一、分布式文件系统
1.1 传统的文件系统
我们在Linux中学习的文件系统就是传统的文件系统:
传统的文件系统格式:
- ntfs/fat32/ext3/ext4
可以被挂载和卸载,就是一般一个盘可以分成多个盘,每一盘都可以挂载到不同的目录路径中。
1.2 分布式文件系统
文件系统的全部,不在同一个主机上,而是在很多的主机上,多个分散的文件系统组合在一起,形成了一个完整的文件系统。
分布式文件系统:
- 需要有网络
- 多台主机不需要在同一个地点
- 需要管理者
- 编写应用层的管理程序,不需要编写
二、fastDFS介绍
2.1 fastDFS框架中的三个角色
- 追踪器(Tracker)管理者 - 守护进程,管理存储节点
- 存储节点(storage)- 守护进程,存储节点是有多个的
- 客户端 - 不是守护进程,这是我们自己编写的代码。文件的上传和文件的下载
2.2 fastDFS三个角色之间的关系
- 追踪器:最先启动追踪器
- 存储节点:第二个启动的角色,存储节点启动之后,会单独开一个线程,汇报当前存储节点的容量,和剩余容量,汇报数据的同步情况,汇报数据被下载的次数
- 客户端:最后启动:上传:连接追踪器询问存储节点的信息;下载:连接追踪器询问存储节点的信息
上传文件的步骤:
- 我要上传1G的文件,询问哪个存储节点有足够的容量
- 追踪器查询,得到结果
- 追踪器将查到的存储节点的IP + 端口发送给客户端
- 通过得到的IP和端口连接存储节点
- 将文件内容发送给存储节点
下载文件的步骤:
- 询问一下,要下载的文件在哪一个存储节点中
- 追踪器查询,得到结果
- 追踪器将查到的存储接地那的IP + 端口发送给客户端
- 通过得到的IP和端口连接存储节点
- 下载文件
2.3 fastDFS集群(了解即可)
2.3.1 追踪器集群
- 为什么要集群?因为要避免单点故障!!!
- 多个tracker如何工作?进行轮询工作!!!
- 如何使用集群?修改配置文件!!!
2.3.2 存储节点集群
- fastDFS管理存储节点的方式:通过分组的方式完成的。
- 集群方式:横向扩容 - 增加容量;纵向扩容 - 数据备份
- 如何实现?通过修改配置文件进行实现。
三、fastDFS的配置文件
配置文件的默认位置:/etc/fdfs
3.1 tracker配置文件
// 将追踪器和部署的主机的IP地址进程进行绑定,也可以不绑定
//如果不绑定,会自动绑定当前主机IP,如果是云服务器建议不要写
bind_addr=192.168.247.135
// 追踪器监听的端口
port=22122
// 追踪器存储日志信息的目录,xxx.pid文件,必须是一个存在的目录
base_path=/home/yuqing/fastdfs
3.2 storage配置文件
// 当前存储节点对应的主机属于哪一个组
group_name=group1
// 当前存储节点和所在的主机进行IP地址的绑定,如果不写,有fastdfs自动绑定
bind_addr=
// 存储节点绑定的端口
port=23000
// 存储节点写log日志的路径
base_path=/home/yuqing/fastdfs
// 存储节点提供的存储文件的路径个数
store_path_count=2
// 具体的存储路径
store_path0=/home/yuqing/fastdfs
store_path1=/home/yuqing/fastdfs1
// 追踪器的地址信息
tracker_server=192.168.247.135:22122
tracker_server=192.168.247.136:22122
3.3 客户端配置文件
// 客户端写log日志的目录
// 该路径必须存在
// 当前的用户对于路径中的文件有读写权限
// 当前的用户hrx
// 指定的路径属于root
base_path=/root/fastdfs/client
// 要连接的追踪器的地址信息
tracker_server=xxx.xxx.xxx.xxx:xxxx
3.4 fastDFS启动
启动程序在 /usr/bin/fdfs_*
3.4.1 第一个启动追踪器 - 守护进程
# 启动
fdfs_trackerd 追踪器的配置文件(/etc/fdfs/tracker.conf)
# 关闭
fdfs_trackerd 追踪器的配置文件(/etc/fdfs/tracker.conf) stop
# 重启
fdfs_trackerd 追踪器的配置文件(/etc/fdfs/tracker.conf) restart
3.4.2 第二个启动存储节点 - 守护进程
# 启动
fdfs_storaged 存储节点的配置文件(/etc/fdfs/stroga.conf)
# 关闭
fdfs_storaged 存储节点的配置文件(/etc/fdfs/stroga.conf) stop
# 重启
fdfs_storaged 存储节点的配置文件(/etc/fdfs/stroga.conf) restart
3.4.3 最后启动客户端 -- 普通进程
# 上传
fdfs_upload_file 客户端的配置文件(/etc/fdfs/client.conf) 要上传的文件
# 得到的结果字符串: group1/M00/00/00/wKj3h1vC-PuAJ09iAAAHT1YnUNE31352.c
# 下载
fdfs_download_file 客户端的配置文件(/etc/fdfs/client.conf) 上传成功之后得到的字符串(fileID)
3.4.4 fastDFS状态检测
我们使用的命令是:
fdfs_monitor /etc/fdfs/client.conf
Storage Server的七种状态:
# FDFS_STORAGE_STATUS:INIT :初始化,尚未得到同步已有数据的源服务器
# FDFS_STORAGE_STATUS:WAIT_SYNC :等待同步,已得到同步已有数据的源服务器
# FDFS_STORAGE_STATUS:SYNCING :同步中
# FDFS_STORAGE_STATUS:DELETED :已删除,该服务器从本组中摘除
# FDFS_STORAGE_STATUS:OFFLINE :离线
# FDFS_STORAGE_STATUS:ONLINE :在线,尚不能提供服务
# FDFS_STORAGE_STATUS:ACTIVE :在线,可以提供服务
3.5 对于file_id的解释
3.5.1 group1
- 文件上传到了存储节点的哪一个组中
- 如果有多个组,这个组名是可变的
3.5.2 M00 - 虚拟目录
- 和存储节点的配置项有映射
3.5.3 00/00
- 实际的路径是可变的
3.5.4 wKhS_WirEOJDKSFNFLSNkdfsfs43356.md
- 文件名包含的信息
- 采用Base64编码:包含的字段有源Storage server IP地址,文件创建的时间,文件的大小,文件的CRC32校验码(循环冗余校验) ,随机数
四、上传下载代码的实现
4.1 使用多进程的方式实现
我们需要使用的技术有:execl函数,父进程,子进程,管道等
/ 使用多进程进行上传和下载命令
// 利用exec命令来执行命令
// 利用父子进程,利用父进程创建出子进程
// 先将输出进行重定向
#include <iostream>
#include <string>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <gflags/gflags.h>
// fdfs_upload_file /etc/fdfs/client.conf code/search/test/simhash.cc
// 上传文件的功能
int main()
{
// 保存当前标准输出
int save_stdout = dup(STDOUT_FILENO);
// 先创建出管道
int pipefd[2];
int n = pipe(pipefd);
if (n < 0)
{
std::cerr << "创建管道失败!!!" << std::endl;
}
// 将标准输出重定向到管道的写端,由于在执行完exec函数后会将虚拟地址空间替换
dup2(pipefd[1], STDOUT_FILENO);
// 创建出子进程,让子进程执行语句
pid_t id = fork();
if (id == 0) // child
{
close(pipefd[0]);
// 让子进程利用execlp函数执行指令
execlp("fdfs_upload_file", "fdfs_upload_file", "/etc/fdfs/client.conf", "../search/test/simhash.cc", NULL);
exit(0);
}
// 恢复当前标准输出
dup2(save_stdout, STDOUT_FILENO);
close(save_stdout); // 关闭保存的标准输出
// father
close(pipefd[1]);
char buffer[4096];
read(pipefd[0], buffer, sizeof(buffer));
std::cout << buffer << std::endl;
// printf("dddddd");
return 0;
}
4.2 使用fastDFS API实现
我们需要看一看源码。