fastDFS部署分布式文件系统（SpringBoot集成测试）

程序员文章站 2024-03-08 12:57:40

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文章目录

技术应用场景
文件系统
分布式文件系统
fastDFS介绍

fastDFS工作原理
文件上传流程
文件下载流程

Ubuntu下fastDFS安装与配置

libfastcommon编译安装
tracker编译安装
storage编译安装
运行效果

springboot整合测试
整合Nginx
相关命令

技术应用场景

互联网针对了海量文件存储及传输访问的瓶颈问题，提出了分布式文件系统的解决方方案，实现对海量文件高校存储，用户访问量大的情况下也能保证下载速度，对海量视频的管理、对海量图片的管理等。

文件系统

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总结：文件系统是负责管理和存储文件的系统软件，它是操作系统和硬件驱动之间的桥梁，操作系统通过文件系统提供的接口去存取文件，用户通过操作系统访问磁盘上的文件。如下图：
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常见的文件系统：FAT16/FAT32、NTFS、HFS、UFS、APFS、XFS、Ext4等。

分布式文件系统

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分布式文件系统是面对互联网的需求而产生，互联网时代对海量数据如何存储？靠简单的增加硬盘的个数已经满足不了我们的要求，因为硬盘传输速度有限但是数据在急剧增长，另外我们还要要做好数据备份、数据安全等。采用分布式文件系统可以将多个地点的文件系统通过网络连接起来，组成一个文件系统网络，结点之间通过网络进行通信，一台文件系统的存储和传输能力有限，我们让文件在多台计算机上存储，通过多台计算共同传输。如下图：
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好处：

一台计算机的文件系统处理能力扩充到多台计算机同时处理。
一台计算机挂了还有另外副本计算机提供数据。
每台计算机可以放在不同的地域，这样用户就可以就近访问，提高访问速度。

fastDFS介绍

FastDFS是用c语言编写的一款开源的分布式文件系统，它是由淘宝资深架构师余庆编写并开源。FastDFS专为互联网量身定制，充分考虑了冗余备份、负载均衡、线性扩容等机制，并注重高可用、高性能等指标，使用FastDFS很容易搭建一套高性能的文件服务器集群提供文件上传、下载等服务。为什么要使用fastDFS呢？
NFS、GFS都是通用的分布式文件系统，通用的分布式文件系统的优点的是开发体验好，但是系统复杂性高、性能一般，而专用的分布式文件系统虽然开发体验性差，但是系统复杂性低并且性能高。fastDFS非常适合存储图片等那些小文件，fastDFS不对文件进行分块，所以它就没有分块合并的开销，fastDFS网络通信采用 socket，通信速度很快。

fastDFS工作原理

FastDFS架构包括 Tracker server和Storageserver。客户端请求Tracker server进行文件上传、下载，通过Tracker server调度最终由Storage server完成文件上传和下载。
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1）Tracker
Tracker Server作用是负载均衡和调度，通过Tracker server在文件上传时可以根据一些策略找到Storage server提供文件上传服务。可以将tracker称为追踪服务器或调度服务器。 FastDFS集群中的Tracker server可以有多台，Tracker server之间是相互平等关系同时提供服务，Tracker server 不存在单点故障。客户端请求Tracker server采用轮询方式，如果请求的tracker无法提供服务则换另一个tracker。
2）Storage
Storage Server作用是文件存储，客户端上传的文件最终存储在Storage服务器上，Storage server没有实现自己的文件系统而是使用操作系统的文件系统来管理文件。可以将storage称为存储服务器。

Storage集群采用了分组存储方式。storage集群由一个或多个组构成，集群存储总容量为集群中所有组的存储容量之和。一个组由一台或多台存储服务器组成，组内的Storage server之间是平等关系，不同组的Storage server 之间不会相互通信，同组内的Storage server之间会相互连接进行文件同步，从而保证同组内每个storage上的文件完全一致的。一个组的存储容量为该组内的存储服务器容量最小的那个，由此可见组内存储服务器的软硬件配置最好是一致的。采用分组存储方式的好处是灵活、可控性较强。比如上传文件时，可以由客户端直接指定上传到的组也可以由 tracker进行调度选择。一个分组的存储服务器访问压力较大时，可以在该组增加存储服务器来扩充服务能力（纵向扩容）。当系统容量不足时，可以增加组来扩充存储容量（横向扩容）。
3）Storage状态收集
Storage server会连接集群中所有的Tracker server，定时向他们报告自己的状态，包括磁盘剩余空间、文件同步状况、文件上传下载次数等统计信息。

文件上传流程

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客户端上传文件后存储服务器将文件ID返回给客户端，此文件ID用于以后访问该文件的索引信息。文件索引信息包括：组名，虚拟磁盘路径，数据两级目录，文件名。
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组名：文件上传后所在的storage组名称，在文件上传成功后有storage服务器返回，需要客户端自行保存。
虚拟磁盘路径：storage配置的虚拟路径，与磁盘选项store_path*对应。如果配置了store_path0则是M00，如果配置了store_path1则是M01，以此类推。
数据两级目录：storage服务器在每个虚拟磁盘路径下创建的两级目录，用于存储数据文件。
文件名：与文件上传时不同。是由存储服务器根据特定信息生成，文件名包含：源存储服务器IP地址、文件创建时间戳、文件大小、随机数和文件拓展名等信息。

文件下载流程

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tracker根据请求的文件路径即文件ID 来快速定义文件。比如请求下边的文件：
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通过组名tracker能够很快的定位到客户端需要访问的存储服务器组是group1，并选择合适的存储服务器提供客户端访问。
存储服务器根据“文件存储虚拟磁盘路径”和“数据文件两级目录”可以很快定位到文件所在目录，并根据文件名找到客户端需要访问的文件

Ubuntu下fastDFS安装与配置

准备安装包：

FastDFS_v5.05.tar.gz—fastDFS安装包

libfastcommonV1.0.7.tar.gz—libfastcommon 是 FastDFS 官方提供的，libfastcommon 包含了 FastDFS 运行所需要的一些基础库。

nginx-1.10.0.tar.gz—nginx安装包

fastdfs-nginx-module_v1.16.tar.gz—nginx和FastDFS整合模块包

文件可私聊我

libfastcommon编译安装

将libfastcommonV1.0.7.tar.gz解压到/usr/local/目录下，进入目录执行以下命令
./make.sh
./make.sh install

注意：libfastcommon 安装好后会自动将库文件拷贝至/usr/lib64 下，由于 FastDFS 程序引用 usr/lib 目录所以需要将/usr/lib64 下的库文件拷贝至/usr/lib 下。
要拷贝的文件如下：
libfastcommon.so

tracker编译安装

同样解压FastDFS_v5.05.tar.gz到/usr/local/目录下，同样进入目录执行以下命令
./make.sh
./make.sh install

安装成功将安装目录下的 conf 下的所有文件拷贝到/etc/fdfs/下，之后进入/etc/fdfs/目录，vim修改tracker.conf文件，修改下列内容

tracker服务器的存储数据和日志的路径，目录要是已存在的
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tracker服务器的http端口
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启动
/usr/bin/fdfs_trackerd /etc/fdfs/tracker.conf restart

storage编译安装

tracker服务器负责负载均衡和调度，而storage服务器负责真正存储，一般每组可配置2个以上达到备份的作用

编译安装方法与tracker类似

进入/etc/fdfs/目录，vim修改storage.conf文件，修改下列内容

分组的组名
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storage服务器的存储数据和日志的路径，目录要是已存在的 fastDFS部署分布式文件系统（SpringBoot集成测试）

storage_path
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如果有多个挂载磁盘则定义多个 store_path，如下
store_path1=…
store_path2=…

storage端口
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配置 tracker 服务器:IP
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storage服务器的http端口
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启动
/usr/bin/fdfs_trackerd /etc/fdfs/storage.conf restart

运行效果

编写shell脚本start-fdfs.sh

#!/bin/sh
/usr/bin/fdfs_trackerd /etc/fdfs/tracker.conf restart
/usr/bin/fdfs_storaged /etc/fdfs/storage.conf restart

授予执行权限
chmod u+x start-fdfs.sh

执行
./start-fdfs.sh

springboot整合测试

新建maven工厂
修改pom文件依赖

<dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/net.oschina.zcx7878/fastdfs-client-java -->
        <dependency>
            <groupId>net.oschina.zcx7878</groupId>
            <artifactId>fastdfs-client-java</artifactId>
            <version>1.27.0.0</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.commons</groupId>
            <artifactId>commons-io</artifactId>
            <version>1.3.2</version>
        </dependency>
    </dependencies>

在resources文件夹下新建config包，新建fastdfs-client.properties，配置fastdfs服务器的连接参数

fastdfs.connect_timeout_in_seconds = 5
fastdfs.network_timeout_in_seconds = 30
fastdfs.charset = UTF-8
fastdfs.tracker_servers = 192.168.14.128:22122

新建SpringBoot启动类

@SpringBootApplication
public class TestFastDFSApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(TestFastDFSApplication.class,args);

    }
}

在测试包下进行测试

import org.csource.fastdfs.*;
import org.junit.Test;
import org.junit.runner.RunWith;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.test.context.junit4.SpringRunner;
import java.io.FileOutputStream;

/**
 *
 * @author dustdawn
 * @date 2019/12/10 22:59
 */
@SpringBootTest
@RunWith(SpringRunner.class)
public class TestFastDFS {

    @Test
    public void testUpload() {
        //加载配置文件
        try {
            ClientGlobal.initByProperties("config/fastdfs-client.properties");

            //定义TrackerClient
            TrackerClient trackerClient = new TrackerClient();
            //连接tracker，获取trackerServer
            TrackerServer trackerServer = trackerClient.getConnection();
            //获取storageServer
            StorageServer storageServer = trackerClient.getStoreStorage(trackerServer);
            //创建storageClient
            StorageClient1 storageClient1 = new StorageClient1(trackerServer, storageServer);

            //storage服务器向上传文件
            String filePath = "D:/index_banner.ftl";
            //上传成功后的id
            String fileId = storageClient1.upload_file1(filePath, "ftl", null);
            //group1/M00/00/00/wKgOgF3vuMCAcPkRAAAJ0bMC2c4716.ftl
            System.out.println(fileId);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

    @Test
    public void testDownload() {
        //加载配置文件
        try {
            ClientGlobal.initByProperties("config/fastdfs-client.properties");

            //定义TrackerClient
            TrackerClient trackerClient = new TrackerClient();
            //连接tracker，获取trackerServer
            TrackerServer trackerServer = trackerClient.getConnection();
            //获取storageServer
            StorageServer storageServer = trackerClient.getStoreStorage(trackerServer);
            //创建storageClient
            StorageClient1 storageClient1 = new StorageClient1(trackerServer, storageServer);

            //下载文件
            String id = "group1/M00/00/00/wKgOgF3vuMCAcPkRAAAJ0bMC2c4716.ftl";
            byte[] bytes = storageClient1.download_file1(id);
            FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("d:/logs/log.html");
            fileOutputStream.write(bytes);
            //使用输出流保存文件
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

Debug测试查看效果
文件上传下载成功

整合Nginx

安装nginx之前需要安装一些环境和依赖

sudo apt-get install openssl
sudo apt-get install pcre
sudo apt-get install ruby
sudo apt-get install zlib1g
sudo apt-get install zlib1g.dev
sudo apt-get install libpcre3 libpcre3-dev

同样将nginx安装包解压到/usr/local/下，并在/usr/local/目录下新建文件夹nginx，进入tar文件解压下的目录nginx-1.10.0

加入模块
执行命令

./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid \
--lock-path=/var/lock/nginx.lock \
--error-log-path=/var/log/nginx/error.log \
--http-log-path=/var/log/nginx/access.log \
--with-http_gzip_static_module \
--http-client-body-temp-path=/var/temp/nginx/client \
--http-proxy-temp-path=/var/temp/nginx/proxy \
--http-fastcgi-temp-path=/var/temp/nginx/fastcgi \
--http-uwsgi-temp-path=/var/temp/nginx/uwsgi \
--http-scgi-temp-path=/var/temp/nginx/scgi \
--add-module=/usr/local/fastdfs-nginx-module/src

编译
make
make install

如果提示make错误将objs下的Makefile中的-Werror去掉
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模块的作用是，当请求某组storage服务器，请求的是副本storage服务器时，通过Nginx重定向到原始storage服务进行同步资源。

复制fastdfs-ngin-module中的配置文件mod_fastdfs.config，到/etc/fdfs目录中,然后修改
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storage服务器端口

在nginx的conf目录下，拷贝nginx.conf重命名为nginx-fdfs.conf

修改server

 server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location /group1/M00/ {
             root /home/dustdawn/FastDFS/fdfs_storage/data;
             ngx_fastdfs_module;
        }
}

另外修改pid生成文件，没有则创建文件夹
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将之前的shell脚本修改

#!/bin/sh
/usr/bin/fdfs_trackerd /etc/fdfs/tracker.conf restart
/usr/bin/fdfs_storaged /etc/fdfs/storage.conf restart
/usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx-fdfs.conf

执行效果如图

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通过nginx访问storage服务器上图片

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分布式文件系统

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fastDFS工作原理

文件上传流程

文件下载流程

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相关命令

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分布式监控CAT服务端部署、客户端SpringBoot集成

基于分布式文件系统的fastdfs-部署篇（一）

分布式监控CAT服务端部署、客户端SpringBoot集成