弹性文件服务解密 -- 元数据管理设计，动态子树方式

弹性文件服务 SFS 支持超大目录，单目录可达百万数量级，大目录访问和普通目录访问无响应差别。

SFS的元数据管理架构采用业界先进的动态子树方式，如下图所示。元数据和数据一样都是使用节点间冗余方式，不同在于，元数据使用的是节点间mirror方式，每一份都是一个独立完整的拷贝。默认情况下，SFS的元数据比数据保护级别高一级。

SFS采用统一命名空间，整个文件系统的目录文件层次结构是一个树型结构，而系统集群是有很多平等的物理节点构成，所以，需要将整个文件系统这个大的树进行切割，使得每个物理节点上的MDS（元数据管理）模块分别管理不同的子树。

整系统目录树结构可以划分为若干子树，每个子树属于一个MDS，一个MDS可以包含若干个子树。

子树的分裂依赖文件夹的分裂，文件夹分裂的原则有2个：

原则1：按照热度进行分裂

每次元数据访问时，都会在内存中根据访问类型来增加文件夹的加权访问热度，并且热度会根据时间延长而进行衰减。当文件夹热度超过阈值时，文件夹进行分裂。

原则2：单文件夹下文件数过多时，文件夹分裂

满足任一条件时，文件夹会被分裂，记做dir_frag（目录分片）。 当如上原则不满足的时候，文件夹会合并，避免过多文件夹碎片。

当分裂的文件夹为子树的根时，文件夹分裂即为子树分裂。分裂后的子树仍存放在同一个MDS上，定期进行负载均衡检测。发现负载不均衡的情况，会在MDS之间进行子树的迁移。

根据上面原则，频繁访问超大目录时，大目录会分裂成多个dir_frag，对应分裂成多个子树，并会负载到多个MDS服务器上提供业务，不会产生元数据访问瓶颈。

                                                                命名空间子树划分示意图