MFS

分布式存储之 MFS

介绍

什么是MFS

MFS: MooseFS 是一个具备冗余容错功能的分布式网络文件系统，它将数据分别存放在多个物理服务器或单独磁盘或分区上，

确保一份数据有多个备份副本,然而对于访问MFS 的客户端或者用户来说，整个分布式网络文件系统集群看起来就像一个资源一样，

从其对文件系统的情况看MooseFS 就相当于UNIX 的文件系统

单个文件是文件存储的最小单位

MFS特性

优点

#高可靠性:每一份数据可以设置多个备份(多分数据)，并可以存储在不同的主机上

#高可扩展性:可以很轻松的通过增加主机的磁盘容量或增加主机数量来动态扩展整个文件系统的存储量

#高可容错性:我们可以通过对mfs进行系统设置，实现当数据文件被删除后的一段时间内，依旧存放于主机的回收站中，以备误删除恢复数据

#高数据一致性:即使文件被写入、访问时，我们依然可以轻松完成对文件的一致性快照

缺点

Master 目前是单点，虽然会把数据信息同步到备份服务器,但是恢复需要时间(可以使用企业版或者keepalived+drdb)

Master服务器对主机的内存要求略高(master 会把元数据存储到磁盘中 这样读写效率更高)

默认Metalogger 复制元数据时间较长(可调整)

内存使用问题:

`处理一:百万个文件chunkserver,大概需要300M的内存空间。据此，推算如果未来要出来1个亿的文件chunkserver,大概需要30G内存空间`

应用场景

大规模并发的线上数据存储以及访问(大小文件都适合)

大规模数据处理 如日志分析

MFS组件说明

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管理服务器 managing server 简称 MASTER :

这个组件的角色是管理整个mfs文件系统的主服务器，除了分发用户请求外，`还用来存储整个文件系统中每个数据文件的 metadata 信息，metadate(元数据)信息包括文件(也可以是目录，socket，管道，块设备等)的大小，属性，文件的位置路径`等

元数据备份服务器 Metadata backup servers 简称 metalogger ：

这个组件的作用是备份管理服务器 master 的变化的 metadata 信息日志文件，文件类型为 changelog_ml.*.mfs 。`etalogger主要的功能就是 managing server保持连接,备份他的元数据信息,以便于在管理服务器出问题时，可以经过简单的操作即可让新的主服务器进行工作`

数据存储服务器 data servers(chunk servers) 简称data:

这个组件就是真正存放数据文件实体的服务器了,这个角色可以有多台不同的物理服务器或不同的磁盘以及分区来充当,`当配置数据的副本多于1份时,数据写入到另一个数据服务器后,会根据算法在其他的数据服务器上进行备份.`

客户端服务器组(client servers) 简称client:

这个组件就是挂载并使用mfs文件系统的客户端,`当读写文件时,客户端首先会连接master服务器获取元数据信息,然后根据得到的元数据信息,访问数据服务器并读取或写入实体`,"mfs 客户端通过fuse mechanism实现挂载mfs文件系统的,因此 只有系统支持fuse 就可以作为客户端访问mfs整个文件系统"

增 删 改 读 遍历

遍历

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读一个文件

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删除文件

1.用户发起删除请求

2.MFS-Master 把元数据信息删除 并把此操作加到异步队列中(等待n秒后再删除)

修改

1. 用户修改1.txt

2. MFS-Master 到MFS-ChunkServer上拷贝一个文件,返回新文件元数据信息

3. 用户拿着元数据打开文件,并修改

4. 修改完毕后,MFS-Master检测是否修改,否则不保存,是则删除新文件和源文件 保留修改后的文件

5. MFS-Master 更新元数据信息

增加

1. 用户添加了一个文件

2. MFS-Master获取新文件的元数据

3. MFS-Master到 MFS-ChunkServer上面创建了一个块

4. MFS-ChunkServer返回MFS-Master块的位置(id号等)

5. MFS-Master 发送空文件的元数据到用户

6. 用户去访问元数据对应的文件,修改

7. 写入完成 用户告诉MFS-Master 写入完毕

8. MFS-Master去MFS-ChunkServer查询最新的文件大小等元数据

MFS补充描述

Master记录着管理信息，比如:文件路径|大小|存储的位置(ip, port, chunkid) |份数|时间等,

元数据信息存在于内存中，会定期写入metadata.mfs.back中，定期同步到metalogger,

操作实时写入changelog.*.mfs，实时同步到metalogger中。Master启动将metadata.mfs载入内存，重命名为metadata. mfs. back文件

文件以chunk 大小存储，每chunk 最大为64M， 小于64M的，该chunk 的大小即为该文件大小(验证实际chunk 文件略大于实际文件)，

超过64M的文件将被切分，以每一份(chunk) 的大小不超过64M为原则;块的生成遵循规则:目录循环写入( 00-FF 256个目录循环，:step为2)、chunk 文件递增生成、大文件切分目录连续

Chunkserver.上的剩余存储空间要大于1GB (Reference Guide有提到)，新的数据才会被允许写入，否则，你会看到No space left ondevice的提示，

实际中，测试发现当磁盘使用率达到95%左右的时候，就已经不行写入了，当时可用空间为1.9GB

文件可以有多份copy,当goal 为1时，文件会被随机存到一台chunkserver上，

当goal 的数大于1时，copy会由master调度保存到不同的chunkserver 上，

goal的大小不要超过chunkserver 的数量，否则多出的copy, 不会有chunkserver 去存

构建MFS集群

安装环境

操作系统 CentOS 7.6

服务器配置

MFS-Master 10.0.0.51

MFS-MetaData 10.0.0.52

MFS-ChunkServer1 10.0.0.53 #需要20G空白空间

MFS-ChunkServer2 10.0.0.54 #需要20G空白空间

Client 10.0.0.55

软件配置

zlib zlib-devel MooseFS

搭建MFS-Master

安装MooseFS

#提前安装依赖包

yum install zlib zlib-devel -y

#添加用户

useradd -s /sbin/nologin -M mfs

#解压

unzip mirrors-moosefs-master.zip

#配置脚本

cd moosefs

./configure --prefix=/usr/local/mfs --with-default-user=mfs --with-default-group=mfs

# 编译安装

make && make install

#授权

chown -R mfs.mfs /usr/local/mfs

#创建软连接

ln -s /usr/local/mfs/bin/* /usr/local/bin/

ln -s /usr/local/mfs/sbin/* /usr/local/sbin/

#对可执行文件赋予权限

chmod a+x bin/*

chmod a+x sbin/*

配置MooseFS

#查看目录内容

[root@oldboy ~]# cd /usr/local/mfs/

[root@oldboy mfs]# ls

bin etc include lib sbin share var

#开启一个样板文件 则是启动了对应的功能,可以不配置这个文件

cd /etc/mfs/

cp -a mfsmaster.cfg.sample mfsmaster.cfg

#修改描述信息

cp mfsexports.cfg.sample mfsexports.cfg

echo "10.0.0.0/24 . rw,alldirs,maproot=0" >> mfsexports.cfg

#修改持久化文件

cd /usr/local/mfs/var/mfs

cp -a metadata.mfs.empty metadata.mfs.

启动

mfsmaster start

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搭建log服务器

log服务器就是在master 宕机后数据不会丢失

安装

和Master没有区别

配置

#开启样板文件

cd /usr/local/mfs/etc/mfs

cp -a mfsmetalogger.cfg.sample mfsmetalogger.cfg

#修改文件

META_DOWNLOAD_FREQ=2 #每次完整备份间隔2小时

MASTER_HOST = 10.0.0.5 #修改主服务器的IP地址

启动

mfsmetalogger start

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搭建ChunkServer1

安装ChunkServer

#略过把/dev/sdb磁盘 格式化为ext4格式

#

useradd -s /sbin/nologin -M mfs

mkdir /mnt/mfs

mount -t ext4 /dev/sdb1 /mnt/mfs

chown -R mfs.mfs /mnt/mfs

##参考Master 安装步骤

配置

cd /usr/local/mfs/etc/mfs/

cp -a mfschunkserver.cfg.sample mfschunkserver.cfg

cp -a mfshdd.cfg.sample mfshdd.cfg

#修改配置文件 mfschunkserver.cfg

MASTER_HOST = 10.0.0.51

MASTER_PORT = 9420

HDD_CONF_FILENAME = /usr/local/mfs/etc/mfs/mfshdd.cfg

#修改配置文件 mfshdd.cfg

#追加内容

/mnt/mfs

启动

mfschunkserver start

UTOOLS1574771385291.png

构建client

配置

#提前安装依赖包

yum install zlib zlib-devel -y

#添加用户

useradd -s /sbin/nologin -M mfs

#解压

unzip mirrors-moosefs-master.zip

#配置脚本

cd moosefs

./configure --prefix=/usr/local/mfs --with-default-user=mfs --with-default-group=mfs --disable-mfsmaster --disable-mfschunkserver

# 编译安装

make && make install

#授权

chown -R mfs.mfs /usr/local/mfs

#创建软连接

ln -s /usr/local/mfs/bin/* /usr/local/bin/

ln -s /usr/local/mfs/sbin/* /usr/local/sbin/

#对可执行文件赋予权限

chmod a+x bin/*

chmod a+x sbin/*

启动

#创建挂载点

mkdir /mfsclient

#挂载文件系统

mfsmount /mfsclient/ -H 10.0.0.51

#修改权限

chown -R mfs.mfs /mfsclient

#创建测试文件

echo "write from 10.0.0.55!" >> /mfsclient/1.txt

#查看文件信息

mfsfileinfo 1.txt

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添加第二台ChunkServer服务器

安装ChunkServer2

同ChunkServer

配置ChunkServer2

同ChunkServer

启动ChunkServer2

同ChunkServer

回到Client测试自动备份

#添加测试文件2

echo "file2!" >> /mnt/mfs/2.txt

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MFS维护操作

误删除文件演示

#模拟手贱删除文件

rm -rf 2.txt

#创建恢复目录

mkdir /mfsback

#将mfs的log服务器挂载到/mfsback上

mfsmount -m /mfsback/ -H 10.0.0.51

#进入到垃圾桶

cd /mfsback/trash/

#找到误删除的文件

find `pwd` -name "*2.txt*"

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#还原文件

mv "/mfsback/trash/009/00000009|2.txt" ./undel/

cd /mfsClient/

ls

1.txt 2.txt