GlusterFS
GlusterFS是一個具有向外擴展能力的網(wǎng)絡(luò)附加存儲（NAS）文件系統(tǒng)。它是一款免費軟件，采用GNU通用公共許可證（GPL）v3許可。GlusterFS通過將各種存儲服務(wù)器通過以太網(wǎng)或Infiniband RDMA互聯(lián)，形成一個大規(guī)模的并行網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)。其設(shè)計基于可堆疊的用戶空間，以確保性能不受影響。該文件系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于諸如云計算、生物醫(yī)學科學和歸檔存儲等領(lǐng)域。最初由Gluster公司開發(fā)，后來被紅帽公司收購，并于2011年成為紅帽公司的一部分。
特點
擴展性和高性能
GlusterFS是一個具備卓越擴展性和高性能特點的分布式文件系統(tǒng)，它通過兩個主要機制實現(xiàn)高容量存儲解決方案。首先，其Scale-Out架構(gòu)支持通過簡單地增添存儲節(jié)點來提升整體的存儲容量和性能，同時允許獨立增加磁盤、計算力和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)消除了對元數(shù)據(jù)服務(wù)器的依賴性，從而解決了單點故障問題并優(yōu)化了性能瓶頸，實現(xiàn)了高效的并行數(shù)據(jù)訪問。該技術(shù)使用智能算法直接在存儲池中定位數(shù)據(jù)分片，無需索引查詢或向元數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)出請求。
高可用性
在高可用性方面，GlusterFS能自動對文件進行鏡像或多重復(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。當數(shù)據(jù)出現(xiàn)不一致時，其自愈功能能夠?qū)?shù)據(jù)恢復(fù)到正確狀態(tài)，這一過程以增量方式在后臺運行，幾乎不會對性能造成影響。由于GlusterFS沒有采用專屬的數(shù)據(jù)文件格式，而是利用主流操作系統(tǒng)的標準磁盤文件系統(tǒng)（如EXT3、XFS等）來儲存文件，數(shù)據(jù)可以通過傳統(tǒng)方法被訪問。
全局統(tǒng)一命名空間
GlusterFS提供了全局統(tǒng)一命名空間，將各個節(jié)點的命名空間整合為一個統(tǒng)一的虛擬存儲池，使得前端主機能夠無縫地訪問所有節(jié)點進行數(shù)據(jù)的讀寫操作。
彈性卷管理
在彈性卷管理方面，GlusterFS允許用戶將數(shù)據(jù)儲存在邏輯卷中，這些邏輯卷是從邏輯存儲池中劃分出來的。用戶可以在線增加或移除邏輯存儲池中的資源，而不會造成業(yè)務(wù)中斷。邏輯卷的規(guī)?？梢愿鶕?jù)實際需求動態(tài)伸縮，并在多個節(jié)點間實現(xiàn)負載均衡。文件系統(tǒng)的配置也可以實時在線調(diào)整，以適應(yīng)工作負載的變化或進行性能調(diào)優(yōu)。
基于標準協(xié)議
Gluster存儲服務(wù)支持包括NFS、CIFS、HTTP、FTP、SMB以及Gluster原生協(xié)議在內(nèi)的多種標準協(xié)議，并且完全與POSIX標準兼容。這意味著現(xiàn)有的應(yīng)用程序無需任何修改即可訪問存儲在GlusterFS中的數(shù)據(jù)，同時也支持通過專用API進行訪問。
工作流程
客戶端或應(yīng)用程序通過GlusterFS提供的掛載點接口與數(shù)據(jù)交互。在Linux系統(tǒng)中，當這些請求被發(fā)起時，內(nèi)核的虛擬文件系統(tǒng)（VFS）層通過其API接收并處理這些請求。VFS扮演著中間媒介的角色，負責將請求轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)核級的FUSE（用戶空間文件系統(tǒng)）模塊。FUSE模塊作為已注冊的實際文件系統(tǒng)操作，并通過特殊的設(shè)備文件/dev/fuse，將請求傳遞至GlusterFS客戶端軟件。
可以將FUSE視為一個高效的代理，它使得用戶空間的文件系統(tǒng)能夠與內(nèi)核空間進行通信。一旦GlusterFS客戶端收到來自FUSE的數(shù)據(jù)請求，它會參照事先配置好的參數(shù)進行處理。處理完成后，GlusterFS客戶端通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至遠端的GlusterFS服務(wù)器，并將數(shù)據(jù)最終寫入到服務(wù)器上的存儲設(shè)備中。這個過程確保了客戶端對數(shù)據(jù)的訪問和管理既高效又透明。
卷類型
- 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、存儲的工具）：對對象管理里的軟件集合。
- 對象及屬性：（使用此文件系統(tǒng)的消費者）。
文件系統(tǒng)作用
- 從系統(tǒng)角度來看，文件系統(tǒng)時對文件存儲設(shè)備的空間進行組織和分配，負責文件存儲并對存入的文件進行保護和檢索的系統(tǒng)。
- 主要負責為用戶建立文件、存入、讀出、修改、轉(zhuǎn)儲文件，控制文件的存取。