云计算—GFS文件系统架构分析

最新推荐文章于 2025-06-29 20:49:28 发布

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#云计算 #gfs #架构 #存储 #分布式

GFS设计主要针对追加操作，而非改写，以简化一致性模型并提高性能。系统采用追加操作可能存在重复记录和顺序不确定性，适合批处理的MapReduce应用。Master节点负责管理Chunk副本分布，确保系统稳定性和负载均衡。文件删除后，GFS不会立即回收资源，而是通过版本号和快照机制保证数据完整性和一致性。快照操作通过copy-on-write机制实现，需要先停止写服务并增加chunk引用计数。

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Google文件系统（Google File System，GFS）是构建在廉价的服务器之上的大型分布式系统。它认为组件失效（注：可理解为服务器故障）是常态事件，而不是意外事件，通过自身对可能失效组件的持续的监控、错误侦测、灾难冗余以及自动恢复的机制，保证系统的可靠性，也降低了系统的设计成本。

系统架构

一个GFS集群包含三个角色：一个单独的GFS Master总控制服务器，多台GFS Chunkserver（数据块服务器，简称CS）和多个GFS Client客户端.GFS存储的文件都被分割成固定大小的Chunk。 Chunk服务器把Chunk以linux文件的形式保存在本地硬盘上，并且根据指定的Chunk标识和字节范围来读写块数据。为了保证可靠性，Chunk在不同的机器中复制多份，缺省情况下，使用3个存储复制节点，不过用户可以为不同的文件命名空间设定不同的复制级别。

Master中维护了系统的元数据（SQL中的说法是:数据的数据）,这些元数据包括Chunk名字空间、访问控制信息、文件和Chunk的映射信息、以及当前Chunk的位置信息.。Master还管理着系统范围内的活动，比如， Chunk租用管理无用Chunk的回收、以及 Chunk在Chunk服务器之间的迁移。 Master节点使用心跳信息周期地和每个Chunk 服务器通讯，发送指令到各个Chunk服务器并接收Chunk服务器的状态信息。

Client代码实现了GFS