用FastDFS一步步搭建文件管理系統(CentOS 7)

一、FastDFS介紹

開源地址:https://github.com/happyfish100
參考:分佈式文件系統FastDFS設計原理
參考:FastDFS分佈式文件系統

1.簡介

FastDFS 是一個開源的高性能分佈式文件系統(DFS)。 它的主要功能包括:文件存儲,文件同步和文件訪問,以及高容量和負載平衡。主要解決了海量數據存儲問題,特別適合以中小文件(建議範圍:4KB < file_size <500MB)爲載體的在線服務。

FastDFS 系統有三個角色:跟蹤服務器(Tracker Server)、存儲服務器(Storage Server)和客戶端(Client)。

  Tracker Server:跟蹤服務器,主要做調度工作,起到均衡的作用;負責管理所有的 storage server和 group,每個 storage 在啓動後會連接 Tracker,告知自己所屬 group 等信息,並保持週期性心跳。

  Storage Server:存儲服務器,主要提供容量和備份服務;以 group 爲單位,每個 group 內可以有多臺 storage server,數據互爲備份。

  Client:客戶端,上傳下載數據的服務器,也就是我們自己的項目所部署在的服務器。
  
  服務基本架構
  

2、FastDFS的存儲策略

爲了支持大容量,存儲節點(服務器)採用了分卷(或分組)的組織方式。存儲系統由一個或多個卷組成,卷與卷之間的文件是相互獨立的,所有卷的文件容量累加就是整個存儲系統中的文件容量。一個卷可以由一臺或多臺存儲服務器組成,一個卷下的存儲服務器中的文件都是相同的,卷中的多臺存儲服務器起到了冗餘備份和負載均衡的作用。

在卷中增加服務器時,同步已有的文件由系統自動完成,同步完成後,系統自動將新增服務器切換到線上提供服務。當存儲空間不足或即將耗盡時,可以動態添加捲。只需要增加一臺或多臺服務器,並將它們配置爲一個新的卷,這樣就擴大了存儲系統的容量。

3、FastDFS的上傳過程

FastDFS向使用者提供基本文件訪問接口,比如upload、download、append、delete等,以客戶端庫的方式提供給用戶使用。

Storage Server會定期的向Tracker Server發送自己的存儲信息。當Tracker Server Cluster中的Tracker Server不止一個時,各個Tracker之間的關係是對等的,所以客戶端上傳時可以選擇任意一個Tracker。

當Tracker收到客戶端上傳文件的請求時,會爲該文件分配一個可以存儲文件的group,當選定了group後就要決定給客戶端分配group中的哪一個storage server。當分配好storage server後,客戶端向storage發送寫文件請求,storage將會爲文件分配一個數據存儲目錄。然後爲文件分配一個fileid,最後根據以上的信息生成文件名存儲文件。

FastDFS的上傳過程

4、FastDFS的文件同步

寫文件時,客戶端將文件寫至group內一個storage server即認爲寫文件成功,storage server寫完文件後,會由後臺線程將文件同步至同group內其他的storage server。

每個storage寫文件後,同時會寫一份binlog,binlog裏不包含文件數據,只包含文件名等元信息,這份binlog用於後臺同步,storage會記錄向group內其他storage同步的進度,以便重啓後能接上次的進度繼續同步;進度以時間戳的方式進行記錄,所以最好能保證集羣內所有server的時鐘保持同步。

storage的同步進度會作爲元數據的一部分彙報到tracker上,tracke在選擇讀storage的時候會以同步進度作爲參考。

5、FastDFS的文件下載

客戶端uploadfile成功後,會拿到一個storage生成的文件名,接下來客戶端根據這個文件名即可訪問到該文件。
FastDFS的文件下載過程

跟upload file一樣,在downloadfile時客戶端可以選擇任意tracker server。tracker發送download請求給某個tracker,必須帶上文件名信息,tracke從文件名中解析出文件的group、大小、創建時間等信息,然後爲該請求選擇一個storage用來服務讀請求。

二、安裝FastDFS環境

0、前言

操作環境:CentOS7 X64,以下操作都是單機環境。

我把所有的安裝包下載到/softpackages/下,解壓到當前目錄。

先做一件事,修改hosts,將文件服務器的ip與域名映射(單機TrackerServer環境),因爲後面很多配置裏面都需要去配置服務器地址,ip變了,就只需要修改hosts即可。

# vim /etc/hosts

增加如下一行,這是我的IP
118.25.36.41 luischen.cn

如果要本機訪問虛擬機,在C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts中同樣增加一行

1、下載安裝 libfastcommon

libfastcommon是從 FastDFS 和 FastDHT 中提取出來的公共 C 函數庫,基礎環境,安裝即可 。

① 下載libfastcommon

# wget https://github.com/happyfish100/libfastcommon/archive/V1.0.7.tar.gz

② 解壓

# tar -zxvf V1.0.7.tar.gz
# cd libfastcommon-1.0.7

③ 編譯、安裝

# ./make.sh
# ./make.sh install

④ libfastcommon.so 安裝到了/usr/lib64/libfastcommon.so,但是FastDFS主程序設置的lib目錄是/usr/local/lib,所以需要創建軟鏈接。

# 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、下載安裝FastDFS

① 下載FastDFS

# wget https://github.com/happyfish100/fastdfs/archive/V5.05.tar.gz

② 解壓

# tar -zxvf V5.05.tar.gz
# cd fastdfs-5.05

③ 編譯、安裝

# ./make.sh
# ./make.sh install

④ 默認安裝方式安裝後的相應文件與目錄

  • A、服務腳本:
/etc/init.d/fdfs_storaged
/etc/init.d/fdfs_tracker
  • B、配置文件(這三個是作者給的樣例配置文件) :
/etc/fdfs/client.conf.sample
/etc/fdfs/storage.conf.sample
/etc/fdfs/tracker.conf.sample
  • C、命令工具在 /usr/bin/ 目錄下:
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

⑤ FastDFS 服務腳本設置的 bin 目錄是 /usr/local/bin, 但實際命令安裝在 /usr/bin/ 下。

  • 建立 /usr/bin 到 /usr/local/bin 的軟鏈接
# 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跟蹤器(Tracker)

配置文件詳細說明參考:FastDFS 配置文件詳解

① 進入 /etc/fdfs,複製 FastDFS 跟蹤器樣例配置文件 tracker.conf.sample,並重命名爲 tracker.conf。

# cd /etc/fdfs
# cp tracker.conf.sample tracker.conf
# vim tracker.conf

② 編輯tracker.conf ,修改下,其它的默認即可。

# 配置文件是否不生效,false 爲生效
disabled=false

# 提供服務的端口
port=22122

# Tracker 數據和日誌目錄地址(根目錄必須存在,子目錄會自動創建)----------【需要修改】
base_path=/data/fastdfs/tracker

# HTTP 服務端口----------【需要修改】
http.server_port=80

③ 創建tracker基礎數據目錄,即base_path對應的目錄

mkdir -p /data/fastdfs/tracker

④ 防火牆中打開跟蹤端口(默認的22122)

centos7的防火牆由firewalld進行管理

  • 查看狀態:systemctl status firewalld
  • 開啓:systemctl start firewalld
  • 關閉: systemctl stop firewalld
  • 添加開放IP:firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=22122/tcp
  • 重啓: firewall-cmd --reload

查看服務的運行狀態:netstat -unltp|grep fdfs

⑤ 啓動Tracker

初次成功啓動,會在 /data/fastdfs/tracker/ (配置的base_path)下創建 data、logs 兩個目錄。

可以用這種方式啓動
# /etc/init.d/fdfs_trackerd start

也可以用這種方式啓動,前提是上面創建了軟鏈接,後面都用這種方式
# service fdfs_trackerd start

查看 FastDFS Tracker 是否已成功啓動 ,22122端口正在被監聽,則算是Tracker服務安裝成功

# netstat -unltp|grep fdfs

關閉Tracker命令:

# service fdfs_trackerd stop

⑥ 設置Tracker開機啓動

# chkconfig fdfs_trackerd on

或者:
# vim /etc/rc.d/rc.local
加入配置:
/etc/init.d/fdfs_trackerd start 

⑦ tracker server 目錄及文件結構

Tracker服務啓動成功後,會在base_path下創建data、logs兩個目錄。目錄結構如下:

${base_path}
  |__data
  |   |__storage_groups.dat:存儲分組信息
  |   |__storage_servers.dat:存儲服務器列表
  |__logs
  |   |__trackerd.log: tracker server 日誌文件 

4、配置 FastDFS 存儲 (Storage)

① 進入 /etc/fdfs 目錄,複製 FastDFS 存儲器樣例配置文件 storage.conf.sample,並重命名爲 storage.conf

# cd /etc/fdfs
# cp storage.conf.sample storage.conf
# vim storage.conf

② 編輯storage.conf

修改以下,其它的默認即可。

# 配置文件是否不生效,false 爲生效
disabled=false 

# 指定此 storage server 所在 組(卷)
group_name=group1

# storage server 服務端口
port=23000

# 心跳間隔時間,單位爲秒 (這裏是指主動向 tracker server 發送心跳)
heart_beat_interval=30

# Storage 數據和日誌目錄地址(根目錄必須存在,子目錄會自動生成)----------【需要修改】
base_path=/data/fastdfs/storage

# 存放文件時 storage server 支持多個路徑。這裏配置存放文件的基路徑數目,通常只配一個目錄。
store_path_count=1


# 逐一配置 store_path_count 個路徑,索引號基於 0。
# 如果不配置 store_path0,那它就和 base_path 對應的路徑一樣。----------【需要修改】
store_path0=/data/fastdfs/file

# FastDFS 存儲文件時,採用了兩級目錄。這裏配置存放文件的目錄個數。 
# 如果本參數只爲 N(如: 256),那麼 storage server 在初次運行時,會在 store_path 下自動創建 N * N 個存放文件的子目錄。
subdir_count_per_path=256

# tracker_server 的列表 ,會主動連接 tracker_server
# 有多個 tracker server 時,每個 tracker server 寫一行----------【需要修改】
tracker_server=118.25.36.41:22122

# 允許系統同步的時間段 (默認是全天) 。一般用於避免高峯同步產生一些問題而設定。
sync_start_time=00:00
sync_end_time=23:59
# 訪問端口----------------------------------------【需要修改】
http.server_port=80

③ 創建Storage基礎數據目錄,對應base_path目錄

# mkdir -p /data/fastdfs/storage

# 這是配置的store_path0路徑
# mkdir -p /data/fastdfs/file

④ 防火牆中打開存儲器端口(默認的 23000)

# 添加開放IP:
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=23000/tcp
# 重啓: 
firewall-cmd --reload

⑤ 啓動 Storage

啓動Storage前確保Tracker是啓動的。初次啓動成功,會在 /data/fastdfs/storage 目錄下創建 data、 logs 兩個目錄。

可以用這種方式啓動
# /etc/init.d/fdfs_storaged start

也可以用這種方式,後面都用這種
# service fdfs_storaged start

查看 Storage 是否成功啓動,23000 端口正在被監聽,就算 Storage 啓動成功。

# netstat -unltp|grep fdfs

關閉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

⑥ 設置 Storage 開機啓動

# chkconfig fdfs_storaged on

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

⑦ Storage 目錄

同 Tracker,Storage 啓動成功後,在base_path 下創建了data、logs目錄,記錄着 Storage Server 的信息。

在 store_path0 目錄下,創建了N*N個子目錄:

5、文件上傳測試

① 修改 Tracker 服務器中的客戶端配置文件

# cd /etc/fdfs
# cp client.conf.sample client.conf
# vim client.conf

修改如下配置即可,其它默認。

# Client 的數據和日誌目錄
base_path=/data/fastdfs/client

# Tracker端口
tracker_server=118.25.36.41:22122

② 上傳測試

首先需要創建client目錄

mkdir -p /data/fastdfs/client

在linux內部執行如下命令上傳 namei.jpeg 圖片


# /usr/bin/fdfs_upload_file /etc/fdfs/client.conf storage.conf

上傳成功後返回文件ID號:


group1/M00/00/00/Cmlg2FrLU9eAVJ-ZAAAejzOgbzU97.conf

上傳成功

返回的文件ID由group、存儲目錄、兩級子目錄、fileid、文件後綴名(由客戶端指定,主要用於區分文件類型)拼接而成。

三、安裝Nginx

上面將文件上傳成功了,但我們無法下載。因此安裝Nginx作爲服務器以支持Http方式訪問文件。同時,後面安裝FastDFS的Nginx模塊也需要Nginx環境。

Nginx只需要安裝到StorageServer所在的服務器即可,用於訪問文件。我這裏由於是單機,TrackerServer和StorageServer在一臺服務器上。

1、安裝nginx所需環境

① gcc 安裝

# yum install gcc-c++

② PCRE pcre-devel 安裝

# yum install -y pcre pcre-devel

③ zlib 安裝

# yum install -y zlib zlib-devel

④ OpenSSL 安裝

# yum install -y openssl openssl-devel

2、安裝Nginx

① 下載nginx

# wget -c https://nginx.org/download/nginx-1.12.1.tar.gz

② 解壓

# tar -zxvf nginx-1.12.1.tar.gz
# cd nginx-1.12.1

③ 使用默認配置

# ./configure

④ 編譯、安裝

# make
# make install

⑤ 啓動nginx

# cd /usr/local/nginx/sbin/
# ./nginx 

其它命令
# ./nginx -s stop
# ./nginx -s quit
# ./nginx -s reload

⑥ 設置開機啓動


# vim /etc/rc.local

添加一行:
/usr/local/nginx/sbin/nginx

# 設置執行權限
# chmod 755 /etc/rc.local

⑦ 查看nginx的版本及模塊

/usr/local/nginx/sbin/nginx -V

⑧ 防火牆中打開Nginx端口(默認的 80)

添加後就能在本機使用80端口訪問了。

# 添加開放IP:
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=80/tcp
# 重啓: 
firewall-cmd --reload

3、訪問文件

簡單的測試訪問文件

① 修改nginx.conf

# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

添加如下行,將 /group1/M00 映射到 /data/fastdfs/file/data
location /group1/M00 {
    alias /data/fastdfs/file/data;
}

# 重啓nginx
# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

② 在瀏覽器訪問之前上傳的圖片、成功。

http://118.25.36.41/group1/M00/00/00/Cmlg2FrLU9eAVJ-ZAAAejzOgbzU97.conf

四、FastDFS 配置 Nginx 模塊

1、安裝配置Nginx模塊

① fastdfs-nginx-module 模塊說明

FastDFS 通過 Tracker 服務器,將文件放在 Storage 服務器存儲, 但是同組存儲服務器之間需要進行文件複製, 有同步延遲的問題。

  假設 Tracker 服務器將文件上傳到了 192.168.51.128,上傳成功後文件 ID已經返回給客戶端。

  此時 FastDFS 存儲集羣機制會將這個文件同步到同組存儲 192.168.51.129,在文件還沒有複製完成的情況下,客戶端如果用這個文件 ID 在 192.168.51.129 上取文件,就會出現文件無法訪問的錯誤。

  而 fastdfs-nginx-module 可以重定向文件鏈接到源服務器取文件,避免客戶端由於複製延遲導致的文件無法訪問錯誤。
  

② 下載 fastdfs-nginx-module、解壓

# 這裏爲啥這麼長一串呢,因爲最新版的master與當前nginx有些版本問題。
# wget https://github.com/happyfish100/fastdfs-nginx-module/archive/5e5f3566bbfa57418b5506aaefbe107a42c9fcb1.zip

# 解壓
# unzip 5e5f3566bbfa57418b5506aaefbe107a42c9fcb1.zip

# 重命名
# mv fastdfs-nginx-module-5e5f3566bbfa57418b5506aaefbe107a42c9fcb1  fastdfs-nginx-module-master

③ 配置Nginx

在nginx中添加模塊

# 先停掉nginx服務
# /usr/local/nginx/sbin/ngix -s stop

進入解壓包目錄
# cd /softpackages/nginx-1.12.1/

# 添加模塊
# ./configure --add-module=../fastdfs-nginx-module-master/src

重新編譯、安裝
# make && make install

④ 查看Nginx的模塊

# /usr/local/nginx/sbin/nginx -V

有下面這個就說明添加模塊成功

⑤ 複製 fastdfs-nginx-module 源碼中的配置文件到/etc/fdfs 目錄, 並修改

# cd /softpackages/fastdfs-nginx-module-master/src

# cp mod_fastdfs.conf /etc/fdfs/

修改如下配置,其它默認

# cd /softpackages/fastdfs-nginx-module-master/src

# cp mod_fastdfs.conf /etc/fdfs/

修改如下配置,其它默認

# 連接超時時間
connect_timeout=10

# Tracker Server
tracker_server=118.25.36.41:22122

# StorageServer 默認端口
storage_server_port=23000

# 如果文件ID的uri中包含/group**,則要設置爲true
url_have_group_name = true

# Storage 配置的store_path0路徑,必須和storage.conf中的一致
store_path0=/data/fastdfs/file

⑥ 複製 FastDFS 的部分配置文件到/etc/fdfs 目錄

# cd /softpackages/fastdfs-5.05/conf/

# cp anti-steal.jpg http.conf mime.types /etc/fdfs/

⑦ 配置nginx,修改nginx.conf

# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

修改配置,其它的默認

在80端口下添加fastdfs-nginx模塊

location ~/group([0-9])/M00 {
    ngx_fastdfs_module;
}

注意:
listen 80 端口值是要與 /etc/fdfs/storage.conf 中的 http.server_port=80 (前面改成80了)相對應。如果改成其它端口,則需要統一,同時在防火牆中打開該端口。

  location 的配置,如果有多個group則配置location ~/group([0-9])/M00 ,沒有則不用配group。
  

⑧ 在/data/fastdfs/file 文件存儲目錄下創建軟連接,將其鏈接到實際存放數據的目錄,這一步可以省略。

# ln -s /data/fastdfs/file/data/ /data/fastdfs/file/data/M00 

⑨ 啓動nginx

# /usr/local/nginx/sbin/nginx

打印處如下就算配置成功

⑩ 在地址欄訪問

能下載文件就算安裝成功。注意和第三點中直接使用nginx路由訪問不同的是,這裏配置 fastdfs-nginx-module 模塊,可以重定向文件鏈接到源服務器取文件。

http://118.25.36.41/group1/M00/00/00/Cmlg2FrLU9eAVJ-ZAAAejzOgbzU97.conf

最終部署結構圖(盜的圖):可以按照下面的結構搭建環境。

以上

原作者:bojiangzhou
原出處:http://www.cnblogs.com/chiangchou/
  

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