1 说明

      今天部门举行了技术交流会，让我给部门同事讲点儿东西，我就把这段时间做的文件服务给同事们做了分享，其中文件服务用到了Fast DFS作为中小文件的存储介质。对它产生了一些思考，就把我当时讲的东西回忆如下。

2 Fast DFS简介

特别适合以中小文件（建议范围：4KB < 文件大小 < 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）。

      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。

      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内可以有多态Storage Server，数据互为备份。

      Client： 客户端，上传下载数据的服务器，也就是我们自己的项目部署所在的服务器。

fastdfs arm版本镜像_Server

3 Fast DFS存储策略

个人理解在Fast DFS中每一个group为一个卷，group里面有多个storage作为该卷的冗余备份，这一点从上传完文件返回的fileId就可以看得出来。例如：group1/M00/00/02/wKjhyGBN9CqAV5O4ACAYotDQDEc559.jpg
      在卷中增加服务器时，同步已有的文件由系统自动完成，同步完成后，系统自动将新增服务器切换到线上提供服务。当存储空间不足或即将耗尽时，可以动态添加卷。 只需要增加一台或多台服务器，并将它们配置为一个新的卷，这样就扩大了存储系统的容量。对于Fast DFS来说就是添加一个新的group。

4 Fast DFS上传过程

      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。

      Storage Server会定期的向Tracker Server发送自己的存储信息。当Tracker Server Cluster中的Tracker Server不止一个时，各个Tracker之间的关系是对等的，所以客户端上传时可以选择任意一个Tracker。

      当Tracker收到客户端上传文件的请求时，会为该文件分配一个可以存储文件的group，当选定了group后就要决定给客户端分配group中的哪一个storage server。 当分配好storage server后，客户端向storage发送写文件请求，storage将会为文件分配一个数据存储目录。然后为文件分配一个fileid，最后根据以上的信息生成文件名存储文件。

      其具体的时序图如下：

fastdfs arm版本镜像_fastdfs_02

5 Fast DFS下载过程

      客户上传文件成功后，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。

      跟上传文件一样，在下载文件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，tracker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。

      其具体的时序图如下：

fastdfs arm版本镜像_fastdfs_03

6 Fast DFS文件同步

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，tracker在选择读storage的时候会以同步进度作为参考

7 选择Fast DFS的技术考量

优点：

  1. 系统无需支持POSIX(可移植操作系统)，降低了系统的复杂度，处理效率更高
  2. 支持在线扩容机制，增强系统的可扩展性
  3. 实现了软RAID，增强系统的并发处理能力及数据容错恢复能力
  4. 支持主从文件，支持自定义扩展名
  5. 主备Tracker服务，增强系统的可用性
    缺点：
  6. 不支持断点续传，对大文件将是噩梦(Fast DFS不适合大文件存储)
  7. 不支持POSIX通用接口访问，通用性较低
  8. 对跨公网的文件同步，存在较大延迟，需要应用做相应的容错策略
  9. 同步机制不支持文件正确性校验，降低了系统的可用性
  10. 通过API下载，存在单点的性能瓶颈

8 问题 Fast DFS不适合大文件存储

文件服务解决方案：
1、引入大文件服务器安装Samba，将文件存至Samba中。
2、将大文件切分为小文件存储至Fast DFS中，下载时将小文件合并下载以获得完整数据文件。
3、当大文件数量不多时，将直接落地硬盘。