目录
一.GFS概述
1、文件系统
①、文件系统组成
②、文件系统的作用
③.GFS专业术语
④、 GFS 的特点
二.GFS工作原理
三.GFS 卷类型
①.卷类型
一.GFS概述
1、文件系统
①、文件系统组成
文件系统接口(API)对对象管理的软件集合对象及属性②、文件系统的作用
从系统角度来看,文件系统是对文件存储设备的空间进行组织和备份负责文件存储并对存入的文件进行保护和检索的系统具体地说,它负责为用户建立文件、存入、读出、修改、转储文件、控制文件的存储③.GFS专业术语
Brick(块存储服务器)实际存储用户数据的服务器Volume本地文件系统的"分区"FUSE用户空间的文件系统(类别EXT4),”这是一个伪文件系统“,用户端的交换模块VFS(虚拟端口)内核态的虚拟文件系统,用户是提交请求给VFS 然后VFS交给FUSH,再交给GFS客户端,最后由客户端交给远端的存储Glusterd(服务)是运行再存储节点的进程(客户端运行的是gluster client)GFS使用过程中整个GFS之间的交换由Gluster client 和glusterd完成④、 GFS 的特点
扩展性和高性能:可扩展性,扩展节点,通过多节点提高性能高可用性:不存在单点故障,有备份机制,类似 Raid 的容灾机制全局统一命名空间:集中化管理,类比 API 的性质/概念,系统里根据他命名所定义的隔离区域,是一个独立空间;统一的名称空间,与客户端交互,把请求存放至后端的块数据服务器弹性卷管理:方便扩容及对后端存储集群的管理与维护,较为复杂基于标准协议:基于标准化的文件使用协议,让 CentOS 兼容 GFS二.GFS工作原理
外来请求通过挂载点时,linux 系统内核通过VFS接口,把请求发送到FUSEFUSE将数据交给内存的/dev/fuse,然后递交到GFS客户端GFS客户端对数据进行处理,并通过网络协议(如TCP、IB等),传输到GFS服务端GFS服务端接收到数据后,通过VFS接口,对数据进行相应的转存处理三.GFS 卷类型
为了解决分布式文件数据索引、定位的复杂程度,而使用了HASH算法来辅助分布式(平均分配)的好处:① 当数据量越来越大的时候,相对每个存储节点的数据量(几率)是相等的② 而如果考虑到单点故障问题,当数据存储再c存储节点,对此GFS是会有备份机制的,默认3备份,所以GFS本身的机制会对数据产生冗余,以此解决单点故障①.卷类型
分布式卷条带卷复制卷分布式条带卷分布式复制卷条带复制卷分布式条带数据卷分布式卷
文件通过 HASH 算法分布到所有 Brick Server 上,这种卷是 GlusterFS 的默认卷;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 RAID0, 不具有容错能力。在该模式下,并没有对文件进行分块处理,文件直接存储在某个 Server 节点上。 由于直接使用本地文件系统进行文件存储,所以存取效率并没有提高,反而会因为网络通信的原因而有所降低。
特点
文件分布在不同的服务器,不具备冗余性更容易和廉价地扩展卷的大小单点故障会造成数据丢失依赖底层的数据保护
条带卷
类似 RAID0,文件被分成数据块并以轮询的方式分布到多个 Brick Server 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,但是不具备冗余性。
特点
数据被分割成更小块分布到块服务器群中的不同条带区分布减少了负载且更小的文件加速了存取的速度没有数据冗余
复制卷
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 RAID 1,具有容错能力。因为数据分散在多个 Brick 中,所以读性能得到很大提升,但写性能下降。复制卷具备冗余性,即使一个节点损坏,也不影响数据的正常使用。但因为要保存副本,所以磁盘利用率较低。
特点
卷中所有的服务器均保存一个完整的副本卷的副本数量可由客户创建的时候决定至少由两个块服务器或更多服务器具备冗余性
分布式条带卷
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。 主要用于大文件访问处理**,创建一个分布式条带卷最少需要 4 台服务器。**
分布式复制卷
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,主要用于需要冗余的情况下。
条带复制卷
条带复制卷(Stripe Replica volume)类似 RAID 1 0,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