Fastdfs分布式文件管理系统介绍及搭建

一、FastDFS介绍

FastDFS开源地址：https://github.com/happyfish100

1.简介

FastDFS 是一个开源的高性能分布式文件系统（DFS）。它的主要功能包括：文件存储，文件同步和文件访问，以及高容量和负载平衡。主要解决了海量数据存储问题，特别适合以中小文件（建议范围：4KB < file_size <500MB）为载体的在线服务。

FastDFS 系统有三个角色：跟踪服务器(Tracker Server)、存储服务器(Storage Server)和客户端(Client)。

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。
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 内可以有多台 storage server，数据互为备份。
Client：客户端，上传下载数据的服务器，也就是我们自己的项目所部署在的服务器。

2.FastDFS的存储策略

为了支持大容量，存储节点（服务器）采用了分卷（或分组）的组织方式。存储系统由一个或多个卷组成，卷与卷之间的文件是相互独立的，所有卷的文件容量累加就是整个存储系统中的文件容量。一个卷可以由一台或多台存储服务器组成，一个卷下的存储服务器中的文件都是相同的，卷中的多台存储服务器起到了冗余备份和负载均衡的作用。

在卷中增加服务器时，同步已有的文件由系统自动完成，同步完成后，系统自动将新增服务器切换到线上提供服务。当存储空间不足或即将耗尽时，可以动态添加卷。只需要增加一台或多台服务器，并将它们配置为一个新的卷，这样就扩大了存储系统的容量。

3。FastDFS的上传过程

FastDFS向使用者提供基本文件访问接口，比如upload、download、append、delete等，以客户端库的方式提供给用户使用。

Storage Server会定期的向Tracker Server发送自己的存储信息。当Tracker Server Cluster中的Tracker Server不止一个时，各个Tracker之间的关系是对等的，所以客户端上传时可以选择任意一个Tracker。

当Tracker收到客户端上传文件的请求时，会为该文件分配一个可以存储文件的group，当选定了group后就要决定给客户端分配group中的哪一个storage server。当分配好storage server后，客户端向storage发送写文件请求，storage将会为文件分配一个数据存储目录。然后为文件分配一个fileid，最后根据以上的信息生成文件名存储文件。

4。FastDFS的文件同步

写文件时，客户端将文件写至group内一个storage server即认为写文件成功，storage server写完文件后，会由后台线程将文件同步至同group内其他的storage server。

每个storage写文件后，同时会写一份binlog，binlog里不包含文件数据，只包含文件名等元信息，这份binlog用于后台同步，storage会记录向group内其他storage同步的进度，以便重启后能接上次的进度继续同步；进度以时间戳的方式进行记录，所以最好能保证集群内所有server的时钟保持同步。

storage的同步进度会作为元数据的一部分汇报到tracker上，tracke在选择读storage的时候会以同步进度作为参考。

5.FastDFS的文件下载

客户端uploadfile成功后，会拿到一个storage生成的文件名，接下来客户端根据这个文件名即可访问到该文件。

跟upload file一样，在downloadfile时客户端可以选择任意tracker server。tracker发送download请求给某个tracker，必须带上文件名信息，tracke从文件名中解析出文件的group、大小、创建时间等信息，然后为该请求选择一个storage用来服务读请求。

安装FastDFS环境

1.下载安装 libfastcommon

libfastcommon是从 FastDFS 和 FastDHT 中提取出来的公共 C 函数库，基础环境，安装即可。

下载libfastcommon

# wget https://github.com/happyfish100/libfastcommon/archive/V1.0.40.tar.gz

下载最新版本libfastcommon

解压

# tar -zxvf V1.0.40.tar.gz
# cd libfastcommon-1.0.40

编译、安装

# ./make.sh
# ./make.sh install

libfastcommon.so 安装到了/usr/lib64/libfastcommon.so，但是FastDFS主程序设置的lib目录是/usr/local/lib，所以需要创建软链接

# ln -s /usr/lib64/libfastcommon.so /usr/local/lib/libfastcommon.so
# ln -s /usr/lib64/libfastcommon.so /usr/lib/libfastcommon.so
# ln -s /usr/lib64/libfdfsclient.so /usr/local/lib/libfdfsclient.so
# ln -s /usr/lib64/libfdfsclient.so /usr/lib/libfdfsclient.so

2.下载安装FastDFS

下载FastDFS

# wget https://github.com/happyfish100/fastdfs/archive/V6.00.tar.gz

解压

# tar -zxvf V6.00.tar.gz
# cd fastdfs-6.00

编译、安装

# ./make.sh
# ./make.sh install

默认安装方式安装后的相应文件与目录
- 服务脚本：

/etc/init.d/fdfs_storaged
/etc/init.d/fdfs_tracker

也有可能在

/usr/etc/init.d/fdfs_storaged
/usr/etc/init.d/fdfs_tracker

需要把/usr/etc的复制到/etc上

配置文件(这三个是作者给的样例配置文件):

/etc/fdfs/client.conf.sample
/etc/fdfs/storage.conf.sample
/etc/fdfs/tracker.conf.sample

同理也有可能在

/usr/etc/fdfs/client.conf.sample
/usr/etc/fdfs/storage.conf.sample
/usr/etc/fdfs/tracker.conf.sample

同理需要把/usr/etc的复制到/etc上

fdfs_appender_test
fdfs_appender_test1
fdfs_append_file
fdfs_crc32
fdfs_delete_file
fdfs_download_file
fdfs_file_info
fdfs_monitor
fdfs_storaged
fdfs_test
fdfs_test1
fdfs_trackerd
fdfs_upload_appender
fdfs_upload_file
stop.sh
restart.sh

FastDFS 服务脚本设置的 bin 目录是 /usr/local/bin，但实际命令安装在 /usr/bin/ 下建立 /usr/bin 到 /usr/local/bin 的软链接

# ln -s /usr/bin/fdfs_trackerd   /usr/local/bin
# ln -s /usr/bin/fdfs_storaged   /usr/local/bin
# ln -s /usr/bin/stop.sh         /usr/local/bin
# ln -s /usr/bin/restart.sh      /usr/local/bin

3.配置FastDFS跟踪器(Tracker)

配置文件详细说明参考： FastDFS 配置文件详解 fastDfs配置文件tracker.conf配置详解 FastDFS Storage配置详解

进入 /etc/fdfs，复制 FastDFS 跟踪器样例配置文件 tracker.conf.sample，并重命名为 tracker.conf。

# cd /etc/fdfs
# cp tracker.conf.sample tracker.conf
# vim tracker.conf

编辑tracker.conf，修改以下几个选项

# 配置文件是否不生效，false 为生效
disabled=false
# 提供服务的端口
port=22122
# Tracker 数据和日志目录地址(根目录必须存在,子目录会自动创建)
base_path=/data/fastdfs/tracker
# HTTP 服务端口
http.server_port=80

创建tracker基础数据目录，即base_path对应的目录

mkdir -p /data/fastdfs/tracker

防火墙中打开跟踪端口（默认的22122）宝塔开启22122端口
启动Tracker 初次成功启动，会在 /data/fdfsdfs/tracker/ (配置的base_path)下创建 data、logs 两个目录。

可以用这种方式启动
# /etc/init.d/fdfs_trackerd start
也可以用这种方式启动，前提是上面创建了软链接，后面都用这种方式
# service fdfs_trackerd start

查看 FastDFS Tracker 是否已成功启动，22122端口正在被监听，则算是Tracker服务安装成功。

# netstat -unltp|grep fdfs

关闭Tracker命令：

# service fdfs_trackerd stop

设置Tracker开机启动

# chkconfig fdfs_trackerd on
或者：
# vim /etc/rc.d/rc.local
加入配置：
/etc/init.d/fdfs_trackerd start

tracker server 目录及文件结构 Tracker服务启动成功后，会在base_path下创建data、logs两个目录。目录结构如下：

${base_path}
  |__data
  |   |__storage_groups.dat：存储分组信息
  |   |__storage_servers.dat：存储服务器列表
  |__logs
  |   |__trackerd.log： tracker server 日志文件

4.配置 FastDFS 存储 (Storage)

进入 /etc/fdfs 目录，复制 FastDFS 存储器样例配置文件 storage.conf.sample，并重命名为 storage.conf

# cd /etc/fdfs
# cp storage.conf.sample storage.conf
# vim storage.conf

编辑storage.conf

# 配置文件是否不生效，false 为生效
disabled=false 
# 指定此 storage server 所在 组(卷)
group_name=group1
# storage server 服务端口
port=23000
# 心跳间隔时间，单位为秒 (这里是指主动向 tracker server 发送心跳)
heart_beat_interval=30
# Storage 数据和日志目录地址(根目录必须存在，子目录会自动生成)
base_path=/data/fastdfs/storage
# 存放文件时 storage server 支持多个路径。这里配置存放文件的基路径数目，通常只配一个目录。
store_path_count=1
# 逐一配置 store_path_count 个路径，索引号基于 0。
# 如果不配置 store_path0，那它就和 base_path 对应的路径一样。
store_path0=/data/fastdfs/file
# FastDFS 存储文件时，采用了两级目录。这里配置存放文件的目录个数。 
# 如果本参数只为 N（如： 256），那么 storage server 在初次运行时，会在 store_path 下自动创建 N * N 个存放文件的子目录。
subdir_count_per_path=256
# tracker_server 的列表 ，会主动连接 tracker_server
# 有多个 tracker server 时，每个 tracker server 写一行
tracker_server=120.76.246.211:22122
# 允许系统同步的时间段 (默认是全天) 。一般用于避免高峰同步产生一些问题而设定。
sync_start_time=00:00
sync_end_time=23:59
# 访问端口
http.server_port=80

创建Storage基础数据目录，对应base_path目录

# mkdir -p /ljzsg/fastdfs/storage
# 这是配置的store_path0路径
# mkdir -p /ljzsg/fastdfs/file
# mkdir -p /ljzsg/fastdfs/file/data

防火墙中打开存储器端口（默认的 23000）宝塔打开23000端口
启动 Storage 启动Storage前确保Tracker是启动的。初次启动成功，会在 /ljzsg/fastdfs/storage 目录下创建 data、 logs 两个目录。

可以用这种方式启动
# /etc/init.d/fdfs_storaged start
也可以用这种方式，后面都用这种
# service fdfs_storaged start

查看 Storage 是否成功启动，23000 端口正在被监听，就算 Storage 启动成功。

# netstat -unltp|grep fdfs

关闭Storage命令：

# service fdfs_storaged stop

查看Storage和Tracker是否在通信：

/usr/bin/fdfs_monitor /etc/fdfs/storage.conf

设置 Storage 开机启动

# chkconfig fdfs_storaged on
或者：
# vim /etc/rc.d/rc.local
加入配置：
/etc/init.d/fdfs_storaged start

Storage 目录同 Tracker，Storage 启动成功后，在base_path 下创建了data、logs目录，记录着 Storage Server 的信息。在 store_path0 目录下，创建了N*N个子目录

5.文件上传测试

修改 Tracker 服务器中的客户端配置文件

# cd /etc/fdfs
# cp client.conf.sample client.conf
# vim client.conf

修改如下配置即可，其它默认。

# Client 的数据和日志目录
base_path=/ljzsg/fastdfs/client
# Tracker端口
tracker_server=file.ljzsg.com:22122

上传测试在linux内部执行如下命令上传 namei.jpeg 图片

# /usr/bin/fdfs_upload_file /etc/fdfs/client.conf namei.jpeg

上传成功后返回文件ID号：group1/M00/00/00/wKgz6lnduTeAMdrcAAEoRmXZPp870.jpeg 返回的文件ID由group、存储目录、两级子目录、fileid、文件后缀名（由客户端指定，主要用于区分文件类型）拼接而成。

6.FastDFS 配置 Nginx 模块

fastdfs-nginx-module 模块说明 FastDFS 通过 Tracker 服务器，将文件放在 Storage 服务器存储，但是同组存储服务器之间需要进行文件复制，有同步延迟的问题。假设 Tracker 服务器将文件上传到了 192.168.51.128，上传成功后文件 ID已经返回给客户端。此时 FastDFS 存储集群机制会将这个文件同步到同组存储 192.168.51.129，在文件还没有复制完成的情况下，客户端如果用这个文件 ID 在 192.168.51.129 上取文件,就会出现文件无法访问的错误。而 fastdfs-nginx-module 可以重定向文件链接到源服务器取文件，避免客户端由于复制延迟导致的文件无法访问错误。
下载 fastdfs-nginx-module、解压

# wget https://github.com/happyfish100/fastdfs-nginx-module/archive/V1.20.zip
# 解压
# unzip V1.20.zip

在nginx中添加模块宝塔添加模块参考:宝塔如何给nginx添加第三方模块
查看Nginx的模块

# /usr/local/nginx/sbin/nginx -V

有下面这个就说明添加模块成功

复制 fastdfs-nginx-module 源码中的配置文件到/etc/fdfs 目录，并修改

# cp /fastdfs-nginx-module-master/src/mod_fastdfs.conf /etc/fdfs/

修改如下配置，其它默认

# 连接超时时间
connect_timeout=10
# Tracker Server
tracker_server=120.76.246.211:22122
# StorageServer 默认端口
storage_server_port=23000
# 如果文件ID的uri中包含/group**，则要设置为true
url_have_group_name = true
# Storage 配置的store_path0路径，必须和storage.conf中的一致
store_path0=/data/fastdfs/file

复制 FastDFS 的部分配置文件到/etc/fdfs 目录

# cd /fastdfs-6.00/conf/
# cp anti-steal.jpg http.conf mime.types /etc/fdfs/

配置nginx，修改nginx.conf

location ~/group([0-9])/M00 {
    ngx_fastdfs_module;
}

在地址栏访问

7.分布式部署

8.权限管理

前面使用nginx支持http方式访问文件，但所有人都能直接访问这个文件服务器了，所以做一下权限控制。 FastDFS的权限控制是在服务端开启token验证，客户端根据文件名、当前unix时间戳、秘钥获取token，在地址中带上token参数即可通过http方式访问文件。

服务端开启token验证

修改http.conf
# vim /etc/fdfs/http.conf
设置为true表示开启token验证
http.anti_steal.check_token=true
设置token失效的时间单位为秒(s)
http.anti_steal.token_ttl=1800
密钥，跟客户端配置文件的fastdfs.http_secret_key保持一致
http.anti_steal.secret_key=FASTDFS1234567890
如果token检查失败，返回的页面
http.anti_steal.token_check_fail=/data/fastdfs/page/403.html

重启服务

Java客户端开发

前面文件系统平台搭建好了，现在就要写客户端代码在系统中实现上传下载，这里只是简单的测试代码。

项目中使用maven进行依赖管理，可以在pom.xml中引入如下依赖即可

<dependency>
   <groupId>net.oschina.zcx7878</groupId>
   <artifactId>fastdfs-client-java</artifactId>
   <version>1.27.0.0</version>
</dependency>

参考官方文档：https://github.com/happyfish100/fastdfs-client-java

引入配置文件可直接复制包下的 fastdfs-client.properties.sample 或者 fdfs_client.conf.sample，到你的项目中，去掉.sample 我这里直接复制 fastdfs-client.properties.sample 中的配置到项目配置文件 config.properties 中，修改tracker_servers。只需要加载这个配置文件即可客户端只需要设置如下两个参数即可，两边的密钥保持一致。

# token 防盗链功能
fastdfs.http_anti_steal_token=true
# 密钥
fastdfs.http_secret_key=FASTDFS1234567890

客户端生成token 访问文件需要带上生成的token以及unix时间戳，所以返回的token是token和时间戳的拼接。

之后，将token拼接在地址后即可访问：www.jianxunsoft.com/group1/M00/00/00/wKgzgFnkaXqAIfXyAAEoRmXZPp878.jpeg?token=078d370098b03e9020b82c829c205e1f&ts=1508141521

/**
     * 获取访问服务器的token，拼接到地址后面
     *
     * @param filepath 文件路径 group1/M00/00/00/wKgzgFnkTPyAIAUGAAEoRmXZPp876.jpeg
     * @param httpSecretKey 密钥
     * @return 返回token，如： token=078d370098b03e9020b82c829c205e1f&ts=1508141521
     */
    public static String getToken(String filepath, String httpSecretKey){
        // unix seconds
        int ts = (int) Instant.now().getEpochSecond();
        // token
        String token = "null";
        try {
            token = ProtoCommon.getToken(getFilename(filepath), ts, httpSecretKey);
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (MyException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append("token=").append(token);
        sb.append("&ts=").append(ts);

        return sb.toString();
    }

注意事项 1.如果生成的token验证无法通过，请进行如下两项检查：　　A. 确认调用token生成函数(ProtoCommon.getToken)，传递的文件ID中没有包含group name。传递的文件ID格式形如：M00/00/00/wKgzgFnkTPyAIAUGAAEoRmXZPp876.jpeg 　　B. 确认服务器时间基本是一致的，注意服务器时间不能相差太多，不要相差到分钟级别。 2.如果系统文件隐私性较高，可以直接通过fastdfs-client提供的API去访问即可，不用再配置Nginx走http访问。配置Nginx的主要目的是为了快速访问服务器的文件(如图片)，如果还要加权限验证，则需要客户端生成token，其实已经没有多大意义。

本文由纸鸢's 创作，采用知识共享署名4.0 国际许可协议进行许可
本站文章除注明转载/出处外，均为本站原创或翻译，转载前请务必署名
最后编辑时间为: 2019/10/22 11:47