一、分布式文件系统fastDFS-设计原理
FastDFS是一个开源的轻量级分布式文件系统，由跟踪服务器（tracker server）、存储服务器（storage server）和客户端（client）三个部分组成，
主要解决了海量数据存储问题，特别适合以中小文件（建议范围：4KB< file_size <500MB）为载体的在线服务。
1、Storage server
Storage server（后简称storage）以组（卷，group或volume）为单位组织，一个group内包含多台storage机器，数据互为备份，存储空间以group内容量最小的storage为准，所以建议group内的多个storage尽量配置相同，以免造成存储空间的浪费。
以group为单位组织存储能方便的进行应用隔离、负载均衡、副本数定制（group内storage server数量即为该group的副本数），比如将不同应用数据存到不同的group就能隔离应用数据，同时还可根据应用的访问特性来将应用分配到不同的group来做负载均衡；缺点是group的容量受单机存储容量的限制，同时当group内有机器坏掉时，数据恢复只能依赖group内的其他机器，使得恢复时间会很长。
group内每个storage的存储依赖于本地文件系统，storage可配置多个数据存储目录，比如有10块磁盘，分别挂载在/data/disk1-/data/disk10，则可将这10个目录都配置为storage的数据存储目录。
storage接受到写文件请求时，会根据配置好的规则（后面会介绍），选择其中一个存储目录来存储文件。为了避免单个目录下的文件数太多，在 storage第一次启动时，会在每个数据存储目录里创建2级子目录，每级256个，总共65536个文件，新写的文件会以hash的方式被路由到其中某个子目录下，然后将文件数据直接作为一个本地文件存储到该目录中。
2、Tracker server
Tracker是FastDFS的协调者，负责管理所有的storage server和group，每个storage在启动后会连接Tracker，告知自己所属的group等信息，并保持周期性的心跳，tracker根据 storage的心跳信息，建立group==>[storage server list]的映射表。
Tracker需要管理的元信息很少，会全部存储在内存中；另外tracker上的元信息都是由storage汇报的信息生成的，本身不需要持久化任何数据，这样使得tracker非常容易扩展，直接增加tracker机器即可扩展为tracker cluster来服务，cluster里每个tracker之间是完全对等的，所有的tracker都接受stroage的心跳信息，生成元数据信息来提供读写服务。
3、Uploadfile
FastDFS向使用者提供基本文件访问接口，比如upload、download、append、delete等，以客户端库的方式提供给用户使用。
选择tracker server
当集群中不止一个tracker server时，由于tracker之间是完全对等的关系，客户端在upload文件时可以任意选择一个tracker。
选择存储的group
当tracker接收到upload file的请求时，会为该文件分配一个可以存储该文件的group，支持如下选择group的规则：
1.Round robin，所有的group间轮询
2.Specifiedgroup，指定某一个确定的group
3.Load balance，剩余存储空间多的group优先
选择storage server
当选定group后，tracker会在group内选择一个storage server给客户端，支持如下选择storage的规则：
1.Round robin，在group内的所有storage间轮询
2.First server ordered by ip，按ip排序
3.First server ordered by priority，按优先级排序（优先级在storage上配置）
选择storage path
当分配好storage server后，客户端将向storage发送写文件请求，storage将会为文件分配一个数据存储目录，支持如下规则：
1.Round robin，多个存储目录间轮询
2.剩余存储空间最多的优先
生成Fileid(文件名)
选定存储目录之后，storage会为文件生一个Fileid，由storage server ip、文件创建时间、文件大小、文件crc32和一个随机数拼接而成，
然后将这个二进制串进行base64编码，转换为可打印的字符串。
选择两级目录
当选定存储目录之后，storage会为文件分配一个fileid，每个存储目录下有两级256*256的子目录，storage会按文件fileid进行两次hash（猜测），
路由到其中一个子目录，然后将文件以fileid为文件名存储到该子目录下。
生成文件名(访问url:路径+文件名)
当文件存储到某个子目录后，即认为该文件存储成功，接下来会为该文件生成一个文件名，
文件名由group、存储目录、两级子目录、fileid、文件后缀名（由客户端指定，主要用于区分文件类型）拼接而成。
4、Download file
客户端upload file成功后，会拿到一个storage生成的文件名，接下来客户端根据这个文件名即可访问到该文件。
跟upload file一样，在download file时客户端可以选择任意tracker server。
tracker发送download请求给某个tracker，必须带上文件名信息，tracke从文件名中解析出文件的group、大小、创建时间等信息，然后为该请求选择一个storage用来服务读请求。由于group内的文件同步时在后台异步进行的，所以有可能出现在读到时候，文件还没有同步到某些storage server上，为了尽量避免访问到这样的storage，tracker按照如下规则选择group内可读的storage。
- 该文件上传到的源头storage -源头storage只要存活着，肯定包含这个文件，源头的地址被编码在文件名中。
- 文件创建时间戳==storage被同步到的时间戳且(当前时间-文件创建时间戳)>文件同步最大时间（如5分钟)-文件创建后，
认为经过最大同步时间后，肯定已经同步到其他storage了。 - 文件创建时间戳< storage被同步到的时间戳。-同步时间戳之前的文件确定已经同步了
4.(当前时间-文件创建时间戳)>同步延迟阀值（如一天）。-经过同步延迟阈值时间，认为文件肯定已经同步了。
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5、文件同步
写文件时，客户端将文件写至group内一个storage server即认为写文件成功，storage server写完文件后，会由后台线程将文件同步至同group内其他的storage server。
每个storage写文件后，同时会写一份binlog，binlog里不包含文件数据，只包含文件名等元信息，这份binlog用于后台同步，storage会记录向group内其他storage同步的进度，以便重启后能接上次的进度继续同步；进度以时间戳的方式进行记录，所以最好能保证集群内所有server的时钟保持同步。
storage的同步进度会作为元数据的一部分汇报到tracker上，tracke在选择读storage的时候会以同步进度作为参考
http://my.oschina.net/denglz/blog/488339
原文地址：https://blog.csdn.net/u010558660/article/details/52353481