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fastdfs簡介

fastdfs是一款開源的輕量級分布式文件系統，使用c實現，支持linux、bsd等unix-like操作系統。值得注意的是，fastdfs并不是通用的文件系統，只能通過專用的api訪問。

fastdfs為互聯網應用量身定做，解決了大容量文件存儲的問題，fastdfs追求高性能和高擴展性。fastdfs的主要概念：

tracker-server：跟蹤服務器。用于跟蹤文件，主要起調度作用。在內存中記錄了所有存儲組和存儲服務器的狀態信息，是客戶端和數據存儲的主要樞紐。相比gfs更為精簡，因為不記錄文件索引。

storage-server: 存儲服務器。用于存儲文件。直接使用操作系統的文件系統來管理和組織文件。

group: 組，卷。多個服務器存在一個組中，在一個組中的服務器存儲的文件是完全相同的，并且同一個組的服務器地位是對等的。對于文件的操作可以在任意一個組中的服務器上進行。

metadata: 元數據。以鍵值對的方式存儲，用于存儲文件的相關信息。

Java高級架構之FastDFS分布式文件集群詳解

各大存儲系統的對比

話說沒有對比就沒有傷害，fastdfs也不是萬能的，需要根據業務來選擇適合的存儲系統。

存儲系統	適合存儲的文件類型	文件分布情況	系統性能	復雜度	fuse(用戶文件系統)	posix()	備份機制	通訊協議接口	社區情況	實現語言
fastdfs	4kb至500mb	將小文件合并存儲	很高	簡單	不支持	不支持	組內冗余備份	http api	國內用戶	c
tfs	所有文件	小文件合并以塊組織分片	-	復雜	不支持	不支持	塊存儲多份,主輔災備	http api	少	c++
mfs	大于64k	分片存儲	master節點占用內存較高	-	支持	支持	多點備份,動態冗余	使用fuse掛載	較多	perl
hdfs	大文件	大文件分片塊存儲	-	簡單	支持	支持	多副本	原生api	較多	java
ceph	對象大文件	osd一主多從	-	復雜	支持	支持	多副本	原生api	較少	c++
mogilefs	海量小圖片	-	高	復雜	支持	不支持	動態冗余	原生api	文檔少	perl
clusterfs	大文件	-	-	簡單	支持	支持	-	-	多	c

github項目主頁：https://github.com/happyfish100/fastdfs

fastdfs客戶端與服務器端交互原理

Java高級架構之FastDFS分布式文件集群詳解

fastdfs+nginx整合

架構圖

Java高級架構之FastDFS分布式文件集群詳解

安裝fastdfs

				?

									mkdir /source

									cd /source

									yum install -y gcc gcc-c++ make cmake wget libevent

									wget https://github.com/happyfish100/libfastcommon/archive/v1.0.35.tar.gz

									wget https://github.com/happyfish100/fastdfs/archive/v5.10.tar.gz

									tar -zxvf v1.0.35.tar.gz

									tar -zxvf v5.10.tar.gz

									cd libfastcommon-1.0.35

									./make.sh

									./make.sh install

									ln -s /usr/lib64/libfastcommon.so /usr/local/lib/libfastcommon.so

									cd ../

									cd fastdfs-5.10/

									./make.sh

									./make.sh install

									cd ../

									rm -rf libfastcommon-1.0.35

									rm -rf fastdfs-5.10

									cp /etc/fdfs/tracker.conf.sample /etc/fdfs/tracker.conf

									cp /etc/fdfs/storage.conf.sample /etc/fdfs/storage.conf

									cp /etc/fdfs/client.conf.sample /etc/fdfs/client.conf

									mkdir -p /data/fdfs/tracker

									mkdir -p /data/fdfs/storage

									ln -s /usr/bin/stop.sh /usr/local/bin/stop.sh

									ln -s /usr/bin/restart.sh /usr/local/bin/restart.sh

修改配置文件

修改跟蹤器配置文件：

				?

									base_path=/data/fdfs/tracker

修改存儲器配置文件：

				?

									base_path=/data/fdfs/storage

									store_path0=/data/fdfs/storage

									tracker_server=192.168.80.3:22122

修改客戶端配置文件：

				?

									base_path=/data/fdfs/client

									tracker_server=192.168.80.3:22122

啟動

				?

									/etc/init.d/fdfs_trackerd start

									/etc/init.d/fdfs_storaged start

				?

									netstat -tunlap | grep :22122

									tcp    0   0 0.0.0.0:22122      0.0.0.0:*        listen   7247/fdfs_trackerd 

									tcp    0   0 192.168.80.3:22122   192.168.80.3:39318   established 7247/fdfs_trackerd 

									tcp    0   0 192.168.80.3:39318   192.168.80.3:22122   established 7444/fdfs_storaged

啟動后要查看狀態, 出現 active (exited) 字樣可以嘗試重啟服務。

測試

				?

									/usr/bin/fdfs_upload_file /etc/fdfs/client.conf /source/fastdfs_v5.05.tar.gz

									group1/m00/00/00/wkhqa1ysjsgapjxbaavfol7fju4.tar.gz

文件存儲在：

				?

									ll /data/fdfs/storage/data/00/00/wkhqa1ysjsgapjxbaavfol7fju4.tar.gz

安裝nginx并配置模塊

				?

									# 安裝nginx需要的pcre（perl兼容正則表達式）庫，允許nginx使用rewrite模塊提供url重寫功能。

									yum install pcre pcre-devel perl-extutils-embed -y

									# 安裝openssl-devel，允許nginx提供https服務。

									yum install openssl-devel -y

									# 下載軟件包

									cd /source

									wget http://59.80.44.46/nginx.org/download/nginx-1.14.2.tar.gz

									wget http://nchc.dl.sourceforge.net/project/fastdfs/fastdfs%20nginx%20module%20source%20code/fastdfs-nginx-module_v1.16.tar.gz

									# 解壓軟件包

									tar xvf nginx-1.14.2.tar.gz

									tar xvf fastdfs-nginx-module_v1.16.tar.gz

									# 創建必要的軟連接

									ln -s /usr/include/fastdfs/ /usr/local/include/fastdfs

									ln -s /usr/include/fastcommon/ /usr/local/include/fastcommon

									cp fastdfs/conf/http.conf /etc/fdfs/

									cp fastdfs/conf/mime.types /etc/fdfs/

									cp fastdfs-nginx-module/src/mod_fastdfs.conf /etc/fdfs/

									mkdir -p /data/fdfs/fastdfs-nginx-module

修改配置文件 /etc/fdfs/mod_fastdfs.conf :

				?

									connect_timeout=10

									base_path=/data/fdfs/fastdfs-nginx-module

									# 配置服務器的地址

									tracker_server=192.168.80.3:22122

									url_have_group_name = true

									store_path0=/data/fdfs/storage

				?

									mkdir /applications

									mkdir /tmp/nginx

									useradd nginx -s /sbin/nologin -m

									cd nginx-1.14.2

									./configure \

									--user=nginx \

									--group=nginx \

									--prefix=/applications/nginx-1.14.2 \

									--with-http_ssl_module \

									--with-http_gzip_static_module \

									--http-client-body-temp-path=/tmp/nginx/client \

									--http-proxy-temp-path=/tmp/nginx/proxy \

									--http-fastcgi-temp-path=/tmp/nginx/cgi \

									--with-poll_module \

									--with-file-aio \

									--with-http_realip_module \

									--with-http_addition_module \

									--with-http_random_index_module \

									--with-pcre \

									--with-http_stub_status_module \

									--with-stream \

									--add-module=/source/fastdfs-nginx-module/src

									make

									make install

									ln -s /applications/nginx-1.14.2/ /applications/nginx

									chown -r nginx.nginx /applications/nginx

									chown -r nginx.nginx /applications/nginx-1.14.2/

									chown -r nginx.nginx /tmp/nginx/

修改配置文件 /applications/nginx/conf/nginx.conf , 在http區塊添加：

				?

									server {

									    listen    8000;

									    server_name media;

									    location / {

									      root  html;

									      index index.html index.htm;

									    }

									    # 攔截文件請求，轉發到下面的模塊

									    location ~/group[0-9] {

									      ngx_fastdfs_module;

									    }

									    error_page  500 502 503 504 /50x.html;

									    location = /50x.html {

									      root  html;

									    }

									  }

測試配置文件正確性并啟動：

				?

									/applications/nginx/sbin/nginx -t

									/applications/nginx/sbin/nginx

刪除臨時文件：

				?

									rm -rf fastdfs

									rm -rf fastdfs-nginx-module

									rm -rf libfastcommon-1.0.35

									rm -rf nginx-1.14.2

測試nginx文件下載功能, 在瀏覽器輸入： http://192.168.80.3:8000/group1/m00/00/00/wkhqa1ysjsgapjxbaavfol7fju4.tar.gz

一個nginx只能訪問一個storage服務器的數據，所以多個storage服務器要配置多個nginx，然后將nginx按照請求路徑中的組id(groupid)進行路由。

簡單的啟動停止服務的腳本：

				?

									# start-service

									# usage: ./start-service

									echo "============================================sync datetime==========================================="

									ntpdate time7.aliyun.com

									echo "===========================================getting status==========================================="

									/etc/init.d/fdfs_trackerd status

									/etc/init.d/fdfs_storaged status

									echo "==========================================starting service=========================================="

									/etc/init.d/fdfs_storaged start

									/etc/init.d/fdfs_trackerd start

									echo "===========================================getting status==========================================="

									/etc/init.d/fdfs_trackerd status

									/etc/init.d/fdfs_storaged status

									echo "=========================================testing config file========================================"

									/applications/nginx/sbin/nginx -t

									echo "=========================================starting web server========================================"

									/applications/nginx/sbin/nginx

									echo "=======================================getting network status======================================="

									sleep 5s

									netstat -tunlap | grep :22122

									netstat -tunlap | grep :8000

				?

									# stop-service

									# usage: ./stop-service

									echo "===========================================getting status==========================================="

									/etc/init.d/fdfs_trackerd status

									/etc/init.d/fdfs_storaged status

									echo "==========================================stopping service=========================================="

									/etc/init.d/fdfs_storaged stop

									/etc/init.d/fdfs_trackerd stop

									echo "========================================stopping web server========================================="

									kill `cat /applications/nginx/logs/nginx.pid`

									echo "===========================================getting status==========================================="

									/etc/init.d/fdfs_trackerd status

									/etc/init.d/fdfs_storaged status

									echo "=======================================getting network status======================================="

									sleep 5s

									netstat -tunlap | grep :22122

									netstat -tunlap | grep :8000

基于token的防盜鏈實現

fastdfs內置使用token的方式實現防盜鏈，token是帶有時效性的，token中包含了文件id、時間戳ts和token。在fastdfs中使用url帶上ts和token的方式請求資源。在fastdfs中提供了生成token的算法，擴展模塊會對token進行驗證。由于token的生成和校驗都在服務器端，因此不會存在安全性問題。鏈接示例：

http://192.168.1.15:8080/group1/m01/01/01/wkgbd01c15nvku1caabaoecdfs466570.c?token=b32cd06a53dea4376e43d71cc882f9cb&ts=1297930137

在 /etc/fdfs/http.conf 中修改：

				?

									# 開啟token校驗

									http.anti_steal.check_token=true

									# token的聲明周期為240秒

									http.anti_steal.token_ttl=240

									# 加密字符串，可以使用 openssl rand -base64 64 生成

									http.anti_steal.secret_key=2scpwmpctxhblvoyb0jyuyqzytoofmfcbiye65n56ppyvwrntxzlidbpdvddljm8qhhkxsgwtcr+9vdg3yptkw

									# token校驗失敗的時候返回的圖片 

									http.anti_steal.token_check_fail=/data/fdfs/error.svg

使用java客戶端驗證：

將客戶端安裝到本地倉庫：

				?

									git clone https://github.com/happyfish100/fastdfs-client-java.git

									cd fastdfs-client-java

									mvn clean install

使用maven創建一個普通的項目，在pom文件中添加依賴：

				?

									<dependencies>

									  <dependency>

									    <groupid>org.csource</groupid>

									    <artifactid>fastdfs-client-java</artifactid>

									    <version>1.27-snapshot</version>

									  </dependency>

									</dependencies>

在resources目錄下創建fastdfs配置文件 fastdfs-client.properties :

				?

									fastdfs.connect_timeout_in_seconds = 5

									fastdfs.network_timeout_in_seconds = 30

									fastdfs.charset = utf-8

									fastdfs.http_anti_steal_token = true

									fastdfs.http_secret_key = 2scpwmpctxhblvoyb0jyuyqzytoofmfcbiye65n56ppyvwrntxzlidbpdvddljm8qhhkxsgwtcr+9vdg3yptkw

									fastdfs.http_tracker_http_port = 8080

									fastdfs.tracker_servers = 192.168.80.3:22122

創建 com.bluemiaomiao.demo.java 類文件：

				?

									package com.bluemiaomiao;

									import org.csource.common.myexception;

									import org.csource.fastdfs.clientglobal;

									import org.csource.fastdfs.protocommon;

									import java.io.ioexception;

									import java.security.nosuchalgorithmexception;

									import java.util.properties;

									public class demo {

									  public static void main(string[] args) throws ioexception, myexception, nosuchalgorithmexception {

									    // 加載配置文件

									    properties prop = new properties();

									    prop.load(demo.class.getresourceasstream("/fastdfs-client.properties"));

									    clientglobal.initbyproperties(prop);

									    // 顯示初始化配置信息

									    system.out.println(clientglobal.configinfo());

									    // 使用文件上傳工具返回的地址，一般情況下保存在數據庫中

									    string remotefilename = "group1/m00/00/00/wkhqa1ysjsgapjxbaavfol7fju4.tar.gz";

									    // 獲取當前時間戳

									    int ts = (int)(system.currenttimemillis()/1000);

									    // 獲取token, 傳入的文件id不要含有分組信息

									    string token = protocommon.gettoken("m00/00/00/wkhqa1ysjsgapjxbaavfol7fju4.tar.gz", ts, prop.getproperty("fastdfs.http_secret_key"));

									    // 使用瀏覽器訪問返回的url

									    system.out.println("http://192.168.80.3:8000/" + remotefilename + "?token=" + token + "&ts=" + ts);

									  }

									}

如果訪問時顯示防盜鏈圖片，可能是測試客戶端與服務器之間的之間有一定差距，兩個主機之間不能有分鐘級別的差距，可以使用如下方法同步服務器：

				?

									# 安裝同步時間服務器的客戶端, windows系統也需要與該服務器同步

									# 控制面板->時鐘和區域->設置日期和時間->internet時間->更改設置

									yum install ntpdate

									ntpdate time7.aliyun.com

整合fastdht實現數據去重

fastdht是分布式哈希系統（dht），使用berkeleydb做數據存儲，使用libevent做網絡io處理。依賴于libfastcommon組件。

下載

去oracle官方網站下載 berkeley db 數據庫，去fastdfs的github主頁下載fastdht的源碼包。由于之前已經安裝過linevent和libfastcommon，因此只需要安裝數據庫和fastdht即可。

安裝配置數據庫與fastdht

				?

									tar -xvf db-6.2.23.tar.gz

									cd db-6.2.23/build_unix/

									../dist/configure --prefix=/applications/db-6.2.23

									cd ../../

									rm -rf db-6.2.23

									unzip fastdht-master.zip

									cd fastdht-master

									vim make.sh

修改第27行代碼：

				?

									cflags='-wall -d_file_offset_bits=64 -d_gnu_source -i /applications/db-6.2.23/include/ -l /applications/db-6.2.23/lib/'

-i ：指定數據庫提供的頭文件目錄

-l ：指定數據庫提供的庫文件目錄

				?

									./make.sh

									./make.sh install

									cd ../

									rm -rf fastdht-master

配置

				?

									mkdir /data/fdht

修改 /etc/fdht/fdht_client.conf 內容：

				?

									base_path=/data/fdht

									#include /etc/fdht/fdht_servers.conf

修改 /etc/fdht/fdht_servers.conf 內容：

				?

									group0 = 192.168.80.3:11411

修改 /etc/fdht/fdhtd.conf 內容：

				?

									base_path=/data/fdht

									#include /etc/fdht/fdht_servers.conf

修改 /etc/fdfs/storage.conf 內容：

				?

									check_file_duplicate=1

									key_namespace=fastdfs

									keep_alive=1

									#include /etc/fdht/fdht_servers.conf

主要需要包含服務器端配置文件。

				?

									ln -s /applications/db-6.2.23/lib/libdb-6.2.so /usr/lib/libdb-6.2.so

									ln -s /applications/db-6.2.23/lib/libdb-6.2.so /usr/lib64/libdb-6.2.so

啟動并測試

				?

									fdhtd /etc/fdht/fdhtd.conf

重啟使用：

				?

									fdhtd /etc/fdht/fdhtd.conf restart

查看結果：

				?

									netstat -tunlap | grep :11411

									tcp    0   0 0.0.0.0:11411      0.0.0.0:*        listen   20605/fdhtd

由于安裝fastdht的時候關閉了fastdfs，因此需要啟動fastdfs

				?

									./start-service

修改之前的 start-service 腳本, 在啟動tracker和storage服務之前添加：

				?

									fdhtd /etc/fdht/fdhtd.conf

在查看tracker和ngixn網絡狀態之前添加：

				?

									netstat -tunlap | grep :11411

測試：

				?

									fdfs_upload_file /etc/fdfs/client.conf /source/db-6.2.23.tar.gz

									group1/m00/00/00/wkhqa1yu2l6aptk-aqqolabfhaq.tar.gz

									fdfs_upload_file /etc/fdfs/client.conf /source/db-6.2.23.tar.gz

									group1/m00/00/00/wkhqa1yu2mkaomiiaqqolhuwxfw.tar.gz

									ll /data/fdfs/storage/data/00/00/

									total 45268

									-rw-r--r-- 1 root root 44305964 apr 11 14:03 wkhqa1yu2l6am0aiaqqolkfbfuc.tar.gz

									lrwxrwxrwx 1 root root    64 apr 11 14:03 wkhqa1yu2l6aptk-aqqolabfhaq.tar.gz -> /data/fdfs/storage/data/00/00/wkhqa1yu2l6am0aiaqqolkfbfuc.tar.gz

									lrwxrwxrwx 1 root root    64 apr 11 14:03 wkhqa1yu2mkaomiiaqqolhuwxfw.tar.gz -> /data/fdfs/storage/data/00/00/wkhqa1yu2l6am0aiaqqolkfbfuc.tar.gz

自定義 fastdfs-spring-boot-starter

為了快速構建springboot項目，我們可以自定義一個場景啟動器來解決。詳細信息： https://github.com/bluemiaomiao/fastdfs-spring-boot-starter .

下面使用springboot構建一個示例項目:

添加依賴：

				?

									<dependency>

									  <groupid>com.bluemiaomiao</groupid>

									  <artifactid>fastdfs-spring-boot-starter</artifactid>

									  <version>1.0-snapshot</version>

									</dependency>

在主配置類中添加注解：

				?

									@enablefastdfsclient

									@springbootapplication

									public class demoapplication {

									@autowired

									private fastdfsclientservice fastdfsclientservice;

									public static void main(string[] args) {

									  springapplication.run(demoapplication.class, args);

									}

									}