分布式文件系统 fastDFS 研究

什么是分布式文件系统

1.1 技术应用场景

在线教育拥有大量优质的视频教程，并且免费提供给用户去下载，文件太多如何高效存储？用户访问量大如何保证

下载速度？今天讲解的分布式文件系统将解决这些问题。

分布式文件系统解决了海量文件存储及传输访问的瓶颈问题，对海量视频的管理、对海量图片的管理等。

1.2 什么是分布式文件系统

1.2.1 什么是文件系统

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：

常见的文件系统：FAT16/FAT32、NTFS、HFS、UFS、APFS、XFS、Ext4 等 。

思考：如果没有文件系统我们该怎么管理自己的文件？

1 .2.2什么是分布式文件系统

引用“百度百科”中的描述：

为什么会有分布文件系统呢？

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：

好处：

1. 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。

2. 一台计算机挂了还有另外副本计算机提供数据。

3. 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。

1.3 主流的分布式文件系统

1 、NFS

1. 在客户端上映射NFS服务器的驱动器。

2. 客户端通过网络访问NFS服务器的硬盘完全透明。

2 、GFS

1. GFS采用主从结构，一个GFS集群由一个master和大量的chunkserver组成。

2. master存储了数据文件的元数据，一个文件被分成了若干块存储在多个chunkserver中。

3. 用户从master中获取数据元信息，从chunkserver存储数据。

3 、HDFS

HDFS（Hadoop Distributed File System），它是一个文件系统，用于存储文件，通过目录树来定位文件；其次，它是分布式的，由很多服务器联合起来实现其功能，集群中的服务器有各自的角色。

HDFS的使用场景：适合一次写入，多次读出的场景，且不支持文件内容的随机修改，只能在末尾追加。适合用来做数据分析，并不适合用来做网盘应用。

1. HDFS采用主从结构，一个HDFS集群由一个名称结点和若干数据结点组成。

   名称结点存储数据的元信息，一个完整的数据文件分成若干块存储在数据结点。

2. 客户端从名称结点获取数据的元信息及数据分块的信息，得到信息客户端即可从数据块来存取数据。

1.4分布式文件服务提供商

华为云的OBS

网址：https://www.huaweicloud.com/product/obs.html

对象存储服务（Object Storage Service，OBS）提供海量、安全、高可靠、低成本的数据存储能力，可供用户存储任意类型和大小的数据。适合企业备份/归档、视频点播、视频监控等多种数据存储场景。