导读谷歌三大核心技术之一 GoogleFileSystem(一)

GoogleFileSystem设计构想

为满足Google数据处理的需求,Google工程师设计并实现了GoogleFileSystem(GFS)。GFS与传统分布式文件系统类似,也需要满足高性能、可伸缩性、可靠性以及可用性。与传统分布式文件系统思路不不同的是:

  1. GFS认为组件失效是常态而非意外,GFS由大量廉价设备组成
  2. 文件数量异常巨大
  3. 绝大部分文件修改采用文件尾部追加数据而非覆盖原有数据
  4. 应用和文件系统协同设计

GFS架构设计

一个GFS包含一个单独的Master节点、多台Chunk服务器,并同时被多个客户端访问。
image

存储方式

GFS存储的文件被分割成固定大小的Chunk,Master分配给每个Chunk一个不变的64位唯一标识。每个Chunk备份到多个服务器上,以提高可靠性。

Master服务器

Master服务器管理所有Chunk的元数据,以管理各Chunk数据(类似于Linux文件系统的inode)。每个Chunk大小为64M,Chunk元数据大小为64字节,而且由于大多数文件包含多个Chunk因此可以将所有Chunk的元数据存储在Master的内存中,增强系统的简洁性、可靠性、高性能和灵活性。

Chunk信息

Master服务器不永久保存Chunk服务器有指定Chunk的副本的信息。因为在一个拥有数百台服务器的集群中,Chunk服务器加入集群、离开集群、更名、失效、以及重启的时候,Master服务器和Chunk服务器数据同步的问题会非常频繁。Master服务器在启动时候轮询Chunk服务器,并在之后定期轮询更新。

GFS的日志系统(灾备)

操作日志包含了关键的元数据变更历史记录。操作日志是元数据唯一的持久化存储记录,同时也是判断同步操作顺序的逻辑时间基线(类似LSN),必须确保日志文件的完整,确保只有在元数据的变化被持久化后,日志才对客户端是可见的。GFS把日志复制到多台远程机器,只有相应的日志记录写入到本地以及远程机器的硬盘后,才会响应客户端的操作请求。Master服务器会收集多个日志记录后批量处理,以减少写入磁盘和复制对系统整体性能的影响。

GFS灾难恢复

Master服务器在灾难恢复时,通过重演操作日志把文件系统恢复到最近的状态。为了缩短Master启动的时间,重演系统操作的日志量尽量的少。Master服务器在日志增长到一定量时对系统状态做一次Checkpoint(对数据库的快照)。在灾难恢复的时候,Master服务器就通过从磁盘上读取这个Checkpoint文件,以及重演Checkpoint之后的有限个日志文件就能够恢复系统。Checkpoint文件以压缩B-树形势的数据结构存储,可以直接映射到内存,在用于命名空间查询时无需额外的解析。Master服务器恢复只需要最新的Checkpoint文件和后续的日志文件。旧的Checkpoint文件和日志文件可以被删除。通常会多保存一些历史文件。Checkpoint失败不会对正确性产生任何影响,因为恢复功能的代码可以检测并跳过没有完成的Checkpoint文件。

资料
The Google File System – Research at Google
谷歌三大核心技术(一)Google File System中文版 译者:alex

原创文章,作者:easyTang,如若转载,请注明出处:http://www.178linux.com/74893

(13)
上一篇 2017-05-07 13:55
下一篇 2017-05-07 15:35

相关推荐

  • 第十周

    请详细描述CentOS的启动流程     启动第一步–加载BIOS         当打开计算机电源,计算机会首先加载BIOS信息,BIOS信息是如此的重要,以至于计算机必须在最开始就找到它,这是因为BIOS中包含了CPU的相关信息、设备启动顺序信息、硬盘信…

    Linux干货 2017-01-03
  • varnish 缓存服务器配置与使用

    varnish 缓存服务器配置与使用 一、cache 1.缓存为什么会存在? 一个快的设备要想和慢的设备交互,只有一种办法就是让快的设备工作在慢的设备的频段上!这样的话就浪费了,我们可以在两者之间加上一个加速器,这个加速器就叫做缓存! CPU要读取一个数据时,首先从Cache中查找,如果找到就立即读取并送给CPU处理;如果没有找到,就用相对慢的速度从内存中读…

    2016-11-13
  • 8月4号作业

    正则表达式表示18位身份证号 egrep "\b[0-9]{17}(x|X|[0-9])\b" 正则表达式表示手机号 egrep "\b1[3,5,8,7][0-9]{9}\b" phone 正则表达式表示邮箱 grep -E "\b[[:alnum:]].*@[[:alnum:]]{2,3}.[[:alnu…

    Linux干货 2016-08-08
  • LAMP平台基于NFS实现web服务器负载均衡

    前言 随着访问量的逐渐增大,一台web服务器可能已经无法满足需求,这就需要增加web服务器的数量了,于是问题就来了:如何保证两台服务器数据同步呢?本文将讲解如何基于NFS实现web服务器的负载均衡及数据同步。 NFS服务介绍 NFS(Network File System)网络文件系统,允许一个系统通过网络共享目录和文件,通过使用NFS,用户和程序可以像访问…

    Linux干货 2015-04-22
  • 2.Linux文件管理类命令

    Linux文件管理类命令 cp命令:copy 源文件;目标文件; 单源复制:cp [OPTION]… [-T] SOURCE DEST 多源复制:cp [OPTION]… SOURCE… DIRECTORY | cp [OPTION]… -t DIRECTORY SOURCE… 单源复制:cp [OPTION]… [-T]&…

    Linux干货 2017-07-09
  • linux常用网络配置

    网卡名称:  网络接口识别并命名相关的udev配置文件:    /etc/udev/rules.d/70-persistent-net.rules  卸载网卡驱动:    modprobe  -r e1000  装载网卡驱动:    modprobe &nbs…

    Linux干货 2016-09-06