分布式文件系统的对比

本文对常用的分布式文件系统进行一个简要的对比，设计的分布式文件系统有：HSFS,IRODS,Ceph,ClusterFs,Lustre,MooseFS.

架构

Lustre把metadata存储到单节点sever的硬盘。客户端的rps(client request per second)受到metadata server的限制。HDFS 和MooseFS也面临相同的问题，不过他们是把metadata存储到内存。iRODS采用面向中心的架构设计，用数据库来管理和存储metadata.这三种面向中心的架构设计，都会受到metadata server的限制，无论是放到硬盘，内存还是数据库，metadata是单机的。GlusterFS把metadata和数据存储到一起，可以快速增加sever进行水平的扩张，可以接受大量的客户端请求。Ceph为了处理客户端大量的请求，需要增加metadata或data sever,这样系统扩张更加复杂。

表 1：概要对比

	HDFS	iRODS	Ceph	GlusterFS	Lustre
Architecture	Centralized	Centralized	Distributed	Decentralized	Centralized
Naming	Index	Database	CRUSH	EHA	Index
API	CLI, FUSE REST, API	CLI, FUSE API	FUSE, mount REST	FUSE, mount	FUSE
Fault detection	Fully connect	P2P	Fully connect	Detected	Manually
System availability	No failover	No failover	High	High	Failover
Data availability	Replication	Replication	Replication	RAID-like	No
Placement strategy	Auto	Manual	Auto	Manual	No
Replication	Async.	Sync	Sync	Sync	RAID-like
Cache consistency	WORM, lease	Lock	Lock	No	Lock
Load balancing	Auto	Manual	Manual	Manual	N

 

表 2 ：I/O 性能

	HDFS		iRODS		Ceph		GlusterFS		Lustre		MooseFS
Input/Output	I	O	I	O	I	O	I	O	I	O	I	O
1 × 20GB	407s	401s	520s	500s	419s	382s	341s	403s	374s	415s	448s	385s
1000 × 1MB	72s	17s	86s	23s	76s	21s	59s	18s	66s	5s	68s	4s

注意：红色代表性能好，绿色代表性能差。测试环境 grid5000平台，2个cluster.

结论

HDFS, MooseFS, iRODS and Lustre 更适合存储小文件， Ceph and GlusterFS对大小文件都适合。该测试除了iRODS,文件都是采用的分条（striping），striping能够提高大文件的性能，对于小文件没有明显的作用。测试结果依赖网络，但是这不影响得出下面的结论，gluster去中心化的架构，表现的要比其他架构更好。

想了解更多的测试结果和对比信息，请点击下面的链接：点击打开链接

下面附上docker安装glusterFS

下载节点容器镜像

1	docker pull gluster/gluster-centos

创建元数据目录

1	mkdir -p /etc/glusterfs{1,2,3} /var/lib/glusterd{1,2,3} /var/log/glusterfs{1,2,3}

创建节点容器实例

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

for i in `seq 1 3`; do mkdir -p $etc$i $var$i $log$i docker run -d --privileged=true --name gluster$i --hostname=gluster$i \ -v /etc/glusterfs$i:/etc/glusterfs:z \ -v /var/lib/glusterd$i:/var/lib/glusterd:z \ -v /var/log/glusterfs$i:/var/log/glusterfs:z \ -v /sys/fs/cgroup:/sys/fs/cgroup:ro \ -v /dev:/dev \ gluster/gluster-centos done

组建集群

1	docker exec -ti gluster1 /bin/bash

1 2	gluster peer probe gluster peer probe

创建卷

冗余卷 (replica)

1	gluster peer volume create v1 replica 3 172.17.0.{2,3,4}:/mnt/v1 force

条带卷 (stripe)

1	gluster peer volume create v2 strip 3 172.17.0.{2,3,4}:/mnt/v2 force

纠删码卷 (disperse)

1	gluster peer volume create e3 disperse 3 redundancy 1 172.17.0.{2,3,4}:/mnt/v3 force

• 由于这些容器实例的/mnt与/在同一个分区，故需要指定force参数。
• 创建卷时，目录/mnt/v{1,2,3}将被gluster自动创建，前提是父目录 (/mnt)已存在

挂载卷

通过FUSE挂载

1	mount -t glusterfs 172.17.0.2:/v1 /mnt/glusterfs/