一、总体架构

• 我们以FastDFS上传文件功能为例，了解其基本架构：
  • ①首先客户端 client 发起对 FastDFS 的文件传输动作，是通过连接到某一台 Tracker Server 的指定端口来实现的
  • ②Tracker Server 根据目前已掌握的信息，来决定选择哪一台 Storage Server ，然后将这个 Storage Server 的地址等信息返回给 client；
  • ③然后 client 再通过这些信息连接到这台 Storage Server，将要上传的文件传 送到给 Storage Server 上

二、详细剖析

• FastDFS 服务有三个角色：
  • 客户端（client）
  • 跟踪服务器（tracker server）
  • 存储服务器（storage server）

client

• 访问FastDFS的客户端，没什么好介绍的
• 备注：client第一次先访问tracker获取对应数据的storage，之后便于storage之间进行通信

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根据storage心跳信息，建立 group--->[storage server list]的映射表
• tracker管理的元数据很少，会直接存放在内存；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，tracker之间是对等关系，因此扩展tracker服务非常容易，之间增加tracker服务器即可，所有 tracker 都接受 stroage 心跳信息，生成元数据信息来提供读写服务
• 相比于普通MS（ Master-Slave） 模式的优势：
  • 普通的Master-Slave架构只有一台Master，可能会出现单点故障问题，而且client与master之间可能会出现性能瓶颈
  • 但FastDFS架构中可以提供多台tracker server，多台Tracker Server之间保证了Tracker的分布式，Tracker Server之间是对等的，防止了单点故障。最终数据是与一个可用的Storage Server 进行传输的
  • 因此tracker可以在访问上起到“负载均衡”的作用

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 内可以包含多台 storage server
• 相互备份：
  • 每个组内的storage server数据互为备份，存储容量空间以group内容量最小的 storage 为准
  • 假设如果Group1有 Storage1、Storage2、Storage3，其容量分别是 100GB、 200GB、300GB，那么 Group1 的存储能力是 100GB，而不是 300GB，这就是互相备份的意思
• 进一步说，整个Group的存储能力由该组中该储能力最小的Storage决定；建议同一group内的storage server配置相同
• 以group存储的优缺点：
  • 优点：以group为单位组织存储能够方便的进行应用隔离、负载均衡和副本数定制
  • 缺点：group的容量受单机存储容量的限制，同时 group内机器坏掉，数据恢复只能依赖group内其他机器重新同步（坏盘替换，重新挂载重启 fdfs_storaged 即可）

三、storage存储解析

• client对文件进行操作时，多个group之间的存储方式有3种策略：
  • round robin（对所有的组进行轮询使用）
  • load balance（选择最大剩余空间的组上传文件）
  • specify group（指定group上传）
• group中storage存储依赖本地文件系统，storage可配置多个数据存储目录，磁盘不做raid， 直接分别挂载到多个目录，将这些目录配置为storage的数据目录即可

目录结构

• storage接受写请求时，会根据配置好的规则，选择其中一个存储目录来存储文件
• 为避免单个目录下的文件过多，每个storage第一次启动时，会创建256个目录（编号为0~255），然后每个目录下再创建256个目录（编号为0~255），因此总共有65536个目录（256*256）
• 备注：因为第一次启动storage时需要创建65536个目录，因此在启动storage时会等到几十秒才可以真正使用
• 新写的文件会以hash的方式被路由到其中某个子目录下，然后将文件数据直接作为一个本地文件存储到该目录中

四、总结

• 简单总结一下，FastDFS 的特点包括：
  • 高可靠性：无单点故障
  • 高吞吐量：只要 Group 足够多，数据流量是足够分散的