云计算技术研习：Lustre文件系统处理大文件

最新推荐文章于 2025-06-23 04:01:07 发布

jaminwm

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分类专栏：读书笔记

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/jaminwm/article/details/44538643

Lustre是一个开源的并行文件系统，特别适用于处理大文件，提供高扩展性和高性能。它通过对象存储技术将大文件分片存储在多个OST上，利用分片策略提高并发度和I/O带宽。然而，对于小文件应用，Lustre表现不佳。文章详细探讨了Lustre的Stripe机制、性能特征，以及针对小文件的优化措施，包括文件聚合、直接I/O、调整系统参数等。此外，提出了Lustre I/O的最佳实践建议，以最大化系统性能。

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一、什么是Lustre文件系统

Lustre是HP， Intel，Cluster FileSystem公司联合美国能源部开发的Linux集群并行文件系统。该系统目前推出 1.0 的发布版本，是第一个基于对象存储设备的，开源的并行文件系统。其结构如图所示，它由客户端，两个MDS，OSD 设备池通过高速的以太网或 QWS Net 所构成。目前可以支持1000 个客户端节点的 I/O 请求，两个 MDS 采用共享存储设备的 Active－Standby方式的容错机制，存储设备跟普通的，基于块的 IDE 存储设备不同，是基于对象的智能存储设备。Lustre 采用分布式的锁管理机制来实现并发控制，元数据和文件数据的通讯链路分开管理。

Lustre系统结构图

二、 Lustre应用领域

Lustre是面向集群的存储架构，它是基于Linux平台的开源集群（并行）文件系统，提供与POSIX兼容的文件系统接口。Lustre两个最大特征是高扩展性和高性能，能够支持数万客户端系统、PB级存储容量、数百GB的聚合I/O吞吐量。Lustre是Scale-Out存储架构，借助强大的横向扩展能力，通过增加服务器即可方便扩展系统总存储容量和性能。Lustre的集群和并行架构，非常适合众多客户端并发进行大文件读写的场合，但目前对于小文件应用非常不适用，尤其是海量小文件应用LOSF（Lots Of SmallFiles）。Lustre广泛应用于各种环境，目前部署最多的为高性能计算HPC，世界超级计算机TOP 10中的70%，TOP 30中的50%，TOP 100中的40%均部署了Lustre。另外，Lustre在石油、天然气、制造、富媒体、金融等行业领域也被大量部署应用。

三、Lustre Stripe

Lustre采用对象存储技术，将大文件分片并以类似RAID0的方式分散存储在多个OST上，一个文件对应多个OST上的对象。Lustre系统中，每个文件对应MDT上的一个元数据文件，inode以扩展属性记录了数据分片布局信息，包括stripe_count（对象数）, stripe_size（分片大小）, str