FastDFS簡介 && 架構原理 && 同步機制及解決 && 詳細安裝過程

阿新 • • 發佈：2018-12-06

1.簡介

FastDFS是用c語言編寫的一筐開源的分散式檔案系統,充分考慮了冗餘備份,負載均衡,線性擴容等機制,並注重高可用.高效能等指標,使用FastDFS可以很容易搭建一套高效能的檔案伺服器叢集提供檔案上傳下載.

2.FastDFS架構

FastDFS架構包括Tracker Server和Storage Server.客戶端請求Tracker Server進行檔案的上傳下載,通過Tracker Server排程最終由Storage Server完成檔案的上傳和下載;

Tracker叢集

FastDFS叢集中的Tracker Server可以有多臺,Tracker Server之間是互相平等關係同事提供服務,不存在單點故障,客戶端向Tracker Server請求採用輪詢方式,

Storage叢集

Storage叢集採用了分組儲存方式,storage叢集由一個或者多個組構成,叢集儲存的總容量就是所有組的儲存之和,一個組由多個儲存伺服器組成,組內的所有Storage Server之間是平等關係,會相互連線進行檔案同步,從而保證組內的所有Storage Server的檔案內容一致,不同組之間的Storage Server之間不會相互通訊.

採用分組儲存的方式的好處是實現了冗餘備份,負載均衡,線性擴容的機制,當一個組的伺服器的訪問的壓力比較大的時候可以在各組之內增加儲存伺服器來擴充服務能力(縱向擴容),當系統的容量不足時,可以增加組來擴充容量(橫向擴容)

3.檔案上傳流程

客戶端向Tracker Server 發出上傳檔案的請求
Tracker Server根據Storage Server上傳的狀態報告查詢可用的Storage,返回這個Storage Server的ip:埠
客戶端拿著這個ip:埠去尋找Storage Server 進行上傳檔案,Storage Server將上傳的內容寫進磁碟中,之後返回個客戶端一個file_id 這個ID用於以後訪問檔案的索引資訊,檔案索引資訊包括:組名/虛擬吸盤路徑/資料兩級目錄/檔名

4.檔案下載流程

客戶端向Tracker Server發起下載檔案請求

Tracker Server檢驗同步狀態,查出可用的Storage Server,返回給這個Storage Server的ip:埠
客戶端帶著Ip:埠和當時上傳這個檔案時給的File_id去找這個Storage Server
Storage Server根據file_id查詢這個檔案返回給客戶端

5.FastDFS的同步機制和同步延遲的解決

檔案同步延遲問題

FastDFS同組中的Storage Server的資料是同步的,Storage Server對組內除自己以外的每臺伺服器都會啟動專門的執行緒根據binlog進行檔案同步,binlog中只記錄檔名,不記錄檔案內容.當組內新加入一臺伺服器時,由已有的一臺Storage Server將己有的所有資料(包括源頭資料和備份資料)全部同步給這臺新伺服器.檔案上傳至組內的一臺Storage Server後再由這臺Storage Server根據binlog同步給組內的其他伺服器這種同步的方式為非同步方式,非同步方式帶來了檔案同步延遲的問題,新檔案上傳之後,在汕尾被同步過去的Storage serVer中下載該檔案的時候就會出現檔案找不到的現象

FastDFS對檔案同步延遲問題的解決

首先要知道的是,一個組中包含哪些Storage Server不是通過配置檔案設定的,而是通過Tracker Server獲取到的,Storage Server會啟動一個單獨的執行緒完成對一臺Tracker Server的連線和定時報告, Storage Server主動向Tracker Server報告其狀態資訊,包括磁碟剩餘空間,檔案同步狀況,檔案上傳下載次數等統計資訊,另外,每臺Storage Server都會定時向Tracker Server報告它向同組其他機器同步到的檔案時間戳.當Tracker Server收到一臺Storage Server發來的同步報告之後,他會依次找出該組中各個Storage Server被同步到的檔案時間戳最小值,作為Storage Server的一個屬性記錄到記憶體中,根據上述情況FastDFS提供下面簡單的解決方案:

當客戶端請求下載檔案時,優先選擇源Storage Server下載檔案即可,這可以在Tracker Server的配置檔案中進行設定,對應的引數名為download_server
選擇Storage Server的方式是輪流選擇,當客戶端詢問Tracker Server有哪些Storage Server可以下載指定檔案時,Tracker Server返回滿足如下的四個條件之一

a.該檔案上傳到的源Storage Server,檔案直接上傳到該伺服器上的

b.檔案建立時間戳 < Storage Server被同步到的檔案時間戳.這意味著當前檔案已經被同步過來了

c.檔案建立時間戳 = Storage Server 被同步到的檔案時間戳並且 (當前時間-檔案建立時間戳) > 一個檔案同步需要完成需要的最大時間

d.(當前時間-檔案建立時間) > 檔案同步延遲閾值,比如我們把閾值設定為一條,代表檔案在一天之內肯定能完成同步

簡而言之:就是所有的Storage Server都會向Stracker Server提交自己的狀態資訊和檔案同步資訊,當客戶端來想Tracker發起下載請求時,Tracker Server會根據Storage Server提供的資訊一定會返回給客戶端一個一定有完成同步的Storage Server的地址

6 FastDFS+Nginx實現檔案伺服器

6.1 FastDFS--tracker安裝

6.1.1 下載

tracker和storage使用相同的安裝包

下載地址：http://sourceforge.net/projects/FastDFS/ 或https://github.com/happyfish100/FastDFS（推薦

本教程下載：FastDFS_v5.05.tar.gz

6.1.2 FastDFS安裝環境

FastDFS是C語言開發，建議在linux上執行，本教程使用Centos6.4作為安裝環境。

安裝FastDFS需要先將官網下載的原始碼進行編譯，編譯依賴gcc環境，如果沒有gcc環境，需要安裝gcc：yum install gcc-c++

6.1.3 安裝libevent

FastDFS依賴libevent庫，需要安裝：

yum -y install libevent

6.1.4 安裝libfastcommon

libfastcommon是FastDFS官方提供的，libfastcommon包含了FastDFS執行所需要的一些基礎庫。

將libfastcommonV1.0.7.tar.gz拷貝至/usr/local/下

cd /usr/local

tar -zxvf libfastcommonV1.0.7.tar.gz

cd libfastcommon-1.0.7

./make.sh

./make.sh install

注意：libfastcommon安裝好後會自動將庫檔案拷貝至/usr/lib64下，由於FastDFS程式引用usr/lib目錄所以需要將/usr/lib64下的庫檔案拷貝至/usr/lib下。

要拷貝的檔案如下：

6.1.5 tracker編譯安裝

將FastDFS_v5.05.tar.gz拷貝至/usr/local/下

tar -zxvf FastDFS_v5.05.tar.gz

cd FastDFS

./make.sh

./make.sh install

安裝成功將安裝目錄下的conf下的檔案拷貝到/etc/fdfs/下。

6.1.6 配置

安裝成功後進入/etc/fdfs目錄：

拷貝一份新的tracker配置檔案：

cp tracker.conf.sample tracker.conf

修改tracker.conf

vi tracker.conf

base_path=/home/yuqing/FastDFS

改為：

base_path=/home/FastDFS

6.1.7 啟動

/usr/bin/fdfs_trackerd /etc/fdfs/tracker.conf restart

啟動的日誌顯示先停止5619程序（實際環境不是5619）再啟動，如下圖：

注意：如果沒有顯示上圖要注意是否正常停止原有程序。

設定開機自動啟動。

[[email protected] FastDFS]# vim /etc/rc.d/rc.local

將執行命令列新增進檔案：/usr/bin/fdfs_trackerd /etc/fdfs/tracker.conf restart

6.2 FastDFS--storage安裝

6.2.1 安裝libevent

同tracker安裝

6.2.2 安裝libfastcommon

同tracker安裝。

6.2.3 storage編譯安裝

同tracker編譯安裝。

6.2.4 配置

安裝成功後進入/etc/fdfs目錄：

拷貝一份新的storage配置檔案：

cp storage.conf.sample storage.conf

修改storage.conf

vi storage.conf

group_name=group1

base_path=/home/yuqing/FastDFS改為：base_path=/home/FastDFS

store_path0=/home/yuqing/FastDFS改為：store_path0=/home/FastDFS/fdfs_storage

#如果有多個掛載磁碟則定義多個store_path，如下

#store_path1=.....

#store_path2=......
tracker_server=192.168.101.3:22122 #配置tracker伺服器:IP

#如果有多個則配置多個tracker

tracker_server=192.168.101.4:22122

6.2.5 啟動

/usr/bin/fdfs_storaged /etc/fdfs/storage.conf restart

啟動的日誌顯示先停止8931程序（實際環境不是8931）再啟動，如下圖：

注意：如果沒有顯示上圖要注意是否正常停止原有程序。

設定開機自動啟動。

[[email protected] FastDFS]# vim /etc/rc.d/rc.local

將執行命令列新增進檔案：/usr/bin/fdfs_storaged /etc/fdfs/storage.conf restart

6.3 上傳圖片測試

6.3.1 通過Fast_test測試

FastDFS安裝成功可通過/usr/bin/fdfs_test測試上傳、下載等操作。

修改/etc/fdfs/client.conf

base_path=/home/fastdfs

tracker_server=192.168.101.3:22122

使用格式：

/usr/bin/fdfs_test 客戶端配置檔案地址 upload 上傳檔案

比如將/home下的圖片上傳到FastDFS中：

/usr/bin/fdfs_test /etc/fdfs/client.conf upload /home/tomcat.png

http://192.168.101.3/group1/M00/00/00/wKhlBVVY2M-AM_9DAAAT7-0xdqM485_big.png就是檔案的下載路徑。

對應storage伺服器上的

/home/fastdfs/fdfs_storage/data/00/00/wKhlBVVY2M-AM_9DAAAT7-0xdqM485_big.png檔案。

由於現在還沒有和nginx整合無法使用http下載。

6.3.2 通過java Client API

完整的測試方法參考測試原始碼。

public class FastdfsClientTest {

   

    //客戶端配置檔案

    public String conf_filename = "F:\\workspace_indigo\\fastdfsClient\\src\\cn\\itcast\\fastdfs\\cliennt\\fdfs_client.conf";

    //本地檔案，要上傳的檔案

    public String local_filename = "F:\\develop\\upload\\linshiyaopinxinxi_20140423193847.xlsx";


//上傳檔案

    @Test

    public void testUpload() {

       

        for(int i=0;i<100;i++){


        try {

            ClientGlobal.init(conf_filename);


            TrackerClient tracker = new TrackerClient();

            TrackerServer trackerServer = tracker.getConnection();

            StorageServer storageServer = null;


            StorageClient storageClient = new StorageClient(trackerServer,

                    storageServer);

            NameValuePair nvp [] = new NameValuePair[]{

                    new NameValuePair("item_id", "100010"),

                    new NameValuePair("width", "80"),

                    new NameValuePair("height", "90")

            };

            String fileIds[] = storageClient.upload_file(local_filename, null,

                    nvp);


            System.out.println(fileIds.length);

            System.out.println("組名：" + fileIds[0]);

            System.out.println("路徑: " + fileIds[1]);


        } catch (FileNotFoundException e) {

            e.printStackTrace();

        } catch (IOException e) {

            e.printStackTrace();

        } catch (Exception e) {

           e.printStackTrace();

       }

        }

    }


}

6.4 FastDFS和Nginx整合

6.4.1 在Tracker上安裝nginx

nginx的安裝細節參考nginx文件。

在每個tracker上安裝nginx，的主要目的是做負載均衡及實現高可用。如果只有一臺tracker伺服器可以不配置nginx

6.4.2 在Storage 上安裝Nginx

6.4.2.1 FastDFS-nginx-module

將FastDFS-nginx-module_v1.16.tar.gz傳至/usr/local/下

cd /usr/local

tar -zxvf FastDFS-nginx-module_v1.16.tar.gz

cd FastDFS-nginx-module/src

修改config檔案將/usr/local/路徑改為/usr/

將FastDFS-nginx-module/src下的mod_FastDFS.conf拷貝至/etc/fdfs/下

cp mod_FastDFS.conf /etc/fdfs/

並修改mod_FastDFS.conf的內容：

vi /etc/fdfs/mod_FastDFS.conf

base_path=/home/FastDFS

tracker_server=192.168.101.3:22122

#tracker_server=192.168.101.4:22122（多個tracker配置多行）

url_have_group_name=true #url中包含group名稱

store_path0=/home/FastDFS/fdfs_storage #指定檔案儲存路徑

將libfdfsclient.so拷貝至/usr/lib下

cp /usr/lib64/libfdfsclient.so /usr/lib/

建立nginx/client目錄

mkdir -p /var/temp/nginx/client

6.4.2.2 nginx安裝

新增FastDFS-nginx-module模組

./configure \

--prefix=/usr/local/nginx \

--pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid \

--lock-path=/var/lock/nginx.lock \

--error-log-path=/var/log/nginx/error.log \

--http-log-path=/var/log/nginx/access.log \

--with-http_gzip_static_module \

--http-client-body-temp-path=/var/temp/nginx/client \

--http-proxy-temp-path=/var/temp/nginx/proxy \

--http-fastcgi-temp-path=/var/temp/nginx/fastcgi \

--http-uwsgi-temp-path=/var/temp/nginx/uwsgi \

--http-scgi-temp-path=/var/temp/nginx/scgi \

--add-module=/root/fastdfs-nginx-module/src

make

make install

6.4.2.3 nginx配置檔案

新建一個nginx配置檔案nginx-fdfs.conf.

新增server:

server {

listen 80;

server_name 192.168.101.3;

location /group1/M00/{

#root /home/FastDFS/fdfs_storage/data;

ngx_fastdfs_module;

}

說明：

server_name指定本機ip

location /group1/M00/：group1為nginx 服務FastDFS的分組名稱，M00是FastDFS自動生成編號，對應store_path0=/home/FastDFS/fdfs_storage，如果FastDFS定義store_path1，這裡就是M01

6.4.3 測試

通過java客戶端上傳檔案，使用瀏覽器訪問，比如訪問上傳圖片測試的檔案：

訪問storage：

http://192.168.101.3/group1/M00/00/00/wKhlBVVY2M-AM_9DAAAT7-0xdqM485_big.png

6.5 附錄

6.5.1 tracker.conf

1 基本配置

disable

#func：配置是否生效

#valu：true、false

disable=false

bind_addr

#func：繫結IP

#valu：IP地址

bind_addr=192.168.6.102

port

#func：服務埠

#valu：埠整數值

port=22122

connect_timeout

#func：連線超時

#valu：秒單位正整數值

connect_timeout=30

network_timeout

#func：網路超時

#valu：秒單位正整數值

network_timeout=60

base_path

#func：Tracker資料/日誌目錄地址

#valu：路徑

base_path=/home/michael/fdfs/base4tracker

max_connections

#func：最大連線數

#valu：正整數值

max_connections=256

work_threads

#func：執行緒數，通常設定CPU數

#valu：正整數值

work_threads=4

store_lookup

#func：上傳檔案的選組方式。

#valu：0、1或2。

# 0：表示輪詢

# 1：表示指定組

# 2：表示儲存負載均衡（選擇剩餘空間最大的組）

store_lookup=2

store_group

#func：指定上傳的組，如果在應用層指定了具體的組，那麼這個引數將不會起效。另外如果store_lookup如果是0或2，則此引數無效。

#valu：group1等

store_group=group1

store_server

#func：上傳伺服器的選擇方式。(一個檔案被上傳後，這個storage server就相當於這個檔案的storage server源，會對同組的storage server推送這個檔案達到同步效果)

#valu：0、1或2

# 0: 輪詢方式（預設）

# 1: 根據ip 地址進行排序選擇第一個伺服器（IP地址最小者）

# 2: 根據優先順序進行排序（上傳優先順序由storage server來設定，引數名為upload_priority），優先順序值越小優先順序越高。

store_server=0

store_path

#func：上傳路徑的選擇方式。storage server可以有多個存放檔案的base path（可以理解為多個磁碟）。

#valu：

# 0: 輪流方式，多個目錄依次存放檔案

# 2: 儲存負載均衡。選擇剩餘空間最大的目錄存放檔案（注意：剩餘磁碟空間是動態的，因此儲存到的目錄或磁碟可能也是變化的）

store_path=0

download_server

#func：下載伺服器的選擇方式。

#valu：

# 0：輪詢（預設）

# 1：IP最小者

# 2：優先順序排序（值最小的，優先順序最高。）

download_server=0

reserved_storage_space

#func：保留空間值。如果某個組中的某個伺服器的剩餘自由空間小於設定值，則檔案不會被上傳到這個組。

#valu：

# G or g for gigabyte

# M or m for megabyte

# K or k for kilobyte

reserved_storage_space=1GB

log_level

#func：日誌級別

#valu：

# emerg for emergency

# alert

# crit for critical

# error

# warn for warning

# notice

# info for information

# debug for debugging

log_level=info

run_by_group / run_by_user

#func：指定執行該程式的使用者組

#valu：使用者組名或空

run_by_group=

#func：

#valu：

run_by_user=

allow_hosts

#func：可以連線到tracker server的ip範圍。可設定多個值。

#valu

allow_hosts=

check_active_interval

#func：檢測 storage server 存活的時間隔，單位為秒。

# storage server定期向tracker server 發心跳，

# 如果tracker server在一個check_active_interval內還沒有收到storage server的一次心跳，

# 那邊將認為該storage server已經下線。所以本引數值必須大於storage server配置的心跳時間間隔。

# 通常配置為storage server心跳時間間隔的2倍或3倍。

check_active_interval=120

thread_stack_size

#func：設定執行緒棧的大小。執行緒棧越大，一個執行緒佔用的系統資源就越多。

# 如果要啟動更多的執行緒（V1.x對應的引數為max_connections，V2.0為work_threads），可以適當降低本引數值。

#valu：如64KB，預設值為64，tracker server執行緒棧不應小於64KB

thread_stack_size=64KB

storage_ip_changed_auto_adjust

#func：這個引數控制當storage server IP地址改變時，叢集是否自動調整。注：只有在storage server程序重啟時才完成自動調整。

#valu：true或false

storage_ip_changed_auto_adjust=true

2 同步

storage_sync_file_max_delay

#func：同組storage伺服器之間同步的最大延遲時間。儲存伺服器之間同步檔案的最大延遲時間，根據實際情況進行調整

#valu：秒為單位，預設值為1天（24*3600）

#sinc：v2.0

storage_sync_file_max_delay=86400

storage_sync_file_max_time

#func：儲存伺服器同步一個檔案需要消耗的最大時間，預設為300s，即5分鐘。

#sinc：v2.0

storage_sync_file_max_time=300

sync_log_buff_interval

#func：同步或重新整理日誌資訊到硬碟的時間間隔。注意：tracker server 的日誌不是時時寫硬碟的，而是先寫記憶體。

#valu：以秒為單位

sync_log_buff_interval=10

3 trunk 和 slot

#func：是否使用trunk檔案來儲存幾個小檔案

#valu：true或false

#sinc：v3.0

use_trunk_file=false

#func：最小slot大小

#valu：<= 4KB，預設為256位元組

#sinc：v3.0

slot_min_size=256

#func：最大slot大小

#valu：>= slot_min_size，當小於這個值的時候就儲存到trunk file中。預設為16MB。

#sinc：v3.0

slot_max_size=16MB

#func：trunk file的size

#valu：>= 4MB，預設為64MB

#sinc：v3.0

trunk_file_size=64MB

4 HTTP 相關

是否啟用 HTTP

#func：HTTP是否生效

#valu：true或false

http.disabled=false

HTTP 伺服器埠號

#func：tracker server上的http port

#valu：

#note：只有http.disabled=false時才生效

http.server_port=7271

檢查Storage存活狀態的間隔時間（心跳檢測）

#func：檢查storage http server存活的間隔時間

#valu：單位為秒

#note：只有http.disabled=false時才生效

http.check_alive_interval=30

心跳檢測使用的協議方式

#func：檢查storage http server存活的方式

#valu：

# tcp：連線到storage server的http埠，不進行request和response。

# http：storage check alive url must return http status 200.

#note：只有http.disabled=false時才生效

http.check_alive_type=tcp

檢查 Storage 狀態的 URI

#func：檢查storage http server是否alive的uri/url

#note：只有http.disabled=false時才生效

http.check_alive_uri=/status.html

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1.簡介

2.FastDFS架構

3.檔案上傳流程

4.檔案下載流程

5.FastDFS的同步機制和同步延遲的解決

6 FastDFS+Nginx實現檔案伺服器

6.1 FastDFS--tracker安裝

6.1.1 下載

6.1.2 FastDFS安裝環境

6.1.3 安裝libevent

6.1.4 安裝libfastcommon

6.1.5 tracker編譯安裝

6.1.6 配置

6.1.7 啟動

6.2 FastDFS--storage安裝

6.2.1 安裝libevent

6.2.2 安裝libfastcommon

6.2.3 storage編譯安裝

6.2.4 配置

6.2.5 啟動

6.3 上傳圖片測試

6.3.1 通過Fast_test測試

6.3.2 通過java Client API

6.4 FastDFS和Nginx整合

6.4.1 在Tracker上安裝nginx

6.4.2 在Storage 上安裝Nginx

6.4.2.1 FastDFS-nginx-module

6.4.2.2 nginx安裝

6.4.2.3 nginx配置檔案

6.4.3 測試

6.5 附錄

6.5.1 tracker.conf

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