FastDFS Nginx

FastDFS初识

FastDFS是用c语言编写的一款开源的分布式文件系统

Posted by silhouette on June 10, 2020

前言

最近利用空余时间做网盘上收藏好久的一个项目，项目中涉及到图片的上传和下载，使用的是分布式文件系统FastDFS。所以本篇博客就是记录我个人在虚拟机上搭建FastDFS与使用过程。

一、 FastDFS介绍

1.1 FastDFS简介

FastDFS是用c语言编写的一款开源的分布式文件系统。FastDFS为互联网量身定制，充分考虑了冗余备份、负载均衡、线性扩容等机制，并注重高可用、高性能等指标，使用FastDFS很容易搭建一套高性能的文件服务器集群提供文件上传、下载等服务。

1.2 FastDFS架构

FastDFS架构包括 Tracker server和Storage server。客户端请求Tracker server进行文件上传、下载，通过Tracker server调度最终由Storage server完成文件上传和下载。

Tracker server作用是负载均衡和调度，通过Tracker server在文件上传时可以根据一些策略找到Storage server提供文件上传服务。可以将tracker称为追踪服务器或调度服务器。

Storage server作用是文件存储，客户端上传的文件最终存储在Storage服务器上，Storage server没有实现自己的文件系统而是利用操作系统 的文件系统来管理文件。可以将storage称为存储服务器。

如下图：

1.2.1 Tracker 集群

FastDFS集群中的Tracker server可以有多台，Tracker server之间是相互平等关系同时提供服务，Tracker server不存在单点故障。客户端请求Tracker server采用轮询方式，如果请求的tracker无法提供服务则换另一个tracker。

1.2.2 Storage集群

Storage集群采用了分组存储方式。storage集群由一个或多个组构成，集群存储总容量为集群中所有组的存储容量之和。一个组由一台或多台存储服务器组成，组内的Storage server之间是平等关系，不同组的Storage server之间不会相互通信，同组内的Storage server之间会相互连接进行文件同步，从而保证同组内每个storage上的文件完全一致的。一个组的存储容量为该组内存储服务器容量最小的那个，由此可见组内存储服务器的软硬件配置最好是一致的。

采用分组存储方式的好处是灵活、可控性较强。比如上传文件时，可以由客户端直接指定上传到的组也可以由tracker进行调度选择。一个分组的存储服务器访问压力较大时，可以在该组增加存储服务器来扩充服务能力（纵向扩容）。当系统容量不足时，可以增加组来扩充存储容量（横向扩容）。

1.2.3 Storage状态收集

Storage server会连接集群中所有的Tracker server，定时向他们报告自己的状态，包括磁盘剩余空间、文件同步状况、文件上传下载次数等统计信息。

1.2.4 文件上传流程

客户端上传文件后存储服务器将文件ID返回给客户端，此文件ID用于以后访问该文件的索引信息。文件索引信息包括：组名，虚拟磁盘路径，数据两级目录，文件名。

  • 组名：文件上传后所在的storage组名称，在文件上传成功后有storage服务器返回，需要客户端自行保存。
  • 虚拟磁盘路径：storage配置的虚拟路径，与磁盘选项store_path*对应。如果配置了store_path0则是M00，如果配置了store_path1则是M01，以此类推。
  • 数据两级目录：storage服务器在每个虚拟磁盘路径下创建的两级目录，用于存储数据文件。
  • 文件名：与文件上传时不同。是由存储服务器根据特定信息生成，文件名包含：源存储服务器IP地址、文件创建时间戳、文件大小、随机数和文件拓展名等信息。

1.2.5 文件下载流程

tracker根据请求的文件路径即文件ID 来快速定义文件。比如请求下边的文件：

  1. 通过组名tracker能够很快的定位到客户端需要访问的存储服务器组是group1，并选择合适的存储服务器提供客户端访问。

  2. 存储服务器根据“文件存储虚拟磁盘路径”和“数据文件两级目录”可以很快定位到文件所在目录，并根据文件名找到客户端需要访问的文件。

1.3 FastDFS+Nginx实现文件服务器

1.3.1 架构图

1.3.2 FastDFS–tracker安装

  1. FastDFS 安装环境

    # FastDFS是C语言开发，建议在linux上运行，本教程使用Centos6.4作为安装环境。
# 装FastDFS需要先将官网下载的源码进行编译，编译依赖gcc环境，如果没有gcc环境，需要安装gcc
$ yum install gcc-c++

  2. 安装lievent

    # FastDFS依赖libevent库
$ yum -y install libevent

  3. 安装 libfastcommon

    # libfastcommon是FastDFS官方提供的，libfastcommon包含了FastDFS运行所需要的一些基础库。
$ rz libfastcommonV1.0.7.tar.gz
$ cd /home/silhouette
$ tar -zxvf libfastcommonV1.0.7.tar.gz
$ cd libfastcommon-1.0.7
$ ./make.sh
$ ./make.sh install

    • 注意：libfastcommon安装好后会自动将库文件拷贝至/usr/lib64下，由于FastDFS程序引用 usr/lib 目录所以需要将/usr/lib64下的库文件拷贝至 /usr/lib 下。

      $ cp /usr/lib64/libfastcommon.so /usr/lib
$ cp /usr/lib64/libfastcommon.so /usr/local/lib/
$ cp /usr/lib64/libfdfsclient.so /usr/lib
$ cp /usr/lib64/libfdfsclient.so /usr/local/lib

  4. 安装fastdfs-5.05.tar.gz

    $ rz FastDFS_v5.05.tar.gz
$ tar -zxvf FastDFS_v5.05.tar.gz
$ cd FastDFS
$ ./make.sh
$ ./make.sh install
# 安装成功将安装目录下的conf下的文件拷贝到/etc/fdfs/下。
$ cp /home/silhouette/FastDFS/conf/* /etc/fads

  5. 配置tracker

    $ vim tracker.conf
## 修改FastDFS安装路径
base_path=/home/silhouette/FastDFS

  6. 启动

    $ /usr/bin/fdfs_trackerd /etc/fdfs/tracker.conf restart
# 设置开机自动启动
$ vim /etc/rc.d/rc.local
## 添加启动命令
/usr/bin/fdfs_trackerd /etc/fdfs/tracker.conf restart

1.3.3 FastDFS–storage安装

  1. 配置 storage

    $ vim storage.conf
# 修改默认配置
base_path=/home/silhouette/FastDFS
store_path0=/home/silhouette/FastDFS/fdfs_storage
#如果有多个挂载磁盘则定义多个store_path，如下
#store_path1=.....
#store_path2=......
tracker_server=192.168.30.201:22122   #配置tracker服务器:IP
#如果有多个则配置多个tracker
#tracker_server=192.168.101.4:22122

  2. 启动

    $ /usr/bin/fdfs_storaged /etc/fdfs/storage.conf restart
# 设置开机自动启动
$ vim /etc/rc.d/rc.local
## 添加启动命令
/usr/bin/fdfs_storaged /etc/fdfs/storage.conf restart

1.3.4 上传图片测试

FastDFS安装成功可通过/usr/bin/fdfs_test测试上传、下载等操作。修改/etc/fdfs/client.conf：

$ vim /etc/fdfs/client.conf
# 修改默认配置
base_path=/home/silhouette/FastDFS
tracker_server=192.168.30.201:22122

使用格式： /usr/bin/fdfs_test 客户端配置文件地址 upload 上传文件

## 示例：比如将/home下的图片上传到FastDFS中
$  /usr/bin/fdfs_test /etc/fdfs/client.conf upload /home/anti-steal.jpg
# 查看日志输出
 http://192.168.30.201/group1/M00/00/00/wKgeyV7fLNyAci5dAABdrZgsqUU078.jpg #就是文件的下载路径
 /home/silhouette/FastDFS/fdfs_storage/data/00/00/wKgeyV7fLNyAci5dAABdrZgsqUU078.jpg#对应storage服务器上的路径

注意：由于现在还没有和nginx整合无法使用http下载

1.4 FastDFS 和nginx整合

以上内容其实已经完成了FastDFS的配置，如果此时你用Java等API 编辑客户端，实际上就完成了文件的上传、同步和下载。但是为什么网上会有人说需要Nginx呢？其主要原因是因为：我们可以通过配置Nginx 为下载提供基于http协议的下载等功能

  • tracker中安装 Nginx，主要是为了提供http访问的反向代理、负载均衡以及缓存服务
  • storage中安装 Nginx，主要是为了提供http的访问服务。同时解决group 中 storage 服务器的同步延迟问题

1.4.1 在 tracker上安装nginx

nginx的安装细节参考这里传送门。

在每个tracker上安装nginx，的主要目的是做负载均衡及实现高可用。如果只有一台tracker服务器可以不配置nginx。

1.4.2 在 Storage 上安装nginx

  1. FastDFS-nginx-module

    $ rz FastDFS-nginx-module_v1.16.tar.gz
$ cd /home/silhouette
$ tar -zxvf FastDFS-nginx-module_v1.16.tar.gz
$ cd FastDFS-nginx-module/src
$ vim conf
# 修改config文件将/usr/local/路径改为/usr/


    # 将FastDFS-nginx-module/src下的mod_FastDFS.conf拷贝至/etc/fdfs/下
$ cp /home/silhouette/fastdfs-nginx-module/src/mod_fastdfs.conf /etc/fdfs/
$ cd /etc/fdfs
$ vim mod_fastdfs.conf
# 修改mod_FastDFS.conf的内容：
base_path=/home/silhouette/FastDFS
tracker_server=192.168.30.201:22122
#tracker_server=192.168.101.4:22122（多个tracker配置多行）
url_have_group_name = true        #url中包含group名称
store_path0=/home/silhouette/FastDFS/fdfs_storage    #指定文件存储路径

  2. Nginx 安装

    1. 添加FastDFS-nginx-module模块

      $ cd /home/silhouette/nginx-1.8.0
$ ./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid \
--lock-path=/var/lock/nginx.lock \
--error-log-path=/var/log/nginx/error.log \
--http-log-path=/var/log/nginx/access.log \
--with-http_gzip_static_module \
--http-client-body-temp-path=/var/temp/nginx/client \
--http-proxy-temp-path=/var/temp/nginx/proxy \
--http-fastcgi-temp-path=/var/temp/nginx/fastcgi \
--http-uwsgi-temp-path=/var/temp/nginx/uwsgi \
--http-scgi-temp-path=/var/temp/nginx/scgi \
--add-module=/usr/local/fastdfs-nginx-module/src \
--add-module=/home/silhouette/fastdfs-nginx-module/src

    2. 重新编译

      $ make
$ make install

  3. nginx配置文件

    # 修改 nginx配置文件，添加server 代码块
$ cat nginx.conf
worker_processes  1;
   
events {
    worker_connections  1024;
}
   
   
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
   
    sendfile        on;
       
    keepalive_timeout  65;
   
    #gzip  on;
   
    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;
   
        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }
           
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
         
        # ocation /group1/M00/：group1为nginx 服务FastDFS的分组名称
        # M00是FastDFS自动生成编号，对应store_path0=/home/silhouette/FastDFS/fdfs_storage
        # 如果FastDFS定义store_path1，这里就是M01
        location ~/group1/M00/{
             root /home/silhouette/FastDFS/fdfs_storage/data;
             ngx_fastdfs_module;
        }
    }
}

  4. 测试

    • 上述我们已经给服务器中添加过图片，现在就可以直接通过浏览器来直接访问 storage：

      http://192.168.30.201/group1/M00/00/00/wKgeyV7fLNyAci5dAABdrZgsqUU078.jpg

1.4.3 图片服务器的迁移安装

  1. 编辑网络

    # 查看当前虚拟机网络，并保持网络畅通
$ ip addr

  2. 编辑文件

    $ vi /etc/fdfs/storage.conf
# 修改为当前虚拟机的IP
tracker_server=192.168.30.201:22122
   
$ vi /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
# 修改为当前虚拟机的IP
 server{
        listen            80;
        server_name      192.168.30.201;
           
        location ~/group1/M00/{
             root /home/silhouette/FastDFS/fdfs_storage/data;
             ngx_fastdfs_module;
}

  3. 编写一键启动的批处理文件

    $  vim start-all.sh
# 在文件中输入如下命令
/usr/bin/fdfs_trackerd /etc/fdfs/tracker.conf restart
/usr/bin/fdfs_storaged /etc/fdfs/storage.conf restart
cd /usr/local/nginx/sbin
./nginx
cd ~
   
# 修改文件权限
chmod u+x start-all.sh

1.5 Java 客户端使用图片服务器

  1. 添加环境依赖

     <!-- fastDFSClient -->
<dependency>
    <groupId>fastdfs_client</groupId>
    <artifactId>fastdfs_client</artifactId>
    <version>1.25</version>
</dependency>

  2. 使用原生的方式进行上传操作

    1. 添加配置文件

      connect_timeout = 2
network_timeout = 30
charset = ISO8859-1
http.tracker_http_port = 8080
http.anti_steal_token = no
http.secret_key = FastDFS1234567890
      
tracker_server = 192.168.30.201:22122

    2. 测试

      @Test
public void testUpload() throws IOException, MyException {
  //创建一个配置文件。文件名任意。内容就是 tracker 服务器的地址。
  //使用全局对象加载配置文件。
  ClientGlobal.init("/Users/silhouette/git_demo/egobuy/" +
                       "egobuy-common/src/test/resources/client.conf");
  //创建一个 TrackerClient 对象
  TrackerClient trackerClient = new TrackerClient();
  //通过 TrackClient 获得一个 TrackerServer 对象
  TrackerServer trackerServer = trackerClient.getConnection();
  //创建一个 StrorageServer 的引用，可以是 null
  StorageServer storageServer = null;
  //创建一个 StorageClient ，参数需要 TrackerServer 和 StrorageServer
  StorageClient storageClient = new StorageClient(trackerServer, storageServer);
  //使用 StorageClient 上传文件。
  String[] strings =storageClient.upload_file("/Users/silhouette/Pictures/pap.er"          
                        +"/2018_10_11_11_06_IMG_4257.JPG", "jpg", null);
      
  for (String string : strings) {
    System.out.println(string);
  }
}

    3. 查看效果

      1. 运行结果

      2. 通过浏览器查看

  3. 使用工具类进行上传操作

    1. 添加工具类

      public class FastDFSClient {
      
    private TrackerClient trackerClient = null;
    private TrackerServer trackerServer = null;
    private StorageServer storageServer = null;
    private StorageClient1 storageClient = null;
      
    public FastDFSClient(String conf) throws Exception {
        //"classpath:conf/client.conf"
        if (conf.contains("classpath:")) {
            conf = conf.replace("classpath:", this.getClass().getResource("/").getPath());
        }
        ClientGlobal.init(conf);
        trackerClient = new TrackerClient();
        trackerServer = trackerClient.getConnection();
        storageServer = null;
        storageClient = new StorageClient1(trackerServer, storageServer);
    }
      
    /**
     *
     * @Title: uploadFile
     * @Description: TODO 上传文件的方法
     * @param fileName
     * @param extName
     * @param metas
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public String uploadFile(String fileName, String extName, NameValuePair[] metas) throws Exception {
        String result = storageClient.upload_file1(fileName, extName, metas);
        return result;
    }
      
    public String uploadFile(String fileName) throws Exception {
        return uploadFile(fileName, null, null);
    }
      
    public String uploadFile(String fileName, String extName) throws Exception {
        return uploadFile(fileName, extName, null);
    }
      
    /**
     *
     * @Title: uploadFile
     * @Description: TODO 上传文件的方法
     * @param fileContent
     * @param extName
     * @param metas
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public String uploadFile(byte[] fileContent, String extName, NameValuePair[] metas) throws Exception {
      
        String result = storageClient.upload_file1(fileContent, extName, metas);
        return result;
    }
      
    public String uploadFile(byte[] fileContent) throws Exception {
        return uploadFile(fileContent, null, null);
    }
      
    public String uploadFile(byte[] fileContent, String extName) throws Exception {
        return uploadFile(fileContent, extName, null);
    }
}

    2. 测试

      @Test
public void testUploadByClient() throws Exception{
  FastDFSClient client = new FastDFSClient( "/Users/silhouette/git_demo/egobuy/" + 
                                           "egobuy-common/src/test/resources/client.conf");
  String file = client .uploadFile( 
    "/Users/silhouette/Pictures/pap.er/2019_06_16_18_36_IMG_4666.JPG");
      
  System. out .println( file);
      
}
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