GlusterFS：修訂間差異

GlusterFS是一個(gè)具有向外擴(kuò)展能力的網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)（NAS）文件系統(tǒng)。它是一款免費(fèi)軟件，采用GNU通用公共許可證（GPL）v3許可。GlusterFS通過(guò)將各種存儲(chǔ)服務(wù)器通過(guò)以太網(wǎng)或Infiniband RDMA互聯(lián)，形成一個(gè)大規(guī)模的并行網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)。其設(shè)計(jì)基于可堆疊的用戶(hù)空間，以確保性能不受影響。該文件系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于諸如云計(jì)算、生物醫(yī)學(xué)科學(xué)和歸檔存儲(chǔ)等領(lǐng)域。最初由Gluster公司開(kāi)發(fā)，后來(lái)被紅帽公司收購(gòu)，并于2011年成為紅帽公司的一部分。

目錄

• 1 特點(diǎn)
  • 1.1 擴(kuò)展性和高性能
  • 1.2 高可用性
  • 1.3 全局統(tǒng)一命名空間
  • 1.4 彈性卷管理
  • 1.5 基于標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議
• 2 工作流程
• 3 卷類(lèi)型
• 4 文件系統(tǒng)組成
• 5 文件系統(tǒng)作用
• 6 相關(guān)條目

特點(diǎn)

擴(kuò)展性和高性能

GlusterFS是一個(gè)具備卓越擴(kuò)展性和高性能特點(diǎn)的分布式文件系統(tǒng)，它通過(guò)兩個(gè)主要機(jī)制實(shí)現(xiàn)高容量存儲(chǔ)解決方案。首先，其Scale-Out架構(gòu)支持通過(guò)簡(jiǎn)單地增添存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)來(lái)提升整體的存儲(chǔ)容量和性能，同時(shí)允許獨(dú)立增加磁盤(pán)、計(jì)算力和I/O資源，并兼容10GbE和InfiniBand等高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。其次，Gluster的彈性哈希（ElasticHash）技術(shù)消除了對(duì)元數(shù)據(jù)服務(wù)器的依賴(lài)性，從而解決了單點(diǎn)故障問(wèn)題并優(yōu)化了性能瓶頸，實(shí)現(xiàn)了高效的并行數(shù)據(jù)訪問(wèn)。該技術(shù)使用智能算法直接在存儲(chǔ)池中定位數(shù)據(jù)分片，無(wú)需索引查詢(xún)或向元數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求。

高可用性

在高可用性方面，GlusterFS能自動(dòng)對(duì)文件進(jìn)行鏡像或多重復(fù)制，確保即使在硬件出現(xiàn)故障的情況下，數(shù)據(jù)依然可以正常訪問(wèn)。當(dāng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)不一致時(shí)，其自愈功能能夠?qū)?shù)據(jù)恢復(fù)到正確狀態(tài)，這一過(guò)程以增量方式在后臺(tái)運(yùn)行，幾乎不會(huì)對(duì)性能造成影響。由于GlusterFS沒(méi)有采用專(zhuān)屬的數(shù)據(jù)文件格式，而是利用主流操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)磁盤(pán)文件系統(tǒng)（如EXT3、XFS等）來(lái)儲(chǔ)存文件，數(shù)據(jù)可以通過(guò)傳統(tǒng)方法被訪問(wèn)。

全局統(tǒng)一命名空間

GlusterFS提供了全局統(tǒng)一命名空間，將各個(gè)節(jié)點(diǎn)的命名空間整合為一個(gè)統(tǒng)一的虛擬存儲(chǔ)池，使得前端主機(jī)能夠無(wú)縫地訪問(wèn)所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)操作。

彈性卷管理

在彈性卷管理方面，GlusterFS允許用戶(hù)將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在邏輯卷中，這些邏輯卷是從邏輯存儲(chǔ)池中劃分出來(lái)的。用戶(hù)可以在線增加或移除邏輯存儲(chǔ)池中的資源，而不會(huì)造成業(yè)務(wù)中斷。邏輯卷的規(guī)?？梢愿鶕?jù)實(shí)際需求動(dòng)態(tài)伸縮，并在多個(gè)節(jié)點(diǎn)間實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。文件系統(tǒng)的配置也可以實(shí)時(shí)在線調(diào)整，以適應(yīng)工作負(fù)載的變化或進(jìn)行性能調(diào)優(yōu)。

基于標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議

Gluster存儲(chǔ)服務(wù)支持包括NFS、CIFS、HTTP、FTP、SMB以及Gluster原生協(xié)議在內(nèi)的多種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，并且完全與POSIX標(biāo)準(zhǔn)兼容。這意味著現(xiàn)有的應(yīng)用程序無(wú)需任何修改即可訪問(wèn)存儲(chǔ)在GlusterFS中的數(shù)據(jù)，同時(shí)也支持通過(guò)專(zhuān)用API進(jìn)行訪問(wèn)。

工作流程

客戶(hù)端或應(yīng)用程序通過(guò)GlusterFS提供的掛載點(diǎn)接口與數(shù)據(jù)交互。在Linux系統(tǒng)中，當(dāng)這些請(qǐng)求被發(fā)起時(shí)，內(nèi)核的虛擬文件系統(tǒng)（VFS）層通過(guò)其API接收并處理這些請(qǐng)求。VFS扮演著中間媒介的角色，負(fù)責(zé)將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)核級(jí)的FUSE（用戶(hù)空間文件系統(tǒng)）模塊。FUSE模塊作為已注冊(cè)的實(shí)際文件系統(tǒng)操作，并通過(guò)特殊的設(shè)備文件/dev/fuse，將請(qǐng)求傳遞至GlusterFS客戶(hù)端軟件。

可以將FUSE視為一個(gè)高效的代理，它使得用戶(hù)空間的文件系統(tǒng)能夠與內(nèi)核空間進(jìn)行通信。一旦GlusterFS客戶(hù)端收到來(lái)自FUSE的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，它會(huì)參照事先配置好的參數(shù)進(jìn)行處理。處理完成后，GlusterFS客戶(hù)端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)端的GlusterFS服務(wù)器，并將數(shù)據(jù)最終寫(xiě)入到服務(wù)器上的存儲(chǔ)設(shè)備中。這個(gè)過(guò)程確保了客戶(hù)端對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)和管理既高效又透明。

卷類(lèi)型

• 分布式卷
• 條帶卷
• 復(fù)制卷
• 分布式條帶卷
• 分布式復(fù)制卷
• 分布式條帶復(fù)制卷

文件系統(tǒng)組成

• 接口：文件系統(tǒng)接口。

• 功能模塊（管理、存儲(chǔ)的工具）：對(duì)對(duì)象管理里的軟件集合。

• 對(duì)象及屬性：（使用此文件系統(tǒng)的消費(fèi)者）。

文件系統(tǒng)作用

• 從系統(tǒng)角度來(lái)看，文件系統(tǒng)時(shí)對(duì)文件存儲(chǔ)設(shè)備的空間進(jìn)行組織和分配，負(fù)責(zé)文件存儲(chǔ)并對(duì)存入的文件進(jìn)行保護(hù)和檢索的系統(tǒng)。

• 主要負(fù)責(zé)為用戶(hù)建立文件、存入、讀出、修改、轉(zhuǎn)儲(chǔ)文件，控制文件的存取。

相關(guān)條目

• 云存儲(chǔ)軟件
• Ceph
• MinIO
• OpenIO
• Apache Hadoop