FastDFS简介

FastDFS简介

1、FastDFS是一个轻量级的开源分布式文件系统

2、FastDFS主要解决了大容量的文件存储和高并发访问的问题，文件存取时实现了负载均衡
3、FastDFS实现了软件方式的RAID，可以使用廉价的IDE硬盘进行存储
4、支持存储服务器在线扩容
5、支持相同内容的文件只保存一份，节约磁盘空间
6、FastDFS只能通过Client API访问，不支持POSIX访问方式

7、FastDFS特别适合大中型网站使用，用来存储资源文件（如：图片、文档、音频、视频等等）

     FastDFS是一个开源的轻量级分布式文件系统，她对文件进行管理，功能包括：文件存储、文件同步、文件访问（文件上传、文件下载）等，解决了大容量存储和负载均衡的问题。特别适合以文件为载体的在线服务，如相册网站、视频网站等等。

     FastDFS服务端有两个角色：跟踪器（tracker）和存储节点（storage）。跟踪器主要做调度工作，在访问上起负载均衡的作用。

     存储节点存储文件，完成文件管理的所有功能：存储、同步和提供存取接口，FastDFS同时对文件的metadata进行管理。所谓文件的meta data就是文件的相关属性，以键值对（key valuepair）方式表示，如：width=1024，其中的key为width，value为1024。文件metadata是文件属性列表，可以包含多个键值对。

     FastDFS系统结构如下图所示跟踪器和存储节点都可以由一台多台服务器构成。跟踪器和存储节点中的服务器均可以随时增加或下线而不会影响线上服务。其中跟踪器中的所有服务器都是对等的，可以根据服务器的压力情况随时增加或减少。

     为了支持大容量，存储节点（服务器）采用了分卷（或分组）的组织方式。存储系统由一个或多个卷组成，卷与卷之间的文件是相互独立的，所有卷的文件容量累加就是整个存储系统中的文件容量。一个卷可以由一台或多台存储服务器组成，一个卷下的存储服务器中的文件都是相同的，卷中的多台存储服务器起到了冗余备份和负载均衡的作用。
在卷中增加服务器时，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，可以动态添加卷。只需要增加一台或多台服务器，并将它们配置为一个新的卷，这样就扩大了存储系统的容量。
FastDFS中的文件标识分为两个部分：卷名和文件名，二者缺一不可。

系统架构－架构图

上传文件流程图

 1. client询问tracker上传到的storage，不需要附加参数；
 2. tracker返回一台可用的storage；
 3. client直接和storage通讯完成文件上传。

下载文件流程图

 1. client询问tracker下载文件的storage，参数为文件标识（组名和文件名）；
 2. tracker返回一台可用的storage；
 3. client直接和storage通讯完成文件下载。

相关术语

 1、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。记录storage server的状态，是连接Client和Storage server的枢纽。
 2、Storage Server：存储服务器，文件和meta data都保存到存储服务器上
 3、group：组，也可称为卷。同组内服务器上的文件是完全相同的
 4、文件标识：包括两部分：组名和文件名（包含路径）
 5、meta data：文件相关属性，键值对（Key Value Pair）方式，如：width=1024,heigth=768

同步机制

1、同一组内的storage server之间是对等的，文件上传、删除等操作可以在任意一台storage server上进行；
2、文件同步只在同组内的storage server之间进行，采用push方式，即源服务器同步给目标服务器；
3、源头数据才需要同步，备份数据不需要再次同步，否则就构成环路了；
4、上述第二条规则有个例外，就是新增加一台storage server时，由已有的一台storage server将已有的所有数据（包括源头数据和备份数据）同步给该新增服务器。

通信协议

 协议包由两部分组成：header和body
 header共10字节，格式如下：
 -- 8 bytes body length
 -- 1 byte command
 -- 1 byte status
 body数据包格式由取决于具体的命令，body可以为空

运行时目录结构－tracker server

  ${base_path}     |__data   

                         |     |__storage_groups.dat：存储分组信息   

                         |     |__storage_servers.dat：存储服务器列表   

                         |__ logs         

                               |__trackerd.log：tracker server日志文件

运行时目录结构－storage server

 ${base_path}
    |__data
    |     |__.data_init_flag：当前storage server初始化信息
    |     |__storage_stat.dat：当前storage server统计信息
    |     |__sync：存放数据同步相关文件
    |     |     |__binlog.index：当前的binlog文件索引号
    |     |     |__binlog.###：存放更新操作记录（日志）
    |     |     |__${ip_addr}_${port}.mark：存放同步的完成情况
    |     |
    |     |__一级目录：256个存放数据文件的目录，如：00, 1F
    |           |__二级目录：256个存放数据文件的目录
    |__logs
          |__storaged.log：storage server日志文件

安装和运行

#step 1. download FastDFS source package and unpack it,

# if you use HTTP to download file, please download libevent 1.4.x and install it

tar xzf FastDFS_v1.x.tar.gz

#for example:

tar xzf FastDFS_v1.20.tar.gz

 

#step 2. enter the FastDFS dir

cd FastDFS

 

#step 3. if HTTP supported, modify make.sh, uncomment the line:

# WITH_HTTPD=1, then execute:

./make.sh

 

#step 4. make install

./make.sh install

 

#step 5. edit/modify the config file of tracker and storage

 

#step 6. run server programs

#start the tracker server:

/usr/local/bin/fdfs_trackerd

 

#start the storage server:

/usr/local/bin/fdfs_storaged

FastDFS和集中存储方式对比

指标	FastDFS	NFS	集中存储设备 如NetApp、NAS
线性扩容性	高	差	差
文件高并发访问性能	高	差	一般
文件访问方式	专有API	POSIX	支持POSIX
硬件成本	较低	中等	高
相同内容文件只保存一份	支持	不支持

FastDFS和mogileFS对比

指标	FastDFS	mogileFS
系统简洁性	简洁 只有两个角色：tracker和storage	一般 有三个角色：tracker、storage和存储文件信息的mysql db
系统性能	很高（没有使用数据库，文件同步直接点对点，不经过tracker中转）	高（使用mysql来存储文件索引等信息，文件同步通过tracker调度和中转）
系统稳定性	高（C语言开发，可以支持高并发和高负载）	一般（Perl语言开发，高并发和高负载支持一般）
RAID方式	分组（组内冗余），灵活性较大	动态冗余，灵活性一般
通信协议	专有协议 下载文件支持HTTP	HTTP
技术文档	较详细	较少
文件附加属性（meta data）	支持	不支持
相同内容文件只保存一份	支持	不支持