分布式文件系统之FastDFS

目录结构:

一 分布式文件系统

二 FastDFS入门

三 FastDFS环境搭建

四 FastDFS在Java项目中开发示例

五 FastDFS分布式文件系统集群

一 分布式文件系统

分布式文件系统 (Distributed File System) 是一个软件/软件服务器,这个软件可以用来管理文件。但这个软件所管理的文件通常不是在一个服务器节点上,而是在多个服务器节点上,这些服务器节点通过网络相连构成一个庞大的文件存储服务器集群,这些服务器都用于存储文件资源,通过分布式文件系统来管理这些服务器上的文件。

常见的分布式文件系统有:FastDFS、GFS、HDFS、Lustre 、Ceph 、GridFS 、mogileFS、TFS等。

分布式文件系统与传统文件系统对比

分布式文件系统之FastDFS插图

传统方式弊端:

  • 如果用户数量多,IO操作比较多,对磁盘访问压力很大
  • 如果磁盘发生故障,会造成数据丢失
  • 存储容量有限

二 FastDFS入门

1 FastDFS简介

FastDFS是一个开源的轻量级分布式文件系统,为互联网应用量身定做,简单、灵活、高效,采用C语言开发,由阿里巴巴开发并开源。

FastDFS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、文件删除)等,解决了大容量文件存储的问题,特别适合以文件为载体的在线服务,如相册网站、文档网站、图片网站、视频网站等等。

FastDFS充分考虑了冗余备份、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 FastDFS整体架构

FastDFS文件系统由两大部分构成,一个是客户端,一个是服务端

客户端通常指我们的程序,比如我们的Java程序去连接FastDFS、操作FastDFS,那我们的Java程序就是一个客户端,FastDFS提供专有API访问,目前提供了C、Java和PHP几种编程语言的API,用来访问FastDFS文件系统。

服务端由两个部分构成:一个是跟踪器(tracker),一个是存储节点(storage)

tracker跟踪器主要做调度工作,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记录group以及每个group的存储信息。在内存中记录集群中存储节点storage的状态信息,是前端Client和后端存储节点storage的枢纽。因为相关信息全部在内存中,Tracker server的性能非常高,一个较大的集群(比如上百个group)中有3台就足够了。

storage存储节点主要提供存储文件和备份服务;以 group 为单位,每个 group 内可以有多台 storage server,数据互为备份。存储文件和文件属性(meta data)都保存到存储服务器磁盘上,完成文件管理的所有功能:文件存储、文件同步和提供文件访问等。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,分别对应在/data/disk1-/data/disk10,则可将这10个目录都配置为storage的数据存储目录

架构图:

分布式文件系统之FastDFS插图1

2.1 文件上传:

  1. client询问tracker上传文件的storage,不需要附加参数
  2. tracker返回一台可用的storage
  3. client直接和storage通信完成文件上传

分布式文件系统之FastDFS插图2

fileid:文件组名和路径

分布式文件系统之FastDFS插图3

2.2 文件下载

客户端uploadfile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。

  1. client询问tracker下载文件的storage,参数为文件标识(组名和文件名)
  2. tacker返回一台可用的storage
  3. client直接和storage通信完成下载

分布式文件系统之FastDFS插图4

三 FastDFS环境搭建

1 FastDFS安装(单机版)

1.1 工具准备

(1)检查Linux上是否安装了 gcc、libevent、libevent-devel

libevent:是一个用C语言编写的、轻量级的开源高性能IO库,主要有以下几个亮点:事件驱动( event-driven),高性能;轻量级,专注于网络,线程安全。Libevent 已经被广泛的应用,作为底层的网络库;比如 memcached、 Vomit、 Nylon、 Netchat等等。 FastDFS v3.0 版本以后,使用到了libevent库来处理网络连接请求

libevent-devel:libevent 的头文件、库和开发文档 此软件包包含头文件、静态库和开发文档等

yum list installed | grep gcc
yum list installed | grep libevent
yum list installed | grep libevent-devel

(2)如果没有安装,需要进行安装

yum install gcc libevent libevent-devel -y

(3)虚拟机上安装的Linux是否是迷你版的,如果是,需要安装以下工具,否则不需要

yum install lrzsz wget vim unzip net-tools -y

1.2 目录准备

在/目录下创建dfs目录,再创建子目录

  /tracker:跟踪器的数据和日志目录

  /storage:存储器的数据和日志目录

  /storage/files:上传的文件目录

  /client:客户端数据和日志目录

分布式文件系统之FastDFS插图5

1.3 安装 libfastcommon 库

libfastcommon 库是FastDFS文件系统运行需要的公共 C 语言函数库

下载地址:https://github.com/happyfish100

(1)上传文件:将下载的压缩文件 libfastcommon-1.0.59.tar.gz 上传到/opt目录下

(2)解压文件:

[root@localhost opt]# tar -zxvf libfastcommon-1.0.59.tar.gz

(3)编译文件

[root@localhost libfastcommon-1.0.59]# ./make.sh

注意: make编译的时候如果报错,需解决错误后再次进行make,通常发生错误是由于Linux缺少某些依赖库导致,根据错误提示解决错误

(4)安装软件

[root@localhost libfastcommon-1.0.59]# ./make.sh install

1.4 安装FastDFS

FastDFS没有Windows版本,不能在Windows下使用。

下载地址:https://github.com/happyfish100

(1)上传文件:将下载的压缩文件 fastdfs-6.08.tar.gz 上传到/opt目录下

(2)解压文件

[root@localhost opt]# tar -zxvf fastdfs-6.08.tar.gz

(3)编译文件

[root@localhost fastdfs-6.08]# ./make.sh 

(4)安装软件

[root@localhost fastdfs-6.08]# ./make.sh install

(5)查看配置文件目录

分布式文件系统之FastDFS插图6

 (6)查看安装的可执行文件

分布式文件系统之FastDFS插图7

1.5 配置FastDFS

(1)修改配置文件tracker.conf

# the base path to store data and log files
base_path = /dfs/tracker

(2)修改配置文件storage.conf

# the base path to store data and log files
base_path = /dfs/tracker

store_path0 = /dfs/storage/files

tracker_server = IP地址:22122

1.6 启动tracker和storage服务

[root@localhost fdfs]# fdfs_trackerd /etc/fdfs/tracker.conf
[root@localhost fdfs]# fdfs_storaged /etc/fdfs/storage.conf

注意:首次启动storage后,会在配置的路径下创建存储文件的目录

分布式文件系统之FastDFS插图8

在data目录下,创建了256个子目录,每个子目录下又有256个子目录,总共有256的平方个目录存储文件

1.7 查看storage是否已经注册到了tracker下

fdfs_monitor /etc/fdfs/storage.conf

1.8 重启tracker和storage服务

[root@localhost fdfs]# fdfs_trackerd /etc/fdfs/tracker.conf restart
[root@localhost fdfs]# fdfs_storaged /etc/fdfs/storage.conf restart

1.9 关闭tracker和storage服务

[root@localhost fdfs]# fdfs_trackerd /etc/fdfs/tracker.conf stop
[root@localhost fdfs]# fdfs_storaged /etc/fdfs/storage.conf stop

注意:可以使用kill关闭fastdfs,但不建议在线上使用 kill -9 强制关闭,因为可能会导致文件信息不同步问题

2 测试FastDFS

2.1 修改配置文件 client.conf

# the base path to store log files
base_path = /dfs/client

tracker_server = IP地址:22122

2.2 创建待上传的文件

/home路径下新建文件hello.txt

分布式文件系统之FastDFS插图9

2.3 上传文件

[root@localhost home]# fdfs_test /etc/fdfs/client.conf upload /home/hello.txt

2.4 查看文件

分布式文件系统之FastDFS插图10

其中:

*_big.txt 代表从文件

*_big.txt-m 代表从属性信息

*.txt 代表主文件

*.txt-m 代表主属性信息meta-info

2.5 测试删除文件

fdfs_delete_file /etc/fdfs/client.conf group1/M00/00/00/wKgAgmO2yJ6AAdUoAAAADK8IOy0938.txt

其中:group1代表组名(这个在storage.cof文件中有配置),M00代表磁盘,/00/00是/dfs/storage/files/data/下的子目录

分布式文件系统之FastDFS插图11

3 http访问文件

在文件上传的时候,上传成功的信息中有提示我们可以通过某个路径去访问上传的文件,但是我们直接访问这个路径,却不可以,那么已经上传到FastDFS文件系统中的文件,我们如何在浏览器中访问呢?

FastDFS提供了一个Nginx扩展模块,利用该模块,我们可以通过Nginx访问已经上传到FastDFS上的文件

Nginx访问示意图:

分布式文件系统之FastDFS插图12

3.1 安装fastdfs-nginx-module

下载地址:https://github.com/happyfish100

(1)上传文件:将下载的压缩文件 fastdfs-nginx-module-1.22.tar.gz 上传到/opt目录下

(2)解压文件

[root@localhost opt]# tar -zxvf fastdfs-nginx-module-1.22.tar.gz

3.2 安装Nginx

Nginx是一个web服务器, 能够在浏览器,基于http协议访问文件等静态资源和反向代理

下载地址:https://nginx.org/en/download.html

(1)上传文件:将下载的压缩文件 nginx-1.22.0.tar.gz上传到/opt目录下

(2)解压文件

[root@localhost opt]# tar -zxvf nginx-1.22.0.tar.gz

(3)安装相关依赖库

Nginx的安装需要Linux安装相关的几个库,否则编译会出现错误

yum install gcc openssl openssl-devel pcre pcre-devel zlib zlib-devel –y

(4)配置Nginx安装位置和fastdfs-nginx-module的src目录

# 在/usr/local/nginx目录安装的nginx
# opt/fastdfs-nginx-module-1.22/src 是 fastdfs-nginx-module的src目录位置
[root@localhost nginx-1.22.0]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --add-module=/opt/fastdfs-nginx-module-1.22/src

# 拷贝 fastdfs-nginx-module 的配置文件
[root@localhost src]# pwd
/opt/fastdfs-nginx-module-1.22/src
[root@localhost src]# cp mod_fastdfs.conf /etc/fdfs/

(5)编译并安装Nginx

# 拷贝Nginx需要的配置文件
[root@localhost conf]# cp http.conf mime.types /etc/fdfs/

[root@localhost nginx-1.22.0]# pwd
/opt/nginx-1.22.0
[root@localhost nginx-1.22.0]# make
[root@localhost nginx-1.22.0]# make install

(6)配置fastdfs-nginx-module

修改配置文件mod_fastdfs.conf

[root@localhost fdfs]# pwd
/etc/fdfs
[root@localhost fdfs]# vim mod_fastdfs.conf 
# the base path to store log files
base_path=/dfs/nginx_mod

# valid only when load_fdfs_parameters_from_tracker is true
tracker_server=IP地址:22122

# default value is false
url_have_group_name = true

# must same as storage.conf
store_path0=/dfs/storage/files

创建/dfs/nginx_mod目录

[root@localhost dfs]# pwd
/dfs
[root@localhost dfs]# mkdir nginx_mod

(7)配置Nginx

修改配置文件nginx.conf,添加一个server

[root@localhost conf]# pwd
/usr/local/nginx/conf
[root@localhost conf]# vim nginx.conf
server {
    listen       8888;
    server_name  nginx-fastdfs;

    location ~ /group[1-9]/ {    
       ngx_fastdfs_module;  
    }
}

检查配置文件是否正确

[root@localhost conf]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf -t

3.3 测试http访问

(1)启动tracker和storage

(2)启动Nginx

[root@localhost conf]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

(3)上传文件

(4)浏览器访问

http://IP地址:8888/group1/M00/00/00/wKgAgmO22jKAaSM_AAAADK8IOy0566.txt

其中,这个端口8888是storage.conf配置文件中的web地址

# the port of the web server on this storage server
http.server_port = 8888

四 FastDFS在Java项目中开发示例

测试一下在实际项目开发中,FastDFS提供的三个主要功能

  • upload:上传文件
  • download:下载文件
  • delete:删除文件

1 FastDFS文件系统的Java客户端

FastDFS文件系统Java客户端是指采用Java语言编写的一套程序,专门用来访问fastDFS文件系统,其实就是一个jar包。

注意:Maven仓库https://mvnrepository.com/搜索fastdfs-client,可以直接下载jar包使用,当然这个jar包也可以自己来打

1.1 下载fastdfs-client-java官方源码

下载地址:https://github.com/happyfish100

下载到本地文件,并解压

分布式文件系统之FastDFS插图13

1.2 采用maven命令编译成jar包安装到本地maven库

mvn clean install

分布式文件系统之FastDFS插图14

 打包完成后,jar包在本地Maven仓库的保存路径

分布式文件系统之FastDFS插图15

1.3 在Java程序中使用它提供的API来访问FastDFS文件系统


dependency>
    groupId>org.csourcegroupId>
    artifactId>fastdfs-client-javaartifactId>
    version>1.28-SNAPSHOTversion>
dependency>

2 文件上传功能的实现

使用Java客户端,代码操作fastDFS分布式文件系统,上传本地文件到FastDFS服务器上

2.1 创建springboot项目,添加 fastdfs-client-java的依赖

2.2 配置文件拷贝 

将保存fastdfs-client-java-1.28路径下的配置文件fdfs_client.conf 拷贝到项目中的resources目录下

2.3 添加本地待上传文件

分布式文件系统之FastDFS插图16

2.4 编写测试代码,上传文件

 1 @Test
 2 void testUpload(){
 3     StorageClient storageClient = null;
 4     try {
 5         // 1.全局初始化
 6         ClientGlobal.init("fdfs_client.conf");
 7         // 2.创建TrackerServer、StorageServer
 8         TrackerServer trackerServer = null;
 9         StorageServer storageServer = null;
10         // 3.创建TrackerClient,用来创建TrackerServer、StorageServer对象
11         TrackerClient trackerClient = new TrackerClient();
12         // 4.赋值
13         trackerServer = trackerClient.getTrackerServer();
14         storageServer = trackerClient.getStoreStorage(trackerServer);
15         // 5.创建StorageClient,文件的上传和下载
16         storageClient = new StorageClient(trackerServer, storageServer);
17         // 6.上传文件
18         // 1.本地文件路径 2.文件扩展名 3.文件的元数据(文件大小,图片的宽高等)
19         String[] uploadFile = storageClient.upload_file("D:\文件路径\hello.txt", "txt", null);
20         System.out.println(Arrays.toString(uploadFile));
21     } catch (Exception e) {
22         e.printStackTrace();
23     } finally {
24         if (storageClient != null){
25             try {
26                 storageClient.close();
27             } catch (IOException e) {
28                 e.printStackTrace();
29             }
30         }
31     }
32 
33 }

运行结果:

返回值是组名,以及磁盘、路径和文件名等

分布式文件系统之FastDFS插图17

 

2.5 查看上传文件

Linux中保存的文件 

分布式文件系统之FastDFS插图18

 浏览器访问文件

分布式文件系统之FastDFS插图19

 

3 文件下载

3.1 编写测试代码

和文件上传代码大致相同,只是storageClient对象调用的方法不一样

1 // 下载文件
2 // 1.组名称 2.文件路径 3.本地存储路径
3 // 返回值result:0代表成功
4 int result = storageClient.download_file("group1", "M00/00/00/wKgAgmO27MeAL-2PAAAADZ1CZDI733.txt",
5         "本地路径/down_hello.txt");

执行测试用例后,可到指定的本地路径下查看已下载的文件

4 文件删除

4.1 编写测试代码

 和文件上传、下载代码大致相同,只是storageClient对象调用的方法不一样

1 // 删除文件
2 // 1.组名称 2.文件路径
3 // 返回值result:0代表成功
4 int result = storageClient.delete_file("group1", "M00/00/00/wKgAgmO27MeAL-2PAAAADZ1CZDI733.txt");

五 FastDFS分布式文件系统集群

1 架构图

架构1:

分布式文件系统之FastDFS插图20

架构2:

分布式文件系统之FastDFS插图21

2 集群环境搭建步骤

限于篇幅与设备,下次再更吧。。。

 

文章来源于互联网:分布式文件系统之FastDFS

THE END
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