FastDFS

分布式文件系统

1 目标

了解项目中使用FastDFS的原因和意义。

掌握FastDFS的架构组成部分,能说出tracker和storage的作用。

了解FastDFS+nginx上传和下载的执行流程。

掌握FastDFS+nginx在项目中作为图片服务器,上传和下载方法。

2 FastDFS介绍

2.1 什么是FastDFS

FastDFS是用c语言编写的一款开源的分布式文件系统。FastDFS为互联网量身定制,充分考虑了冗余备份、负载均衡、线性扩容等机制,并注重高可用、高性能等指标,使用FastDFS很容易搭建一套高性能的文件服务器集群提供文件上传、下载等服务。

2.2 FastDFS架构

FastDFS架构包括 Tracker server和Storage server。客户端请求Tracker server进行文件上传、下载,通过Tracker server调度最终由Storage server完成文件上传和下载。

Tracker server作用是负载均衡和调度,通过Tracker server在文件上传时可以根据一些策略找到Storage server提供文件上传服务。可以将tracker称为追踪服务器或调度服务器。

Storage server作用是文件存储,客户端上传的文件最终存储在Storage服务器上,Storage server没有实现自己的文件系统而是利用操作系统 的文件系统来管理文件。可以将storage称为存储服务器。

如下图:

2.2.1 Tracker 集群

FastDFS集群中的Tracker server可以有多台,Tracker server之间是相互平等关系同时提供服务,Tracker server不存在单点故障。客户端请求Tracker server采用轮询方式,如果请求的tracker无法提供服务则换另一个tracker。

2.2.2 Storage集群

Storage集群采用了分组存储方式。storage集群由一个或多个组构成,集群存储总容量为集群中所有组的存储容量之和。一个组由一台或多台存储服务器组成,组内的Storage server之间是平等关系,不同组的Storage server之间不会相互通信,同组内的Storage server之间会相互连接进行文件同步,从而保证同组内每个storage上的文件完全一致的。一个组的存储容量为该组内存储服务器容量最小的那个,由此可见组内存储服务器的软硬件配置最好是一致的。

采用分组存储方式的好处是灵活、可控性较强。比如上传文件时,可以由客户端直接指定上传到的组也可以由tracker进行调度选择。一个分组的存储服务器访问压力较大时,可以在该组增加存储服务器来扩充服务能力(纵向扩容)。当系统容量不足时,可以增加组来扩充存储容量(横向扩容)。

2.2.3 Storage状态收集

Storage server会连接集群中所有的Tracker server,定时向他们报告自己的状态,包括磁盘剩余空间、文件同步状况、文件上传下载次数等统计信息。

2.2.4 文件上传流程

客户端上传文件后存储服务器文件ID返回给客户端,此文件ID用于以后访问该文件的索引信息。文件索引信息包括:组名,虚拟磁盘路径,数据两级目录,文件名。

n 组名:文件上传后所在的storage组名称,在文件上传成功后有storage服务器返回,需要客户端自行保存。

n 虚拟磁盘路径:storage配置的虚拟路径,与磁盘选项store_path*对应。如果配置了store_path0则是M00,如果配置了store_path1则是M01,以此类推。

n 数据两级目录:storage服务器在每个虚拟磁盘路径下创建的两级目录,用于存储数据文件。

n 文件名:与文件上传时不同。是由存储服务器根据特定信息生成,文件名包含:源存储服务器IP地址、文件创建时间戳、文件大小、随机数和文件拓展名等信息。

2.2.5 文件下载流程

tracker根据请求的文件路径即文件ID 来快速定义文件。

比如请求下边的文件:

1.通过组名tracker能够很快的定位到客户端需要访问的存储服务器组是group1,并选择合适的存储服务器提供客户端访问。

2.存储服务器根据“文件存储虚拟磁盘路径”和“数据文件两级目录”可以很快定位到文件所在目录,并根据文件名找到客户端需要访问的文件。

3 FastDFS+Nginx实现文件服务器

3.1 架构

3.1.1 架构图

3.2 FastDFS--tracker安装

在192.168.101.3上安装tracker。

3.2.1 下载

tracker和storage使用相同的安装包,下载地址:http://sourceforge.net/projects/FastDFS/ 或https://github.com/happyfish100/FastDFS(推荐)

本教程下载:FastDFS_v5.05.tar.gz

3.2.2 FastDFS安装环境

FastDFS是C语言开发,建议在linux上运行,本教程使用Centos6.4作为安装环境。

安装FastDFS需要先将官网下载的源码进行编译,编译依赖gcc环境,如果没有gcc环境,需要安装gccyum install gcc-c++

3.2.3 安装libevent

FastDFS依赖libevent库,需要安装:

yum -y install libevent

3.2.4 安装libfastcommon

libfastcommon是FastDFS官方提供的,libfastcommon包含了FastDFS运行所需要的一些基础库。

将libfastcommonV1.0.7.tar.gz拷贝至/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安装好后会自动将文件拷贝至/usr/lib64下,由于FastDFS程序引用usr/lib目录所以需要将/usr/lib64下的库文件拷贝至/usr/lib下。

要拷贝的文件如下:

3.2.5 tracker编译安装

FastDFS_v5.05.tar.gz拷贝至/usr/local/下

tar -zxvf FastDFS_v5.05.tar.gz

cd FastDFS

./make.sh

./make.sh install

安装成功将安装目录下的conf下的文件拷贝到/etc/fdfs/下。

3.2.6 配置

安装成功后进入/etc/fdfs目录:

拷贝一份新的tracker配置文件:

cp tracker.conf.sample tracker.conf

修改tracker.conf

vi tracker.conf

base_path=/home/yuqing/FastDFS

改为:

base_path=/home/FastDFS

3.2.7 启动

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

启动的日志显示先停止5619进程(实际环境不是5619)再启动,如下图:

注意:如果没有显示上图要注意是否正常停止原有进程。

l 设置开机自动启动。

[root@tracker FastDFS]# vim /etc/rc.d/rc.local

将运行命令行添加进文件:/usr/bin/fdfs_trackerd /etc/fdfs/tracker.conf restart

3.3 FastDFS--storage安装

在192.168.101.3上安装storage

3.3.1 安装libevent

同tracker安装

3.3.2 安装libfastcommon

同tracker安装。

3.3.3 storage编译安装

同tracker编译安装。

3.3.4 配置

安装成功后进入/etc/fdfs目录:

拷贝一份新的storage配置文件:

cp storage.conf.sample storage.conf

修改storage.conf

vi storage.conf

group_name=group1

base_path=/home/yuqing/FastDFS改为:base_path=/home/FastDFS

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

#如果有多个挂载磁盘则定义多个store_path,如下

#store_path1=.....

#store_path2=......
tracker_server=192.168.101.3:22122 #配置tracker服务器:IP

#如果有多个则配置多个tracker

tracker_server=192.168.101.4:22122

3.3.5 启动

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

启动的日志显示先停止8931进程(实际环境不是8931)再启动,如下图:

注意:如果没有显示上图要注意是否正常停止原有进程。

l 设置开机自动启动。

[root@storage1 FastDFS]# vim /etc/rc.d/rc.local

将运行命令行添加进文件:/usr/bin/fdfs_storaged /etc/fdfs/storage.conf restart

3.4 上传图片测试

3.4.1 通过fdfs_test程序

FastDFS安装成功可通过/usr/bin/fdfs_test测试上传、下载等操作。

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 客户端配置文件地址 upload 上传文件

比如将/home下的图片上传到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就是文件的下载路径。

对应storage服务器上的

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

由于现在还没有和nginx整合无法使用http下载。

3.4.2 通过java Client API

完整的测试方法参考测试源代码。

public class FastdfsClientTest {

//客户端配置文件

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

//本地文件,要上传的文件

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

//上传文件

@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("组名:" + fileIds[0]);

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

} catch (FileNotFoundException e) {

e.printStackTrace();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

}

3.5 FastDFS 和nginx整合

3.5.1 在tracker上安装nginx

nginx的安装细节参考nginx文档。

在每个tracker上安装nginx,的主要目的是做负载均衡及实现高可用。如果只有一台tracker服务器可以不配置nginx。

3.5.2 在Storage上安装nginx
3.5.2.1 FastDFS-nginx-module

将FastDFS-nginx-module_v1.16.tar.gz传至/usr/local/下

cd /usr/local

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

cd FastDFS-nginx-module/src

修改config文件将/usr/local/路径改为/usr/

将FastDFS-nginx-module/src下的mod_FastDFS.conf拷贝至/etc/fdfs/下

cp mod_FastDFS.conf /etc/fdfs/

并修改mod_FastDFS.conf的内容:

vi /etc/fdfs/mod_FastDFS.conf

base_path=/home/FastDFS

tracker_server=192.168.101.3:22122

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

url_have_group_name=true #url中包含group名称

store_path0=/home/FastDFS/fdfs_storage #指定文件存储路径

将libfdfsclient.so拷贝至/usr/lib下

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

创建nginx/client目录

mkdir -p /var/temp/nginx/client

3.5.2.2 nginx安装

添加FastDFS-nginx-module模块

./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

3.5.2.3 nginx配置文件

新建一个nginx配置文件nginx-fdfs.conf.

添加server:

server {

listen 80;

server_name 192.168.101.3;

location /group1/M00/{

#root /home/FastDFS/fdfs_storage/data;

ngx_fastdfs_module;

}

}

说明:

server_name指定本机ip

location /group1/M00/:group1为nginx 服务FastDFS的分组名称,M00是FastDFS自动生成编号,对应store_path0=/home/FastDFS/fdfs_storage,如果FastDFS定义store_path1,这里就是M01

3.5.3 测试

通过java客户端上传文件,使用浏览器访问,比如访问上传图片测试的文件:

访问storage:

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

4 附录

4.1 tracker.conf

1 基本配置

disable

#func:配置是否生效

#valu:true、false

disable=false

bind_addr

#func:绑定IP

#valu:IP地址

bind_addr=192.168.6.102

port

#func:服务端口

#valu:端口整数值

port=22122

connect_timeout

#func:连接超时

#valu:秒单位正整数值

connect_timeout=30

network_timeout

#func:网络超时

#valu:秒单位正整数值

network_timeout=60

base_path

#func:Tracker数据/日志目录地址

#valu:路径

base_path=/home/michael/fdfs/base4tracker

max_connections

#func:最大连接数

#valu:正整数值

max_connections=256

work_threads

#func:线程数,通常设置CPU数

#valu:正整数值

work_threads=4

store_lookup

#func:上传文件的选组方式。

#valu:0、1或2。

# 0:表示轮询

# 1:表示指定组

# 2:表示存储负载均衡(选择剩余空间最大的组)

store_lookup=2

store_group

#func:指定上传的组,如果在应用层指定了具体的组,那么这个参数将不会起效。另外如果store_lookup如果是0或2,则此参数无效。

#valu:group1等

store_group=group1

store_server

#func:上传服务器的选择方式。(一个文件被上传后,这个storage server就相当于这个文件的storage server源,会对同组的storage server推送这个文件达到同步效果)

#valu:0、1或2

# 0: 轮询方式(默认)

# 1: 根据ip 地址进行排序选择第一个服务器(IP地址最小者)

# 2: 根据优先级进行排序(上传优先级由storage server来设置,参数名为upload_priority),优先级值越小优先级越高。

store_server=0

store_path

#func:上传路径的选择方式。storage server可以有多个存放文件的base path(可以理解为多个磁盘)。

#valu:

# 0: 轮流方式,多个目录依次存放文件

# 2: 存储负载均衡。选择剩余空间最大的目录存放文件(注意:剩余磁盘空间是动态的,因此存储到的目录或磁盘可能也是变化的)

store_path=0

download_server

#func:下载服务器的选择方式。

#valu:

# 0:轮询(默认)

# 1:IP最小者

# 2:优先级排序(值最小的,优先级最高。)

download_server=0

reserved_storage_space

#func:保留空间值。如果某个组中的某个服务器的剩余自由空间小于设定值,则文件不会被上传到这个组。

#valu:

# G or g for gigabyte

# M or m for megabyte

# K or k for kilobyte

reserved_storage_space=1GB

log_level

#func:日志级别

#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:指定运行该程序的用户组

#valu:用户组名或空

run_by_group=

#func:

#valu:

run_by_user=

allow_hosts

#func:可以连接到tracker server的ip范围。可设定多个值。

#valu

allow_hosts=

check_active_interval

#func:检测 storage server 存活的时间隔,单位为秒。

# storage server定期向tracker server 发心跳,

# 如果tracker server在一个check_active_interval内还没有收到storage server的一次心跳,

# 那边将认为该storage server已经下线。所以本参数值必须大于storage server配置的心跳时间间隔。

# 通常配置为storage server心跳时间间隔的2倍或3倍。

check_active_interval=120

thread_stack_size

#func:设定线程栈的大小。 线程栈越大,一个线程占用的系统资源就越多。

# 如果要启动更多的线程(V1.x对应的参数为max_connections,V2.0为work_threads),可以适当降低本参数值。

#valu:如64KB,默认值为64,tracker server线程栈不应小于64KB

thread_stack_size=64KB

storage_ip_changed_auto_adjust

#func:这个参数控制当storage server IP地址改变时,集群是否自动调整。注:只有在storage server进程重启时才完成自动调整。

#valu:true或false

storage_ip_changed_auto_adjust=true

2 同步

storage_sync_file_max_delay

#func:同组storage服务器之间同步的最大延迟时间。存储服务器之间同步文件的最大延迟时间,根据实际情况进行调整

#valu:秒为单位,默认值为1天(24*3600)

#sinc:v2.0

storage_sync_file_max_delay=86400

storage_sync_file_max_time

#func:存储服务器同步一个文件需要消耗的最大时间,缺省为300s,即5分钟。

#sinc:v2.0

storage_sync_file_max_time=300

sync_log_buff_interval

#func:同步或刷新日志信息到硬盘的时间间隔。注意:tracker server 的日志不是时时写硬盘的,而是先写内存。

#valu:以秒为单位

sync_log_buff_interval=10

3 trunk 和 slot

#func:是否使用trunk文件来存储几个小文件

#valu:true或false

#sinc:v3.0

use_trunk_file=false

#func:最小slot大小

#valu:<= 4KB,默认为256字节

#sinc:v3.0

slot_min_size=256

#func:最大slot大小

#valu:>= slot_min_size,当小于这个值的时候就存储到trunk file中。默认为16MB。

#sinc:v3.0

slot_max_size=16MB

#func:trunk file的size

#valu:>= 4MB,默认为64MB

#sinc:v3.0

trunk_file_size=64MB

4 HTTP 相关

是否启用 HTTP

#func:HTTP是否生效

#valu:true或false

http.disabled=false

HTTP 服务器端口号

#func:tracker server上的http port

#valu:

#note:只有http.disabled=false时才生效

http.server_port=7271

检查Storage存活状态的间隔时间(心跳检测)

#func:检查storage http server存活的间隔时间

#valu:单位为秒

#note:只有http.disabled=false时才生效

http.check_alive_interval=30

心跳检测使用的协议方式

#func:检查storage http server存活的方式

#valu:

# tcp:连接到storage server的http端口,不进行request和response。

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

#note:只有http.disabled=false时才生效

http.check_alive_type=tcp

检查 Storage 状态的 URI

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

#note:只有http.disabled=false时才生效

http.check_alive_uri=/status.html

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