ボーエンディレクトリ
A、GlusterFSの概要
1、GlusterFS特性
2、用語GlusterFS
3、積層モジュラーアーキテクチャ
次に、GlusterFSの原則
1、GlusterFSワークフロー
2、弾性ハッシュアルゴリズム
3、GlusterFSボリュームタイプ
1、分散ボリューム
図2に示すように、ストリップロール
3、コピーボリューム
4、分散ストライプボリューム
5、容積分散レプリケーション

A、GlusterFSの概要

GlusterFSは、オープンソース分散ファイル・システムだけでなく、スケールアウト・ストレージ・ソリューションGlusterの中核であり、記憶容量のPBレベルをサポートすることができる別のノードを拡張することにより、データ記憶の点でスケールに強力な能力があります。TCP / IPやInfiniBandのRDMAネットワークとのGlusterFSは、同じストレージ・サービスを提供し、一緒に分散したストレージリソースを持参し、データを管理するために、単一のグローバルコマンドのためのスペースを使用します。GlusterFSスタッカブルユーザ空間、ノー要素ベースの設計、それは様々な負荷のための優れた性能データを提供することができます。

GlusterFSは、主にストレージサーバ、およびクライアントNFS / Sambaのストレージ・ゲートウェイによって組成（あるいは、使用するように選択すること）。GlusterFSアーキテクチャの最大の設計上の特徴は、システム全体のパフォーマンス、信頼性と安定性を向上させることができます何のメタデータ・サーバ・コンポーネント、ではありません。ディレクトリをブラウズするときに、メタデータ記憶されたメタデータを介して、従来の分散ファイルシステムサーバのほとんどは、メタデータを含むディレクトリ情報、ストレージノード上のディレクトリ構造は、この設計は非常に効率的であるが、そのような単一障害点としていくつかの欠点がありますメタデータサーバに障害が発生した後、ノードは、高い冗長性を含む場合、その後も、ストレージシステム全体が崩壊し、分散ファイルシステムにはGlusterFS員サーバーベースの設計、信頼性の高い横方向の強度データの拡張機能でありませんセックスとストレージの効率性。GlusterFSのサポートTCP / IPやInfiniBandのRDMA高速ネットワーク、クライアントデータは、音響GlusterFS契約を介してアクセスすることができ、他はGlusterFSのクライアント端末を実行しなかったNFS / CIFSプロトコル標準を介してストレージゲートウェイを介してデータにアクセスすることができます。図は次のとおりです。
GlusterFS分散ファイルシステムの概要

1、GlusterFSの機能

スケーラビリティと高いパフォーマンス。

高可用性;

グローバル統一された名前空間。

標準ベースのプロトコル。

弾性ボリューム管理;

2、GlusterFS用語

ブリック（メモリブロック）が物理ストレージのための宿主細胞の専用パーティションによって提供される信頼されたホストを意味するサーバは両方のストレージ・プールを提供するために信頼されている間ディレクトリを格納するための基本的なストレージユニット、ストアディレクトリGlusterFSありますEXPORT、等：フォーマットは表現サーバとして、ディレクトリサーバの絶対パスで構成され192.168.1.4/date/mydir/。

ボリューム（論理ボリューム）：論理ボリュームがレンガのセットです。ボリュームは、LVM論理ボリュームと同様論理的なデータ記憶装置です。ほとんどのGluster管理操作がロール上で実行されます。

FUSE：ユーザーがカーネルのコードを変更せずに、独自のファイルシステムを作成することを可能にするカーネルモジュールです。

VFS：ユーザ空間へのインタフェースカーネルスペースがディスクへのアクセスを提供します。

Glusterd（背景管理プロセス）：クラスタ・ストレージ内の各ノード上で実行されます。

図3に示すように、積層されたモジュール式アーキテクチャ

如下图所示，GlusterFS采用模块化、堆栈式的架构，可以根据需求配置定制化的应用环境，如大文件存储、海量小文件存储、云存储、多传输协议应用等。通过对模块进行各种组合，即可实现复杂的功能。例如，Replicate模块可实现RAID1，Stripe模块可实现RAID0，通过两者的组合可实现RAID10和RAID01，同时获得更高的性能及可靠性。
GlusterFS分散ファイルシステムの概要
GlusterFS是模块化堆栈式的架构设计。模块成为Translator，是GlusterFS提供的一种强大的机制，借助这种良好定义的接口可以高效简便地扩展文件系统的功能。
1）服务器与客户端的设计高度模块化的同事模块接口是兼容的，同一个transtator可同事在客户端和服务器加载；

2）GlusterFS中所有的功能都是通过transtator实现的，其中客户端要比服务器更复杂。所以功能的重点主要集中在客户端上；

二、GlusterFS的工作原理

1、GlusterFS的工作流程

GlusterFS分散ファイルシステムの概要
图中所示只是GlusterFS数据访问的一个概要图。
1）客户端或应用程序通过GlusterFS的挂在点访问数据；

2）Linux系统内核通过VFS API收到请求并处理；

3）VFS将数据递交给FUSE内核文件系统，并向系统注册了一个实际的文件系统FUSE，而FUSE文件系统则是将数据过/dev/fuse设备文件递交给GlusterFS client端。可以将FUSE文件系统理解为一个代理；

4）GlusterFS client收到数据后。client根据配置文件对数据进行处理；

5）经过GlusterFS client处理后，通过网络将数据传递至远端的GlusterFS Server，并且将数据写入服务器存储设备；

2、弹性HASH算法

弹性HASH算法使用Davies-Meyer算法，通过HASH算法得到一个32位的整数范围，假设逻辑卷中有N个存储单位Brick，则32位的整数范围被划分为N个连续的子空间，每个空间对应一个Brick。当用户或应用程序访问某一个命名空间时，通过对该命名空间计算HASH值，根据该HASH值对应的32位整数空间定位数据所在的Brick。优点如下：

保证数据平均分布在每个Brick中；

解决了对元数据服务器的依赖，进而解决了单点故障及访问瓶颈；

三、GlusterFS的卷类型

GlusterFS支持七种卷，即分布式卷、条带卷、复制卷、分布式条带卷、分布式复制卷、条带复制卷和分布式条带复制卷，这七种卷可以满足不同应用对高性能、高可用的需求。

分布式卷（Distribute volume）：文件通过HASH算法分布到所有Brick Server上，这种卷是Glusterf的基础；以文件为单位根据HASH算法散列到不同的Brick，其实只是扩大了磁盘空间，如果有一个磁盘损坏，数据也将丢失，属于文件级的RAID0，不具备容错能力；

条带卷（Stripe volume）：类似于RAID0，文件被分为数据块并以轮询的方式分布到多个Brick Server上，文件存储以数据块为单位，支持大文件存储，文件越大，读取效率越高；

复制卷（Replica volume）：将文件同步到多个Brick上，使其具备多个文件副本，属于文件级RAID1，具有容错能力。因为数据分散到多个Brick中，所以读性能得到了很大提升，但写性能下降；

分布式条带卷（Distribute Stripe volume）：Brick Server数量是条带数（数据块分布的Brick数量）的倍数，兼备分布式卷和条带卷的特点；

分布式复制卷（Distribute Replica volume）：Brick Server数量是镜像数（数据副本数量）的倍数，具有分布式卷和复制卷的特点；

条带复制卷（Stripe Replica volume）：类似于RAID10，同时具有条带卷和复制卷的特点；

分布式条带复制卷（Distribute Stripe Replica volume）：三种基本卷的复合卷，通常用于类Map Reduce应用；

1、分布式卷

分布式卷是GlusterFS的默认卷，在创建卷时，默认选项就是创建分布式卷。在该模式下，并没有对文件进行分块处理，文件直接存储在某个Server节点上。直接使用本地文件系统进行文件存储，大部分Linux命令和工具可以继续正常使用。需要通过扩展文件属性保存HASH值，目前支持的底层文件系统有ext3、ext4、ZFS、XFS等。
由于使用本地文件系统，所以存取效率并没有提高，反而会因为网络通信的原因而有所降低；另外支持超大型文件也会有一定的难度，因为分布式卷不会对文件进行分块处理。虽然ext4已经可以支持最大16TB的单个文件，但是本地存储设备的容量实在有限。
如图所示，File1和File2存放在Server1，而File3存放在Server2，文件都是随机存储，一个文件要么在Server1上，要么在Server2上，不能分块同时存放在Server1和Server2上。
GlusterFS分散ファイルシステムの概要

分布式卷具有如下特点：

文件分布在不同的服务器，布局别冗余性；

更容易廉价地扩展卷的大小；

单点故障会造成数据丢失；

依赖于底层的数据保护；

创建分布式卷：

[root@cecentos01 ~]# gluster volume create dis-volume server1:/dir1 server2:/dir2
<!--创建一个名为dis-volume的分布卷，文件将根据HASH分布在
server1：/dir1、server2:/dir2中-->
Creation of dis-volume has been successful
Please start the volume to access data

2、条带卷

Stripe模式相当于RAID0，在该模式下，根据偏移量将文件分成N块（N个条带节点），轮询地存储在每个Brick Server节点。节点把每个数据块都作为普通文件存入本地文件系统中，通过扩展属性记录总块数和每块的序号。在配置时指定的条带数必须等于卷中Brick所包含的存储服务器数，在存储大文件时，性能尤为突出，但是不具备冗余性。
如下图所示，将文件存放在不同服务器里，File被分割为6段，1、3、5放在server1，2、4、6放在server2。
GlusterFS分散ファイルシステムの概要

条带卷具有如下特点：

数据被分割成更小块分布到块服务器群中的不同条带区；

分布减少了负载且更小的文件加速了存取的速度；

没有数据冗余；

创建条带卷：

[root@centos01 ~]# gluster volume create stripe-volume stripe 2 transport tcp server1:/dir1 server2:/dir2
<!--创建一个名为Stripe-volume的条带卷，文件将分块轮询地存储在
server1:/dir1 、server2:/dir2两个Brick中-->
Creation of rep-volume has been successful
Please start the volume to access data

3、复制卷

复制模式，也称为AFR，相当于RAID1。即同一文件保存一份或多份副本，每个节点保存相同的内容和目录结构。复制模式因为要保存副本，所以磁盘利用率较低。如果多个节点上的存储空间不一致，那么将按照木桶效应取最低节点的容量作为该卷的总容量。在配置复制卷时，复制数必须等于卷中Brick所包含的存储服务器数，复制卷具备冗余性，即使一个节点损坏，也不影响数据的正常使用。
如下图所示，将文件存放在服务器里，File1和File2同时存放在Server1和Server2上，相当于Server2中的文件是Server1中文件的副本。
GlusterFS分散ファイルシステムの概要

复制卷具有以下特点：

卷中所有的服务器均保存一个完整的副本；

卷的副本数量可由客户创建的时候决定；

至少有两个块服务器或者更多的服务器；

具有冗余性；

创建复制卷：

[root@centos01 ~]# gluster volume create rep-volume replica 2 transport tcp server1:/dir1 server2:/dir2
<!--创建名为rep-volume的复制卷，文件将同时存储两个副本，
分别在Server1:/dir1和Server2:/dir2两个Brick中-->
Creation of rep-volume has been successful
Please start the volume to access data

4、分布式条带卷

ストライピングボリュームを作成し、分散条両方のボリュームに分散してストライプボリュームは主に大規模なファイルアクセス処理のために、機能を分散は、4台のサーバの最小値が必要です。
以下に示すように、ファイル1とfile2は、サーバ1サーバ2にそれぞれ分散機能と体積によって位置決め。サーバー1から、file1が4つのセグメントに分割請求項1、3サーバー1のEXP1ディレクトリ、ディレクトリ内の2,4- EXP2サーバ1。サーバ2において、ファイル2はまた、4つのセグメントに分割された1において、3サーバー2のEXP3ディレクトリ、ディレクトリ内の2,4 exp4サーバー2。
GlusterFS分散ファイルシステムの概要

ボリュームと一緒に配布されたストリップを作成します。

[root@centos01 ~]# gluster volume create dis-stripe stripe 2 transport tcp server1:/dir1 server2:/dir2 server3:/dir3 server4:/dir4
<!--创建了一个名为dis-stripe的分布式条带卷，配置分布式的条带卷时，
卷中Brick所包含的存储服务器数必须是条带数的倍数(>=2倍)-->
Creation of rep-volume has been successful
Please start the volume to access data

番号は、ストレージ・サーバまたはレプリケートストリップに等しい場合、ボリュームを作成する場合、ストライプまたは複製ボリュームを作成し、物品収納サーバストラップ2倍の数またはそれ以上の複製ボリュームは、次に分布を作成する場合式ストライピングまたは複製ボリュームを配布しました。

5、分散複製ボリューム

主に必要冗長の場合に使用される、機能性および分散複製されたボリュームのボリュームと複製ボリュームバランスを分散。
以下に示すように、ファイル1とfile2は、サーバ1サーバ2にそれぞれ分散機能と体積によって位置決め。複製ボリュームの特性に応じてファイル1、ファイル1を格納する場合、そこにそれぞれ、二つの同一のコピーであること、およびディレクトリEXP2でサーバ2サーバ1のEXP1ディレクトリ、複製ボリュームの特性に応じてファイル2、ファイル2を格納する場合、2つが存在することになるであろうexp4ディレクトリ内の同一のコピー、それぞれEXP3ディレクトリ内のサーバ3とそれぞれServer2。
GlusterFS分散ファイルシステムの概要

分散型の複製ボリュームを作成します：

[root@centos01 ~]# gluster volume create dis-rep replica 2 transport tcp server1:/dir1 server2:/dir2 server3:/dir3 server4:/dir4
<!--创建了一个名为dis-rep的分布式条带卷，配置分布式的复制卷时，
卷中Brick所包含的存储服务器数必须是条带数的倍数(>=2倍)-->
Creation of rep-volume has been successful
Please start the volume to access data

8台のサーバーは、レプリカのコピー、コピーとしてサーバ5及び図6に示すように、コピーとして、サーバ7と8と図2に示すように、サーバリストの順序、複製サーバ3とサーバ1と2、および4である場合がある場合;レプリカ4、サーバのリスト、コピー、5/6/7/8としてコピーサーバとしてサーバ1/2/3/4のオーダーである場合。

分散ファイルシステムのクラスタ構成を構築するためのGlusterFSについて次のブログ記事で詳しく説明されます！！！

--------この記事の最後に、これまで、読んでくれてありがとう--------

GlusterFS分散ファイルシステムの概要