SAN网络存储共享软件简介(7)

六、GFS

　　Global 文件系统(Global File System, GFS)是一个可扩展的分布式文件系统，用于大型的、分布式的、对大量数据进行访问的应用。每一台linux主机都可以将网络共享磁盘看作是本地磁盘，且GFS也以本地文件系统的形式出现。

　　采用GFS的存储共享系统由一个master和大量的chunkserver构成。只要资源和可靠性允许，chunkserver和client可以运行在同一个机器上。

　　文件被分成固定大小的块。每个块由一个不变的、全局唯一的64位的chunk-handle标识，chunk-handle是在块创建时由 master分配的。ChunkServer将块当作Linux文件存储在本地磁盘并可以读和写由chunk-handle和位区间指定的数据。出于可靠性考虑，每一个块被复制到多个chunkserver上。默认情况下，保存3个副本，但这可以由用户指定。

　　Master维护文件系统所以的元数据(metadata)，包括名字空间、访问控制信息、从文件到块的映射以及块的当前位置。它也控制系统范围的活动，如块租约(lease)管理，孤儿块的垃圾收集，chunkserver间的块迁移。Master定期通过HeartBeat消息与每一个 chunkserver通信，给chunkserver传递指令并收集它的状态。

　　与每个应用相联的GFS客户代码实现了文件系统的API并与master和chunkserver通信以代表应用程序读和写数据。客户与master的交换只限于对元数据(metadata)的操作，所有数据方面的通信都直接和chunkserver联系。

　　客户和chunkserver都不缓存文件数据。因为用户缓存的益处微乎其微，这是由于数据太多或工作集太大而无法缓存。不缓存数据简化了客户程序和整个系统，因为不必考虑缓存的一致性问题。但用户缓存元数据(metadata)。Chunkserver也不必缓存文件，因为块时作为本地文件存储的。

　　元数据(metadata)：master存储了三种类型的metadata：文件的名字空间和块的名字空间，从文件到块的映射，块的副本的位置。所有的metadata都放在内存中。前两种类型的metadata通过向操作日志登记修改而保持不变，操作日志存储在master的本地磁盘并在几个远程机器上留有副本。使用日志使得我们可以很简单地、可靠地更新master的状态，即使在master崩溃的情况下也不会有不一致的问题。相反，mater在每次启动以及当有 chuankserver加入的时候询问每个chunkserver的所拥有的块的情况。

　　以上所论述的都是目前常用的SAN网络存储共享管理软件，实际上还有一些不常用或新开发的存储共享管理软件，如SANFS。国内广电行业两大集成商也在开发自己的存储共享管理软件，目前第一个版本正准备在一个大规模网络系统中进行测试。我期待其有良好的测试结果。