架构师必读：分布式文件系统原理与架构

作者：禅与计算机程序设计艺术

1.简介

随着信息化的发展，越来越多的应用都需要基于云计算、移动互联网、物联网等新型开放环境，并且数据的量级也在不断增长。数据存储成本越来越便宜，传统的数据中心已经无法支持如此规模的文件存储需求。

为了解决这一难题，分布式文件系统（Distributed File System）应运而生。分布式文件系统是指将存储文件的方式从单个服务器扩展到多台服务器上，解决文件存储和处理的性能瓶颈问题。分布式文件系统的核心思想是通过把文件分割成多个小块，并在不同的服务器上进行存储，从而实现文件的容量和可靠性之间的平衡。

在本文中，作者首先将分布式文件系统的基本概念介绍清楚，包括分布式文件系统的架构、特点及优缺点；然后详细阐述了分布式文件系统的数据管理方式和工作流程，如分层目录结构、副本备份策略、失效转移策略等；接下来，作者提出了一些分布式文件系统关键的算法，如复制算法、并行复制算法、文件访问模式等，并对这些算法作了详细的讲解；最后，作者将这些算法应用于实际的代码示例，并给出相应的分析和理解，进一步完善整个论述。

2.分布式文件系统概念

2.1 分布式文件系统定义

2.1.1 概念

分布式文件系统（Distributed File System）又称分布式文件存储系统、分布式文件共享系统、分布式文件服务系统或分布式存储系统。分布式文件系统是指将存储文件的方式从单个服务器扩展到多台服务器上，解决文件存储和处理的性能瓶颈问题。它利用计算机集群中的多台服务器共同存储、管理和提供文件存储服务。分布式文件系统可以实现海量文件快速存取