linux高级篇基础理论十一（GlusterFS）

news2024/11/16 12:51:48

♥️作者：小刘在C站

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GFS简介

1、GlusterFS特点：

2、GFS术语

3、GlusterFS的工作流程

4、弹性HASH算法

算法优点

5、GFS的七种卷的类型：

6、GFS多卷的创建：

分布式卷：

条带卷：

复制卷：

分布式条带卷：

分布式复制卷：编辑

命令解析：

命令补充：（重要）

GFS简介

GlusterFS是一个开源的分布式文件系统，同时也是Scale--Out存储解决方案Gluster的核心，在
存储数据方面具有强大的横向扩展能力，通过扩展不同的节点可以支持数PB级别的存储容量。
GlusterFS借助TCP/IP或InfiniBand RDMA网络将分散的存储资源汇聚在一起，统一提供存储服务，并使用单一全局命名空间来管理数据。GlusterFS基于可堆叠的用户空间以及无元的设计，可为各种不同的数据负载提供优异的性能。

1、GlusterFS特点：

   扩展性和高性能
   高可用性
   全局统一命名空间
   弹性卷管理
   基于标准协议

2、GFS术语

Brick(存储块)：指可信主机池中由主机提供的用于物理存储的专用分区，是GlusterFS中的基本存储单元，同时也是可信存储池中服务器上对外提供的存储目录。存储目录的格式由服务器和目录的绝对路径构成，表示方法为SERVER:EXPORT,如192.168.1.4：data/mydir/
Volume(逻辑卷)：一个逻辑卷是一组Brick的集合。卷是数据存储的逻辑设备，类似于LVM中的逻辑卷。大部分Gluster管理操作是在卷上进行的。
FUSE(Filesystem inUserspace)：是一个内核模块，允许用户创建自己的文件系统，无须修改内核代码。
VFS:内核空间对用户空间提供的访问磁盘的接口。
Glusterd(后台管理进程)：在存储群集中的每个节点上都要运行

3、GlusterFS的工作流程

(1)客户端或应用程序通过GlusterFS的挂载点访问数据。
(2)Linux系统内核通过VFS API收到请求并处理
(3)VFS将数据递交给FUSE内核文件系统，并向系统注册一个实际的文件系统FUSE,而FUSE
文件系统则是将数据通过/dev/fuse设备文件递交给了GlusterFS client端。可以将FUSE文件系统理
解为一个代理。
(4)GlusterFS client收到数据后，client根据配置文件对数据进行处理
(5)经过GlusterFS client处理后，通过网络将数据传递至远端的GlusterFS Server,并且将数据写
入服务器存储设备。

4、弹性HASH算法

弹性HASH算法使用Davies--Meyer算法，通过HASH算法得到一个32位的整数范围，假设逻辑卷中有W个存储单位Bck,则32位的整数范围将被划分为W个连续的子空间，每个空间对应一个
Bck。当用户或应用程序访问某一个命名空间时，通过对该命名空间计算HASH值，根据该HASH值所对应的32位整数空间定位数据所在的Bick。

算法优点

保证数据平均分布在每一个Brick中
解决了对元数据服务器的依赖，进而解决了单点故障以及访问瓶颈

5、GFS的七种卷的类型：

分布式卷：(Distribute volume):文件通过HASH算法分布到所有Brick Server上，这种卷是Glusterf的基础；以文件为单位根据HASH算法散列到不同的Brick,其实只是扩大了磁盘空间，如果有一块磁盘损坏，数据也将丢失，属于文件级的RADO 0,不具有容错能力。
条带卷(Stripe volume)：类似RAID0,文件被分成数据块并以轮询的方式分布到多个BrickServer上，文件存储以数据块为单位，支持大文件存储，文件越大，读取效率越高。
复制卷(Replica volume):将文件同步到多个Brick上，使其具备多个文件副本，属于文件级RAD1,具有容错能力。因为数据分散在多个Bick中，所以读性能得到很大提升，但写性能下降。
分布式条带卷(Distribute Stripe volume):Brick Server数量是条带数(数据块分布的Brick数量)的倍数，兼具分布式卷和条带卷的特点。
分布式复制卷(Distribute Replica volume):Brick Server数量是镜像数（数据副本数量）的倍数，兼具分布式卷和复制卷的特点。
条带复制卷(Stripe Replica volume):类似RAID10,同时具有条带卷和复制卷的特点。
分布式条带复制卷(Distribute Stripe Replicavolume):三种基本卷的复合卷，通常用于类Map
Reduce应用。