面试官:如何实现文件的大规模分布式存储?

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面试官:如何实现文件的大规模分布式存储?

作者个人研发的在高并发场景下,提供的简单、稳定、可扩展的延迟消息队列框架,具有精准的定时任务和延迟队列处理功能。自开源半年多以来,已成功为十几家中小型企业提供了精准定时调度方案,经受住了生产环境的考验。为使更多童鞋受益,现给出开源框架地址:

https://github.com/sunshinelyz/mykit-delay

写在前面

在生产环境中,往往需要对FastDFS实现高可用,进而实现文件的大规模分布式存储。那么,如何实现FastDFS的高可用呢?今天,我们就基于CentOS 8服务器来搭建FastDFS高可用集群环境。

服务器版本

我们在服务器的命令行输入如下命令来查看服务器的内核版本。

[root@localhost lib]# cat /etc/redhat-release  
CentOS Linux release 8.1.1911 (Core)  

可以看到,集群中每台服务器的内核版本为:release 8.1.1911 (Core)。

服务器规划

这里,我们总共规划了6台服务器,分别为:2台tracker服务器,4台storage服务器,其中2台storage服务器为group1,两台storage服务器为group2。具体如下所示。

  • tracker服务器

tranker1:192.168.175.101

tracker2:192.168.175.102

  • storage服务器

storage1:192.168.175.103 group1

storage2:192.168.175.104 group1

storage3:192.168.175.105 group2

storage4:192.168.175.106 group2

环境准备

下载FastDFS

在每台服务器上执行如下命令下载FastDFS。

[root@localhost source]# wget https://github.com/happyfish100/fastdfs/archive/V6.06.tar.gz 
[root@localhost source]# wget https://github.com/happyfish100/fastdfs-nginx-module/archive/V1.22.tar.gz 
[root@localhost source]# wget https://github.com/happyfish100/libfastcommon/archive/V1.0.43.tar.gz 

安装环境依赖

在每台服务器上执行如下命令安装FastDFS所依赖的环境。

[root@localhost dest]# yum install gcc gcc-c++ 
[root@localhost dest]# yum install libtool zlib zlib-devel openssl openssl-devel 
[root@localhost dest]# yum -y install pcre pcre-devel libevent libevent-devel perl unzip net-tools wget 

安装FastDFS

安装libfastcommon

在每台服务器上依次执行如下命令。

(1)解压libfastcommon的压缩包

[root@localhost source]# tar -zxvf V1.0.43.tar.gz 

(2)编译并安装编译并安装

[root@localhost source]# cd libfastcommon-1.0.43/ 
[root@localhost libfastcommon-1.0.43]# ./make.sh && ./make.sh install 

(3)检查执行的结果,看安装是否成功

[root@localhost libfastcommon-1.0.43]# ls /usr/lib64|grep libfastcommon 
libfastcommon.so 
 
[root@localhost libfastcommon-1.0.43]# ls /usr/lib|grep libfastcommon 
libfastcommon.so 

安装fastdfs

在每台服务器上依次执行如下命令。

(1)解压fastdfs

[root@localhost source]# tar -zxvf V6.06.tar.gz 

(2)安装fastdfs

[root@localhost source]# cd fastdfs-6.06/ 
[root@localhost fastdfs-6.06]# ./make.sh && ./make.sh install 

(3)检查fastdfs是否安装成功

[root@localhost fastdfs-6.06]# ls /usr/bin|grep fdfs 
fdfs_appender_test 
fdfs_appender_test1 
fdfs_append_file 
fdfs_crc32 
fdfs_delete_file 
fdfs_download_file 
fdfs_file_info 
fdfs_monitor 
fdfs_regenerate_filename 
fdfs_storaged 
fdfs_test 
fdfs_test1 
fdfs_trackerd 
fdfs_upload_appender 
fdfs_upload_file 

安装部署tracker服务

复制tracker的配置文件

在两台tracker服务器上,依次执行如下命令。

[root@localhost fastdfs-6.06]# cd /etc/fdfs/ 
[root@localhost fdfs]# cp client.conf.sample client.conf 
[root@localhost fdfs]# cp tracker.conf.sample tracker.conf 

注意:无须生成storage.conf文件,这两台tracker不做为storage。

安装Nginx

在两台tracker服务器上,依次执行如下命令。

注意:tracker上不需要安装fastdfs-nginx-module

(1)解压Nginx

[root@localhost source]# tar -zxvf nginx-1.17.8.tar.gz 

(2)nginx配置,http_stub_status_module 模块

[root@localhost fdfs]# cd /usr/local/source/nginx-1.17.8/ 
[root@localhost nginx-1.17.8]# ./configure --prefix=/usr/local/soft/nginx --with-http_stub_status_module  

(3)编译安装Nginx

[root@localhost nginx-1.17.8]# make && make install 

(4)检查安装是否成功

[root@localhost nginx-1.17.8]# ls /usr/local/soft/ | grep nginx 
nginx 

(5)查看指定的编译参数是否起作用

[root@localhost fdfs]# /usr/local/soft/nginx/sbin/nginx -V 
nginx version: nginx/1.17.8 
built by gcc 8.3.1 20190507 (Red Hat 8.3.1-4) (GCC)  
configure arguments: --prefix=/usr/local/soft/nginx --with-http_stub_status_module  

配置并启动FastDFS

在两台tracker上,配置并启动FastDFS。

(1)创建tracker服务所需的目录

[root@localhost fdfs]# mkdir /data/fastdfs 
[root@localhost fdfs]# mkdir /data/fastdfs/tracker 
[root@localhost fdfs]# chmod 777 /data/fastdfs/tracker 

(2)配置tracker服务,修改 tracker.conf 文件

[root@localhost fdfs]# vi /etc/fdfs/tracker.conf 

只修改base_path一项的值为我们在上面所创建的目录即可

base_path = /data/fastdfs/tracker 

(3)启动 tracker 服务

[root@localhost fdfs]# /etc/init.d/fdfs_trackerd start 

(4)检查tracker服务启动是否成功

[root@localhost fdfs]# ps auxfww | grep fdfs 
root      15067  0.0  0.0  12320   964 pts/0    S+   15:14   0:00  |   |           \_ grep --color=auto fdfs 
root      15026  0.0  0.1  90160  5940 ?        Sl   15:13   0:00 /usr/bin/fdfs_trackerd /etc/fdfs/tracker.conf 

说明:能看到 fdfs_trackerd,表示tracker服务启动成功。

(5)检查tracker服务是否已绑定端口 22122

[root@localhost dest]# netstat -anp | grep 22122 
tcp        0      0 0.0.0.0:22122           0.0.0.0:*               LISTEN      15026/fdfs_trackerd  

说明:22122端口是在/etc/fdfs/tracker.conf中定义的,如下所示:

# the tracker server port 
port = 22122 

配置client.conf

两台tracker上,配置client.conf,配置fastdfs的客户端使用的配置文件。

(1)配置client.conf

[root@localhost fdfs]# vi /etc/fdfs/client.conf 

以下两项配置用到的tracker目录和服务器地址端口

base_path = /data/fastdfs/tracker 
tracker_server = 192.168.175.101:22122 
tracker_server = 192.168.175.102:22122 

说明:两台tracker上的client.conf配置相同

(2)从客户端的配置可以看到:客户端只需要了解tracker_server的信息。tracker server作用也正是负载均衡和调度

(3)Storage server作用是文件存储,客户端上传的文件最终存储在 Storage 服务上

测试文件

用client.conf上传文件测试。

(1)从tacker上传一个文件

[root@0268c2dc2bf6 ~]# /usr/bin/fdfs_upload_file /etc/fdfs/client.conf /root/a.txt             

注意返回的是group1,我们可以group1下面的两台机器均找到此txt文件:

  • storage1上
[root@d5d19e99e782 docker_tmp]# ls /data/fastdfs/storage/data/00/00 
rBEABF5aTEeAXHF4AAAABHf4XZU792.txt 
  • storage2上
[root@f201111d0698 docker_tmp]# ls /data/fastdfs/storage/data/00/00 
rBEABF5aTEeAXHF4AAAABHf4XZU792.txt 

(2)指定group上传文件

如果想指定上传到某个group怎么办?例如:指定上传到group2

[root@0268c2dc2bf6 ~]# /usr/bin/fdfs_upload_file /etc/fdfs/client.conf /root/a.txt 192.168.175.105:23000 
group2/M00/00/00/rBEABl5aUAqAXLCZAAAABHf4XZU043.txt 

说明:指定group2中任一台的ip和端口即可。

(3)查看效果

  • storage3上
[root@494ac47d63f8 fdfs]# ls /data/fastdfs/storage/data/00/00 
rBEABl5aUAqAXLCZAAAABHf4XZU043.txt 
  • storage4上
[root@59fa1efff362 fdfs]# ls /data/fastdfs/storage/data/00/00 
rBEABl5aUAqAXLCZAAAABHf4XZU043.txt 

安装部署storage服务

生成默认配置文件

四台storage上:生成启动fastdfs默认的配置文件。

[root@localhost fastdfs-6.06]# cd /etc/fdfs/ 
[root@localhost fdfs]# cp storage.conf.sample storage.conf 
[root@localhost fdfs]# cp client.conf.sample client.conf 

说明:不需要生成tracker.conf,因为storage上不再运行tracker服务

安装Nginx

四台storage上:安装nginx及fastdfs-nginx-module

(1)解压nginx

[root@localhost source]# tar -zxvf nginx-1.17.8.tar.gz 

(2)解压fastdfs-nginx-module

[root@localhost source]# tar -zxvf V1.22.tar.gz 

(3)修改config文件,把/usr/local 替换成 /usr

[root@localhost source]# cd fastdfs-nginx-module-1.22/ 
[root@localhost fastdfs-nginx-module-1.22]# cd src 
[root@localhost src]# vi config 

(4)Nginx配置,添加fastdfs-nginx-module和http_stub_status_module 模块

[root@localhost fdfs]# cd /usr/local/source/nginx-1.17.8/ 
[root@localhost nginx-1.17.8]# ./configure --prefix=/usr/local/soft/nginx --with-http_stub_status_module --add-module=/usr/local/source/fastdfs-nginx-module-1.22/src/ 

(5)编译安装nginx

[root@localhost nginx-1.17.8]# make && make install 

(6)检查安装是否成功

[root@localhost nginx-1.17.8]# ls /usr/local/soft/ | grep nginx 
nginx 

(7)查看指定的编译参数是否起作用

[root@localhost fdfs]# /usr/local/soft/nginx/sbin/nginx -V 
nginx version: nginx/1.17.8 
built by gcc 8.3.1 20190507 (Red Hat 8.3.1-4) (GCC)  
configure arguments: --prefix=/usr/local/soft/nginx --with-http_stub_status_module --add-module=/usr/local/source/fastdfs-nginx-module-1.22/src/ 

配置并启动storage服务

四台storage上:配置并启动storage服务

(1)创建storage服务所需的目录

[root@localhost fdfs]# mkdir /data/fastdfs/storage 
[root@localhost fdfs]# chmod 777 /data/fastdfs/storage/ 

(2)配置storage服务

编辑storage的配置文件:

[root@localhost fdfs]# vi /etc/fdfs/storage.conf 

各配置项包括:

group_name = group1 
#配置base_path为上面所创建的storage目录 
base_path = /data/fastdfs/storage 
#store_path :存储所在的目录,可以设置多个,注意从0开始 
store_path0 = /data/fastdfs/storage 
#tracker_server的ip和端口 
tracker_server = 192.168.175.101:22122 
tracker_server = 192.168.175.102:22122  
#指定http服务的端口 
http.server_port = 80 

配置的不同之处:

192.168.175.103   group_name = group1 
192.168.175.104   group_name = group1 
192.168.175.105   group_name = group2 
192.168.175.106   group_name = group2 

(3)启动storage服务

[root@localhost fdfs]# /etc/init.d/fdfs_storaged start 
正在启动 fdfs_storaged (via systemctl):                   [  确定  ] 

(4)检查storage服务启动是否成功

[root@localhost fdfs]# ps auxfww | grep fdfs 
root      15630  0.0  0.0  12320   972 pts/0    S+   15:46   0:00  |   |           \_ grep --color=auto fdfs 
root      15026  0.0  0.1 155696  6964 ?        Sl   15:13   0:00 /usr/bin/fdfs_trackerd /etc/fdfs/tracker.conf 
root      15573  2.7  1.7 150736 66292 ?        Sl   15:45   0:02 /usr/bin/fdfs_storaged /etc/fdfs/storage.conf 

说明:看到fdfs_storaged,表示storage服务启动成功

(5)检查storage服务是否已绑定到端口:23000

[root@localhost fdfs]# netstat -anp | grep 23000 
tcp        0      0 0.0.0.0:23000           0.0.0.0:*               LISTEN      15573/fdfs_storaged  

说明:23000 端口是在配置文件 /etc/fdfs/storage.conf中定义的,如下:

# the storage server port 
port = 23000 

配置fastdfs-nginx-module

四台存储服务器上:配置fastdfs-nginx-module

(1)生成配置文件

[root@localhost nginx-1.17.8]# cp /usr/local/source/fastdfs-nginx-module-1.22/src/mod_fastdfs.conf /etc/fdfs/ 

(2)编辑配置文件

[root@localhost nginx-1.17.8]# vi /etc/fdfs/mod_fastdfs.conf 

配置以下几项

group_name=group1 
connect_timeout=10 
tracker_server=192.168.175.101:22122 
tracker_server=192.168.175.102:22122 
url_have_group_name = true 
store_path0=/data/fastdfs/storage 
group_count = 2 
 
[group1] 
 
group_name=group1 
storage_server_port=23000 
store_path_count=1 
store_path0=/data/fastdfs/storage 
 
[group2] 
 
group_name=group2 
storage_server_port=23000 
store_path_count=1 
store_path0=/data/fastdfs/storage 

说明:最上面的group_name:当机器属于group1这组时,值为group1;当机器属于group2这组时,值为group2。

说明:url_have_group_name = true。注意:这一项不要漏掉,会导致nginx不正常工作

(3)复制另两个web访问用到配置文件到fdfs配置目录下:

[root@d5d19e99e782 /]# cp /usr/local/source/fastdfs-6.06/conf/http.conf /etc/fdfs/ 
[root@d5d19e99e782 /]# cp /usr/local/source/fastdfs-6.06/conf/mime.types /etc/fdfs/ 

配置Nginx

四台存储服务器上:配置nginx

编辑nginx的配置文件:

[root@localhost conf]# vi /usr/local/soft/nginx/conf/nginx.conf 

在server listen 80 的这个server配置下面,

增加一个location

location ~/group([0-9]) { 
    root  /data/fastdfs/storage/data; 
    ngx_fastdfs_module; 
 
} 

启动nginx

(1)启动Nginx

[root@localhost storage]# /usr/local/soft/nginx/sbin/nginx 

(2)检查nginx是否已成功启动

[root@localhost storage]# ps auxfww | grep nginx 
root      24590  0.0  0.0  12320   980 pts/0    S+   16:44   0:00  |   |           \_ grep --color=auto nginx 
root      24568  0.0  0.0  41044   428 ?        Ss   16:44   0:00  \_ nginx: master process /usr/local/soft/nginx/sbin/nginx 
nobody    24569  0.0  0.1  74516  4940 ?        S    16:44   0:00      \_ nginx: worker process 

配置tracker服务

配置tracker服务

说明:这一步等待四台storage server配置完成后再进行。使用n=Nginx做upstream负载均衡的原因:可以通过一个地址访问后端的多个group

(1)文件上传完成后,从浏览器访问各个storage的Nginx即可:

例如:

http://192.168.175.103/group1/M00/00/00/rBEABF5aTRiAEuHwAAAABHf4XZU322.txt 
http://192.168.175.104/group1/M00/00/00/rBEABF5aTRiAEuHwAAAABHf4XZU322.txt 
http://192.168.175.105/group2/M00/00/00/rBEABl5aUAqAXLCZAAAABHf4XZU043.txt 
http://192.168.175.106/group2/M00/00/00/rBEABl5aUAqAXLCZAAAABHf4XZU043.txt 

说明:各台storage server的ip地址后面跟着上传时所返回的地址。注意:只能访问各台机器所在的group,

  • 如果想通过统一的ip地址进行访问
  • 需要在Nginx中通过upstream访问到后端的机器
  • 此Nginx应运行在tracker上

(2)配置nginx.conf

[root@0268c2dc2bf6 ~]# vi /usr/local/soft/nginx/conf/nginx.conf 

内容:

添加 upstream到后端的storage。

upstream fdfs_group1 { 
                server 192.168.175.103:80 weight=1  max_fails=2 fail_timeout=30s; 
                server 192.168.175.104:80 weight=1  max_fails=2 fail_timeout=30s; 
   } 
 
   upstream fdfs_group2 { 
                server 192.168.175.105:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s; 
                server 192.168.175.106:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s; 
   } 

针对带有group的url进行处理

location /group1 { 
    proxy_next_upstream http_502 http_504 error timeout invalid_header; 
    proxy_pass http://fdfs_group1; 
    expires 30d; 
} 
  
 location /group2 { 
     proxy_next_upstream http_502 http_504 error timeout invalid_header; 
     proxy_pass http://fdfs_group2; 
     expires 30d; 
 
} 

(3)重启测试

[root@0268c2dc2bf6 ~]# /usr/local/soft/nginx/sbin/nginx -s stop 
[root@0268c2dc2bf6 ~]# /usr/local/soft/nginx/sbin/nginx 

在浏览器中访问:

http://192.168.175.101/group1/M00/00/00/rBEABF5aTRiAEuHwAAAABHf4XZU322.txt 
http://192.168.175.101/group2/M00/00/00/rBEABl5aUAqAXLCZAAAABHf4XZU043.txt 

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