Fastdfs分布式文件管理系统介绍及搭建

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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)。

image.png

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。

image.png

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。

image.png

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 。

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

下载最新版本libfastcommon

image.png

# tar -zxvf V1.0.40.tar.gz
# cd libfastcommon-1.0.40
# ./make.sh
# ./make.sh install
# 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

# wget https://github.com/happyfish100/fastdfs/archive/V6.00.tar.gz
# tar -zxvf V6.00.tar.gz
# cd fastdfs-6.00
# ./make.sh
# ./make.sh install
/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

/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 
# 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

# cd /etc/fdfs
# cp tracker.conf.sample tracker.conf
# vim tracker.conf
# 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
mkdir -p /data/fastdfs/tracker
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

UTOOLS1571643803775.png 关闭Tracker命令:

# service fdfs_trackerd stop
# chkconfig fdfs_trackerd on
或者:
# vim /etc/rc.d/rc.local
加入配置:
/etc/init.d/fdfs_trackerd start 
${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)

# cd /etc/fdfs
# cp storage.conf.sample storage.conf
# vim 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
# 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
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
# netstat -unltp|grep fdfs

UTOOLS1571649157503.png 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
# chkconfig fdfs_storaged on
或者:
# vim /etc/rc.d/rc.local
加入配置:
/etc/init.d/fdfs_storaged start

5.文件上传测试

# cd /etc/fdfs
# cp client.conf.sample client.conf
# vim client.conf
# Client 的数据和日志目录
base_path=/ljzsg/fastdfs/client
# Tracker端口
tracker_server=file.ljzsg.com:22122
# /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 UTOOLS1571649390749.png 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。 UTOOLS1571649423569.png

6.FastDFS 配置 Nginx 模块

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

有下面这个就说明添加模块成功 UTOOLS1571649834021.png

# 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
# cd /fastdfs-6.00/conf/
# cp anti-steal.jpg http.conf mime.types /etc/fdfs/
location ~/group([0-9])/M00 {
    ngx_fastdfs_module;
}

7.分布式部署

UTOOLS1571713997780.png

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。

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

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。

<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

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

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();
    }