FastDFS分布式存储
一、Fast DFS概念及原理
FastDFS是一个开源的轻量级分布式文件系统，它对文件进行管理，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。
1：Fast DFS原理
FastDFS是一个开源的轻量级分布式文件系统，纯C实现，目前提供了C、Java和PHP API。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。特别适合以中小文件（建议范围：4KB < file_size <500MB）为载体的在线服务。
Fast DFS系统有三个角色：跟踪服务器(Tracker Server)、存储服务器(Storage Server)和客户端(Client)。client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，在底层存储上通过逻辑的分组概念，使得通过在同组内配置多个Storage，从而实现软RAID10。
2：FastDFS架构
（1）Tracker server
跟踪服务器，主要做调度工作，起到均衡的作用；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group等信息，并保持周期性心跳。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，tracker根据storage的心跳信息，建立group==>[storage server list]的映射表。
（2）Storage server
存储服务器，主要提供容量和备份服务；以group为单位，每个group内部可以有多台storage server，数据互为备份。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。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。
（3）Client
客户端，上传下载数据的服务器，也就是我们自己的项目所部署在的服务器。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。如图所示。
跟踪服务器和存储节点都可以由一台或多台服务器构成，跟踪服务器和存储节点均可以随时增加或者下线不会影响线上服务，其中跟踪服务器中所有服务器是对 等，可以根据服务器压力情况随时增加或减少。
3：文件的上传
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。
上传的内部机制如下：
（1）选择tracker server
当集群中不止一个tracker server时，由于tracker之间是完全对等无状态的关系，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trakcer。 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：
- Round robin，所有的group间轮询
- Specified group，指定某一个确定的group
- Load balance，剩余存储空间多group优先
（2）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：
- Round robin，在group内的所有storage间轮询
- First server ordered by ip，按ip排序
- First server ordered by priority，按优先级排序（优先级在storage上配置）
（3）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：
- Round robin，多个存储目录间轮询
- 剩余存储空间最多的优先
（4）生成Fileid
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。
（5）生成文件名
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：文件的下载
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。
（1）定位文件
客户端上传文件后存储服务器将文件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。
（1）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。
（2）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。
（3）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。
（4）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。
知道FastDFS FID的组成后，我们来看看FastDFS是如何通过这个精巧的FID定位到需要访问的文件：
- 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，并将选择合适的存储服务器提供客户端访问
- 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
5：同步时间管理
当一个文件上传成功后，客户端马上发起对该文件下载请求（或删除请求）时，tracker是如何选定一个适用的存储服务器呢？ 其实每个存储服务器都需要定时将自身的信息上报给tracker，这些信息就包括了本地同步时间（即，同步到的最新文件的时间戳）。而tracker根据各个存储服务器的上报情况，就能够知道刚刚上传的文件，在该存储组中是否已完成了同步。同步信息上报如下图：
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。 比如一个group内有A、B、C三个storage server，A向C同步到进度为T1 (T1以前写的文件都已经同步到B上了），B向C同步到时间戳为T2（T2 > T1)，tracker接收到这些同步进度信息时，就会进行整理，将最小的那个做为C的同步时间戳，本例中T1即为C的同步时间戳为T1（即所有T1以前写的数据都已经同步到C上了）；同理，根据上述规则，tracker会为A、B生成一个同步时间戳。
6：集成nginx
FastDFS通过Tracker服务器,将文件放在Storage服务器存储，但是同组存储服务器之间需要进入文件复制，有同步延迟的问题。
假设Tracker服务器将文件上传到了192.168.4.125，上传成功后文件ID已经返回给客户端。此时FastDFS存储集群机制会将这个文件同步到同组存储192.168.4.126，在文件还没有复制完成的情况下，客户端如果用这个文件ID在192.168.4.126上取文件,就会出现文件无法访问的错误。
而fastdfs-nginx-module可以重定向文件连接到文件上传时的源服务器取文件,避免客户端由于复制延迟导致的文件无法访问错误。
另外，使用nginx反向代理后，后端可以以HTTP请求的方式来访问文件资源。访问nginx反向代理+上传文件时的ID
二、Fast DFS的部署
1：部署环境
服务器：CentoS Linux release 7.9.2009(Core)
FastDFS 下载地址：https://github.com/happyfish100
(1)fastdfs
(2)libfastcommon
(3)fastdfs-nginx-module
(4)nginx-1.18.0
跟踪服务器1【主机】 (Tracker1):192.168.10.101
跟踪服务器2【备机】 (Tracker2): 192.168.10.102
存储服务器1(Storage1):192.168.10.103
存储服务器2(Storage2):192.168.10.104
代理服务器(nginx)：192.168.10.105
2: 在所有节点安装如下组件(代理服务器除外)
(1)检查Linux 上是否安装了 gcc libevent
[root@localhost ~]#yum -y install zlib-devel gcc* libtool pcre-devel
[root@localhost ~]#yum -y install libevent
(2)安装libfastcommon
[root@localhost ~]#systemctl stop firewalld
[root@localhost ~]#setenforce 0
[root@localhost ~]#tar zxvf libfastcommon-1.0.36.tar.gz
[root@localhost ~]#cd libfastcommon-1.0.36
[root@localhost libfastcommon-1.0.36]#./make.sh # 编译
[root@localhost libfastcommon-1.0.36]#./make.sh install # 安装
(3)安装编译FASTDFS
[root@localhost ~]#tar zxvf fastdfs-5.11.tar.gz
[root@localhost ~]#cd fastdfs-5.11
[root@localhost fastdfs-5.11]#./make.sh
[root@localhost fastdfs-5.11]#./make.sh install
(4)检查文件与目录
服务脚本检查
[root@localhost ~]#ll /etc/init.d/
配置文件检查
[root@localhost ~]#ll /etc/fdfs/
3: 配置tracker 服务器(在101和102两个主机上执行)
(1)复制tracker 样例配置文件，并重命名
[root@localhost ~]#cp /etc/fdfs/tracker.conf.sample /etc/fdfs/tracker.conf
(2)修改tracker 配置文件
[root@localhost ~]#vim /etc/fdfs/tracker.conf
修改的内容如下：
disabled=false #启用配置文件
port=22122 #tracker 服务器端口(默认22122)
base_path=/fastdfs/tracker #存储日志和数据的根目录
store_group=group1 #设置存储组名称
(3)创建base_path 指定的目录
[root@localhost ~]#mkdir -p /fastdfs/tracker
(4)启动 tracker 服务器
[root@localhost ~]#/etc/init.d/fdfs_trackerd start
初次启动，会在/fastdfs/tracker 目录下生成logs 、data 两个目录。
检查FastDFS Tracker Server 是否启动成功：
[root@localhost ~]#ps -ef I grep fdfs_trackerd
备注：
重启服务
fdfs_trackerd /etc/fdfs/tracker.conf restart # 重启服务
4: 配 置STORAGE 服务(在103和104主机上设置)
(1)复制storage 样例配置文件，并重命名
[root@localhost ~]#cp /etc/fdfs/storage.conf.sample /etc/fdfs/storage.conf
(2)编辑配置文件
[root@localhost ~]#vi /etc/fdfs/storage.conf
#修改的内容如下：
disabled=false #启用配置文件
port=23000 #storage 服务端口
base_path=/fastdfs/storage #数据和日志文件存储根目录
store_path0=/fastdfs/storage #第一个存储目录
tracker_server= 192.168.10.101:22122 #tracker 服务器 IP 和端口
tracker_server= 192.168.10.102:22122 #tracker 服务器 IP2 和端口
group_name=group1 #和tracker 中的组名保持一致
http.server_port=8888 #http 访问文件的端口
(3)创建基础数据目录
[root@localhost ~]#mkdir -p /fastdfs/storage
(4)启动 storage 服务器，并检查进程
[root@localhost ~]#/etc/init.d/fdfs_storaged start
[root@localhost ~]#ps -ef I grep fdfs_storaged
备注：
重启用如下命令
fdfs_storaged /etc/fdfs/storage.conf restart
5: 配 置client (在任意一个 Fastdfs 节点上配置)
[root@localhost ~]#cp /etc/fdfs/client.conf.sample /etc/fdfs/client.conf
[root@localhost ~]#mkdir -p /fastdfs/tracker
[root@localhost ~]#vim /etc/fdfs/client.conf
#修改以下配置，其它保持默认 base_path=/fastdfs/tracker
tracker_server= 192.168.10.101:22122 #tracker 服务器 IP 和端口
tracker_server= 192.168.10.102:22122 #tracker 服务器 IP2 和端口
6: 测试上传文件
[root@localhost ~]#fdfs_upload_file /etc/fdfs/client.conf logo.jpg
备注：
上传时操作目录下必须有上传的文件或图片
7: 在所有storage 节点安装fastdfs-nginx-module 和 nginx
FastDFS 通过 Tracker 服务器，将文件放在 Storage 服务器存储，但是同组存储服务器之间需要 进入文件复制，有同步延迟的问题。假设 Tracker 服务器将文件上传到了 storage01, 上传成功后文 件 ID 已经返回给客户端。此时 FastDFS 存储集群机制会将这个文件同步到同组存储 storage02, 在 文 件还没有复制完成的情况下，客户端如果用这个文件 ID 在 storage02 上取文件，就会出现文件无法访 问的错误。而 fastdfs-nginx-module 可以重定向文件连接到源服务器取文件，避免客户端由于复制延迟导致的文件无法访问错误。(解压后的 fastdfs-nginx-module 在 nginx 安装时使用) storage 上的 nginx 是用于访问具体的文件，并且需要使用fastdfs 模块。
(1)解压并修改fastdfs-nginx-module 的配置文件
[root@localhost ~]#tar zxvf fastdfs-nginx-module_v1.16.tar.gz
[root@localhost ~]#cd fastdfs-nginx-module/src
进入解压完的目录，到src 目录，修改config 文件，将文件路径中存在的local 删掉。
[root@localhost src]#vim config
ngx addon name=ngx http fastdfs moduleHTTP MODULES="$HTTP MODULEs ngx http fastdfs module"NGX ADDON SRCS="$NGX ADDON SRcS $nax addon dir/nax http fastdfs module.cCORE INCS="$CORE INCS/usr/include/fastdfs /usr/include/fastcommon/CORE LIBS="$CORE LIBS-L/usr/lib -lfastcommon lfdfsclient"CFLAGS="$CFLAGS -D FILE OFFSET BITS=64 -DFDFS OUTPUT CHUNK SIZE='256*1024'-DFDFS MOD CONF FIL
(2)编译安装nginx
[root@localhost ~]#tar zxvf nginx-1.19.5.tar.gz
[root@localhost ~]#useradd nginx
[root@localhost ~]#cd nginx-1.19.5
[root@localhost nginx-1.19.5]#cp /usr/include/fastcommon/*/usr/include/fastdfs/
[root@localhost nginx-1.19.5]#./configure --prefix=/usr/local/nginx --add-module=/root/fastdfs-nginx-module/src/
注意：注意：这里的-add-module 后面的值就是刚刚拷贝的 fastdfs-nginx-module 的 sr c目 录
root@localhost nginx-1.19.5]#make
[root@localhost nginx-1.19.5]#make install
[root@localhost nginx-1.19.5]#In -s /usr/local/nginx/sbin/*/usr/local/sbin/
(3)配置FASTDFS
将 fastdfs-nginx-module 模块下的 mod_fastdfs.conf 文件拷贝到/etc/fdfs/ 目录
root@localhost ~]#cp /root/fastdfs-nginx-module/src/mod_fastdfs.conf /etc/fdfs /
[root@localhost ~]#vim /etc/fdfs/mod_fastdfs.conf
找到下面的配置进行修改：
1 、base_path=/tmp 用户存储日志的，将其改为/fastdfs/temp
2 、tracker_server=tracker:22122 修改为当前服务器的ip 地址
3 、group_name=groupname1 修改为之前storage 中同样的名字
4 、url_have_group_name =false 这个表示是否需要增加一个上述自定义名字的需要，改为true
修改参数如下：
connect_timeout=10 base_path=/tmp
tracker_server= 192.168.10.101:22122 #tracker服务器 IP 和端口
tracker_server= 192.168.10.102:22122 #tracker 服务器 IP2 和端口
url_have_group_name=true #url中包含group 名称
group_name=group1
storage_server_port=23000 store_path_count=1
store_pathO=/fastdfs/storage
(4)复制 FastDFS 的部分配置文件到/etc/fdfs 目录
[root@localhost ~]#cp /root/fastdfs-5.11/conf/http.conf /etc/fdfs
[root@localhost ~]#cp /root/fastdfs-5.11/conf/mime.types /etc/fdfs
(5)在/fastdfs/storage 文件存储目录下创建软连接，将其链接到实际存放数据的目录
root@localhost ~]#ln -s /fastdfs/storage/data//fastdfs/storage/data/M00
( 6 ) 配 置NGINX
[root@localhost ~]#cd /usr/local/nginx/
修改nginx.conf 文件，在http 指令块中新增如下配置
[root@localhost nginx]#vim conf/nginx.conf
http {
include mime.typesg
default_type application/octet-stream;
sendfile on;
keepalive_timeout 65; server {
listen 80;
server_name localhost; location /{
root html;
index index.html index.htm;
}
location /group1/M00 {
ngx_fastdfs_module;
}
}
}
[root@localhost nginx]#mkdir -p /var/temp/nginx/client
[root@localhost nginx]#fdfs_storaged /etc/fdfs/storage.conf restart
[root@localhost nginx]#fdfs_trackerd /etc/fdfs/tracker.conf restart
[root@localhost nginx]#/usr/local/nginx/sbin/nginx
8: 部署nginx 代理(在105主机上配置)
root@localhost ~]#yum -y install pcre-devel zlib-devel gcc*
[root@localhost ~]#tar zxvf nginx-1.19.5.tar.gz
[root@localhost nginx-1.19.5]#useradd nginx
[root@localhost nginx-1.19.5]#./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx
--group=nginx
[root@localhost nginx-1.19.5]#make &&make install
[root@localhost ~]#In -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/
[root@localhost ~]#vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
http {
include mime.types;
default_type application/octet-stream;
sendfile on;
keepalive_timeout 65;
upstream storage_server_group1{
server 192.168.10.103:80 weight=10; server 192.168.10.104:80 weight=10;
}
server {
listen 80;
server_name localhost;
location /{
proxy_pass http://storage_server_group1;
}
}
}
最后在宿主机上面访问将ip改为105 的IP成功访问即部署成功
原文地址：https://blog.csdn.net/Fan394778945/article/details/140605732
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