FastDFS
分布式文件系統
1 目標
了解項目中使用FastDFS的原因和意義。
掌握FastDFS的架構組成部分，能說出tracker和storage的作用。
了解FastDFS+nginx上傳和下載的執行流程。
掌握FastDFS+nginx在項目中作為圖片服務器，上傳和下載方法。
2 FastDFS介紹
2.1 什么是FastDFS
FastDFS是用c語言編寫的一款開源的分布式文件系統。FastDFS為互聯網量身定制，充分考慮了冗余備份、負載均衡、線性擴容等機制，並注重高可用、高性能等指標，使用FastDFS很容易搭建一套高性能的文件服務器集群提供文件上傳、下載等服務。
2.2 FastDFS架構
FastDFS架構包括 Tracker server和Storage server。客戶端請求Tracker server進行文件上傳、下載，通過Tracker server調度最終由Storage server完成文件上傳和下載。
Tracker server作用是負載均衡和調度，通過Tracker server在文件上傳時可以根據一些策略找到Storage server提供文件上傳服務。可以將tracker稱為追蹤服務器或調度服務器。
Storage server作用是文件存儲，客戶端上傳的文件最終存儲在Storage服務器上，Storage server沒有實現自己的文件系統而是利用操作系統 的文件系統來管理文件。可以將storage稱為存儲服務器。
如下圖：
2.2.1 Tracker 集群
FastDFS集群中的Tracker server可以有多台，Tracker server之間是相互平等關系同時提供服務，Tracker server不存在單點故障。客戶端請求Tracker server采用輪詢方式，如果請求的tracker無法提供服務則換另一個tracker。
2.2.2 Storage集群
Storage集群采用了分組存儲方式。storage集群由一個或多個組構成，集群存儲總容量為集群中所有組的存儲容量之和。一個組由一台或多台存儲服務器組成，組內的Storage server之間是平等關系，不同組的Storage server之間不會相互通信，同組內的Storage server之間會相互連接進行文件同步，從而保證同組內每個storage上的文件完全一致的。一個組的存儲容量為該組內存儲服務器容量最小的那個，由此可見組內存儲服務器的軟硬件配置最好是一致的。
采用分組存儲方式的好處是靈活、可控性較強。比如上傳文件時，可以由客戶端直接指定上傳到的組也可以由tracker進行調度選擇。一個分組的存儲服務器訪問壓力較大時，可以在該組增加存儲服務器來擴充服務能力（縱向擴容）。當系統容量不足時，可以增加組來擴充存儲容量（橫向擴容）。
2.2.3 Storage狀態收集
Storage server會連接集群中所有的Tracker server，定時向他們報告自己的狀態，包括磁盤剩余空間、文件同步狀況、文件上傳下載次數等統計信息。
2.2.4 文件上傳流程
客戶端上傳文件后存儲服務器將文件ID返回給客戶端，此文件ID用於以后訪問該文件的索引信息。文件索引信息包括：組名，虛擬磁盤路徑，數據兩級目錄，文件名。
n 組名：文件上傳后所在的storage組名稱，在文件上傳成功后有storage服務器返回，需要客戶端自行保存。
n 虛擬磁盤路徑：storage配置的虛擬路徑，與磁盤選項store_path*對應。如果配置了store_path0則是M00，如果配置了store_path1則是M01，以此類推。
n 數據兩級目錄：storage服務器在每個虛擬磁盤路徑下創建的兩級目錄，用於存儲數據文件。
n 文件名：與文件上傳時不同。是由存儲服務器根據特定信息生成，文件名包含：源存儲服務器IP地址、文件創建時間戳、文件大小、隨機數和文件拓展名等信息。
2.2.5 文件下載流程
tracker根據請求的文件路徑即文件ID 來快速定義文件。
比如請求下邊的文件：
1.通過組名tracker能夠很快的定位到客戶端需要訪問的存儲服務器組是group1，並選擇合適的存儲服務器提供客戶端訪問。
2.存儲服務器根據“文件存儲虛擬磁盤路徑”和“數據文件兩級目錄”可以很快定位到文件所在目錄，並根據文件名找到客戶端需要訪問的文件。
3 FastDFS+Nginx實現文件服務器
3.1 架構
3.1.1 架構圖
3.2 FastDFS--tracker安裝
在192.168.101.3上安裝tracker。
3.2.1 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
3.2.2 FastDFS安裝環境
FastDFS是C語言開發，建議在linux上運行，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源碼進行編譯，編譯依賴gcc環境，如果沒有gcc環境，需要安裝gcc：yum install gcc-c++
3.2.3 安裝libevent
FastDFS依賴libevent庫，需要安裝：
yum -y install libevent
3.2.4 安裝libfastcommon
libfastcommon是FastDFS官方提供的，libfastcommon包含了FastDFS運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安裝好后會自動將庫文件拷貝至/usr/lib64下，由於FastDFS程序引用usr/lib目錄所以需要將/usr/lib64下的庫文件拷貝至/usr/lib下。
要拷貝的文件如下：
3.2.5 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下的文件拷貝到/etc/fdfs/下。
3.2.6 配置
拷貝一份新的tracker配置文件：
cp tracker.conf.sample tracker.conf
修改tracker.conf
vi tracker.conf
base_path=/home/yuqing/FastDFS
改為：
base_path=/home/FastDFS
3.2.7 啟動
/usr/bin/fdfs_trackerd /etc/fdfs/tracker.conf restart
啟動的日志顯示先停止5619進程（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進程。
l 設置開機自動啟動。
[root@tracker FastDFS]# vim /etc/rc.d/rc.local |
將運行命令行添加進文件：/usr/bin/fdfs_trackerd /etc/fdfs/tracker.conf restart
3.3 FastDFS--storage安裝
在192.168.101.3上安裝storage。
3.3.1 安裝libevent
同tracker安裝
3.3.2 安裝libfastcommon
同tracker安裝。
3.3.3 storage編譯安裝
同tracker編譯安裝。
3.3.4 配置
安裝成功后進入/etc/fdfs目錄：
![clip_image018[1]](/image/aHR0cHM6Ly9pbWFnZXMyMDE4LmNuYmxvZ3MuY29tL2Jsb2cvMTMyMTg4OS8yMDE4MDUvMTMyMTg4OS0yMDE4MDUwNDAwMTAzMzAwNy00MDY1MzU4NTUuanBn.png "clip_image018[1]")
拷貝一份新的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改為：base_path=/home/FastDFS
store_path0=/home/yuqing/FastDFS改為：store_path0=/home/FastDFS/fdfs_storage
#store_path1=.....
#store_path2=......
tracker_server=192.168.101.3:22122 #配置tracker服務器:IP
#如果有多個則配置多個tracker
tracker_server=192.168.101.4:22122
3.3.5 啟動
/usr/bin/fdfs_storaged /etc/fdfs/storage.conf restart
啟動的日志顯示先停止8931進程（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進程。
l 設置開機自動啟動。
[root@storage1 FastDFS]# vim /etc/rc.d/rc.local |
將運行命令行添加進文件：/usr/bin/fdfs_storaged /etc/fdfs/storage.conf restart
3.4 上傳圖片測試
3.4.1 通過fdfs_test程序
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 客戶端配置文件地址 upload 上傳文件
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就是文件的下載路徑。
對應storage服務器上的
/home/fastdfs/fdfs_storage/data/00/00/wKhlBVVY2M-AM_9DAAAT7-0xdqM485_big.png文件。
由於現在還沒有和nginx整合無法使用http下載。
3.4.2 通過java Client API
完整的測試方法參考測試源代碼。
public class FastdfsClientTest {
//客戶端配置文件
public String conf_filename = "F:\\workspace_indigo\\fastdfsClient\\src\\cn\\itcast\\fastdfs\\cliennt\\fdfs_client.conf";
//本地文件，要上傳的文件
public String local_filename = "F:\\develop\\upload\\linshiyaopinxinxi_20140423193847.xlsx";
//上傳文件
@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("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();
}
}
}
}
3.5 FastDFS 和nginx整合
3.5.1 在tracker上安裝nginx
nginx的安裝細節參考nginx文檔。
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。如果只有一台tracker服務器可以不配置nginx。
3.5.2 在Storage上安裝nginx
3.5.2.1 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文件將/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 #指定文件存儲路徑
將libfdfsclient.so拷貝至/usr/lib下
cp /usr/lib64/libfdfsclient.so /usr/lib/
創建nginx/client目錄
mkdir -p /var/temp/nginx/client
3.5.2.2 nginx安裝
添加FastDFS-nginx-module模塊
./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
新建一個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;
}
}
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，這里就是M01
3.5.3 測試
通過java客戶端上傳文件，使用瀏覽器訪問，比如訪問上傳圖片測試的文件：
訪問storage：
http://192.168.101.3/group1/M00/00/00/wKhlBVVY2M-AM_9DAAAT7-0xdqM485_big.png
4 附錄
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：綁定IP
#valu：IP地址
bind_addr=192.168.6.102
port
#func：服務端口
#valu：端口整數值
port=22122
connect_timeout
#func：連接超時
#valu：秒單位正整數值
connect_timeout=30
network_timeout
#func：網絡超時
#valu：秒單位正整數值
network_timeout=60
base_path
#func：Tracker數據/日志目錄地址
#valu：路徑
base_path=/home/michael/fdfs/base4tracker
max_connections
#func：最大連接數
#valu：正整數值
max_connections=256
work_threads
#func：線程數，通常設置CPU數
#valu：正整數值
work_threads=4
store_lookup
#func：上傳文件的選組方式。
#valu：0、1或2。
# 0：表示輪詢
# 1：表示指定組
# 2：表示存儲負載均衡（選擇剩余空間最大的組）
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，那么這個參數將不會起效。另外如果store_lookup如果是0或2，則此參數無效。
#valu：group1等
store_group=group1
store_server
#func：上傳服務器的選擇方式。(一個文件被上傳后，這個storage server就相當於這個文件的storage server源，會對同組的storage server推送這個文件達到同步效果)
#valu：0、1或2
# 0: 輪詢方式（默認）
# 1: 根據ip 地址進行排序選擇第一個服務器（IP地址最小者）
# 2: 根據優先級進行排序（上傳優先級由storage server來設置，參數名為upload_priority），優先級值越小優先級越高。
store_server=0
store_path
#func：上傳路徑的選擇方式。storage server可以有多個存放文件的base path（可以理解為多個磁盤）。
#valu：
# 0: 輪流方式，多個目錄依次存放文件
# 2: 存儲負載均衡。選擇剩余空間最大的目錄存放文件（注意：剩余磁盤空間是動態的，因此存儲到的目錄或磁盤可能也是變化的）
store_path=0
download_server
#func：下載服務器的選擇方式。
#valu：
# 0：輪詢（默認）
# 1：IP最小者
# 2：優先級排序（值最小的，優先級最高。）
download_server=0
reserved_storage_space
#func：保留空間值。如果某個組中的某個服務器的剩余自由空間小於設定值，則文件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：日志級別
#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：指定運行該程序的用戶組
#valu：用戶組名或空
run_by_group=
#func：
#valu：
run_by_user=
allow_hosts
#func：可以連接到tracker server的ip范圍。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。所以本參數值必須大於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：設定線程棧的大小。 線程棧越大，一個線程占用的系統資源就越多。
# 如果要啟動更多的線程（V1.x對應的參數為max_connections，V2.0為work_threads），可以適當降低本參數值。
#valu：如64KB，默認值為64，tracker server線程棧不應小於64KB
thread_stack_size=64KB
storage_ip_changed_auto_adjust
#func：這個參數控制當storage server IP地址改變時，集群是否自動調整。注：只有在storage server進程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服務器之間同步的最大延遲時間。存儲服務器之間同步文件的最大延遲時間，根據實際情況進行調整
#valu：秒為單位，默認值為1天（24*3600）
#sinc：v2.0
storage_sync_file_max_delay=86400
storage_sync_file_max_time
#func：存儲服務器同步一個文件需要消耗的最大時間，缺省為300s，即5分鍾。
#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盤的時間間隔。注意：tracker server 的日志不是時時寫硬盤的，而是先寫內存。
#valu：以秒為單位
sync_log_buff_interval=10
3 trunk 和 slot
#func：是否使用trunk文件來存儲幾個小文件
#valu：true或false
#sinc：v3.0
use_trunk_file=false
#func：最小slot大小
#valu：<= 4KB，默認為256字節
#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存儲到trunk file中。默認為16MB。
#sinc：v3.0
slot_max_size=16MB
#func：trunk file的size
#valu：>= 4MB，默認為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 服務器端口號
#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：連接到storage server的http端口，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