）。客户端然后联系卷节点并发送文件的内容。
当客户端需要根据（volume id, file key, file cookie）读取文件时，它可以通过卷标id询问主服务器（volume node url, volume node public url），或从缓存中检索。然后客户端可以获取内容，或者只是在网页上呈现URL并让浏览器获取内容。
存储大小
在当前的实现中，每个卷可以是8x2 ^ 32个字节（32GiB）。这是因为将内容对齐到8个字节。通过更改2行代码，可以轻松地将其增加到64G或128G，或者更多，代价是由于对齐而导致的一些浪费的填充空间。
可以有2 ^ 32卷。因此总系统大小为8 x 2 ^ 32字节x 2 ^ 32 = 8 x 4GiB x 4Gi = 128EiB（2 ^ 67字节或128 exbibytes）。
每个单独的文件大小都受限于卷大小。
使用示例
本示例简单搭建一个集群，集群规划如下
Master Server :
192.168.0.193
Volmue Server:
192.168.0.191
192.168.0.193
192.168.0.195
192.168.0.196
启动Master Server
./weed master -ip=192.168.0.193
启动Volume Server
./weed volume -dir=/weedfs_data -mserver=192.168.0.193:9333 -port=8083 -ip=`hostname -i`
文件写入
要上传文件：首先，向/ dir / assign发送HTTP POST，PUT或GET请求以获取fid和卷服务器url
> curl -X POST http://192.168.0.193:9333/dir/assign
{"fid":"8,081df3da0dce77","url":"192.168.0.196:8083","publicUrl":"192.168.0.196:8083","count":1}
其次，要存储文件内容，请向响应中的url +'/'+ fid发送HTTP多部分PUT或POST请求：
> curl -X PUT -F file=@./test.log http://192.168.0.196:8083/8,081df3da0dce77
{"name":"test.log","size":8}
更新文件，只需使用新的文件内容再次发送一个PUT或POST请求。
删除文件，只需发送HTTP DELETE请求到相同的URL +'/'+ fid URL：
> curl -X DELETE http://192.168.0.196:8083/8,081df3da0dce77
文件读取
首先通过文件的volumeId查找volume server
> curl -X get http://192.168.0.193:9333/dir/lookup?volumeId=8
{"volumeId":"8","locations":[{"url":"192.168.0.196:8083","publicUrl":"192.168.0.196:8083"}]}
现在您可以使用公共URL从卷服务器读取
http://192.168.0.196:8083/8,081df3da0dce77
性能
使用weedfs自动的命令对搭建的四个数据节点的集群进行了简单的性能测试
使用50万大小为50KB的文件进行读写操作，测试命令及结果如下：
在写的过程中由于194节点磁盘满了导致有极少一部分写入请求失败，不过不影响测试结果，各位就将就一下吧
./weed benchmark -size=51200 -n=500000 -server=192.168.0.193:9333
------------ Writing Benchmark ----------
Concurrency Level: 16
Time taken for tests: 278.368 seconds
Complete requests: 499520
Failed requests: 480
Total transferred: 25591146326 bytes
Requests per second: 1794.46 [#/sec]
Transfer rate: 89778.15 [Kbytes/sec]
Connection Times (ms)
min avg max std
Total: 0.7 8.8 18660.8 106.4
Percentage of the requests served within a certain time (ms)
50% 7.1 ms
66% 8.4 ms
75% 9.3 ms
80% 10.0 ms
90% 12.9 ms
95% 16.3 ms
98% 21.0 ms
99% 24.6 ms
100% 18660.8 ms
------------ Randomly Reading Benchmark ----------
Concurrency Level: 16
Time taken for tests: 196.642 seconds
Complete requests: 500000
Failed requests: 0
Total transferred: 25615722837 bytes
Requests per second: 2542.69 [#/sec]
Transfer rate: 127212.71 [Kbytes/sec]
Connection Times (ms)
min avg max std
Total: 0.2 6.2 219.8 4.2
Percentage of the requests served within a certain time (ms)
50% 5.8 ms
66% 7.5 ms
75% 8.2 ms
80% 8.7 ms
90% 10.7 ms
95% 14.0 ms
98% 16.8 ms
99% 18.6 ms
100% 219.8 ms
其他特性
- 可以选择是否使用数据副本，以及副本的级别
- master servers失败自动漂移-杜绝但点故障
- 根据文件的mime类型自动进行gzip压缩（linux查看文件的mime类型,file --mime-type）
- 删除及更新操作之后通过压缩实现自动的磁盘空间回收
- 集群中的服务器之间可以存在不同的磁盘空间，文件系统，操作系统
- 添加/删除服务不会导致数据的重新平衡
- 可选择修复jpeg图片的方向
以下特性还没有研究，后期再补上吧 - Optional filer server provides "normal" directories and files via http
- Support Etag, Accept-Range, Last-Modified, etc.
- Support in-memory/leveldb/boltdb/btree mode tuning for memory/performance balance.