Linux（Ubuntu）搭建FastDFS文件管理系统

傷城~ 2022-08-28 03:59 396阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  1 前言
 *   *  1.1 \`FastDFS\`是什么
     *  1.2 \`FastDFS\`结构
     *  1.3 \`FastDFS\`的存储策略
     *  1.4 \`FastDFS\`的上传过程
     *  1.5 \`FastDFS\`的文件同步
     *  1.6 \`FastDFS\`的文件下载
 *  2 搭建\`FastDFS\`文件服务器
 *   *  2.1 准备
     *  2.2 安装C/C++编译环境
     *  2.3 下载安装libfastcommon
     *  2.4 下载安装FastDFS
     *  2.5 配置FastDFS跟踪器(Tracker)
     *  2.6 配置FastDFS存储(Storage)
     *  2.7 文件上传测试
 *  3 安装Nginx
 *   *  3.1 安装Nginx所需环境
     *   *  3.2 安装Nginx
     *  3.2 访问文件
 *  4 FastDFS配置Nginx模块
 *   *  4.1 安装配置Nginx模块

# 1 前言 #

`FastDFS`开源地址: https://github.com/happyfish100

## 1.1 `FastDFS`是什么 ##

`FastDFS`是阿里余庆用`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`结构 ##

`FastDFS`系统有三个角色: 跟踪服务器(`Tracker Server`)、存储服务器(`Storage Server`)和客户端(`Client`)。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。

1.  **Tracker Server**作用是负载均衡和调度，负责管理所有的`Storage Server`和`group`，每个`Storage`在启动后会连接`Tracker Server`，告知自己所属`group`等信息，并保持周期性心跳。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。
2.  **Storage Server**作用是文件存储，主要提供容量和备份服务；以`group`为单位，每个`group`内可以有多台 `Storage Server`，数据互为备份。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。
3.  **Client**是上传下载数据的服务器，也就是我们自己的项目所部署在的服务器，称为客户端。  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAaXR5YW5nZXI_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

## 1.3 `FastDFS`的存储策略 ##

为了支持大容量，存储节点(服务器)采用了分卷(或分组)的组织方式。存储系统由一个或多个卷组成，卷与卷之间的文件是相互独立的，所有卷的文件容量累加就是整个存储系统中的文件容量。一个卷可以由一台或多台存储服务器组成，一个卷下的存储服务器中的文件都是相同的，卷中的多台存储服务器起到了冗余备份和负载均衡的作用。

在卷中增加服务器时，同步已有的文件由系统自动完成，同步完成后，系统自动将新增服务器切换到线上提供服务。当存储空间不足或即将耗尽时，可以动态添加卷。只需要增加一台或多台服务器，并将它们配置为一个新的卷，这样就扩大了存储系统的容量。

## 1.4 `FastDFS`的上传过程 ##

`FastDFS`向使用者提供基本文件访问接口，比如upload、download、append、delete等，以客户端库的方式提供给用户使用。

Storage Server会定期的向Tracker Server发送自己的存储信息。当Tracker Server Cluster中的Tracker Server不止一个时，各个Tracker之间的关系是对等的，所以客户端上传时可以选择任意一个Tracker。

当Tracker收到客户端上传文件的请求时，会为该文件分配一个可以存储文件的group，当选定了group后就要决定给客户端分配group中的哪一个Storage Server。当分配好Storage Server后，客户端向Storage发送写文件请求，Storage将会为文件分配一个数据存储目录。然后为文件分配一个file\_id，最后根据以上的信息生成文件名存储文件。  
![img][]

## 1.5 `FastDFS`的文件同步 ##

写文件时，客户端将文件写至group内一个Storage Server即认为写文件成功，Storage Server写完文件后，会由后台线程将文件同步至同group内其他的Storage Server。

每个Storage写文件后，同时会写一份bin\_log，bin\_log里不包含文件数据，只包含文件名等元信息，这份bin\_log用于后台同步，Storage会记录向group内其他Storage同步的进度，以便重启后能接上次的进度继续同步；进度以时间戳的方式进行记录，所以最好能保证集群内所有server的时钟保持同步。

Storage的同步进度会作为元数据的一部分汇报到tracker上，tracker在选择读Storage的时候会以同步进度作为参考。

## 1.6 `FastDFS`的文件下载 ##

客户端upload file成功后，会拿到一个Storage生成的文件名，接下来客户端根据这个文件名即可访问到该文件。  
![img][img 1]  
跟upload file一样，在download file时客户端可以选择任意Tracker Server。tracker发送download请求给某个tracker，必须带上文件名信息，tracker从文件名中解析出文件的group、大小、创建时间等信息，然后为该请求选择一个Storage用来服务读请求。

# 2 搭建`FastDFS`文件服务器 #

## 2.1 准备 ##

*  操作环境：Ubuntu20 X64，以下操作都是单机环境。
 *  修改hosts，将文件服务器的IP与域名映射(单机Tracker Server环境)，因为后面很多配置里面都需要去配置服务器地址，IP变了，就只需要修改hosts即可。

vim /etc/hosts
    
    # 增加如下一行，这是我的IP，如果是云端服务器，需要填写公网IP地址
    192.168.137.1 file.toplabs.com
    
    # 如果要本机访问虚拟机，在C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts中同样增加一行

## 2.2 安装C/C++编译环境 ##

sudo apt install g++
    sudo apt install make

## 2.3 下载安装libfastcommon ##

`libfastcommon`是从`FastDFS`和`FastDHT`中提取出来的公共`C函数`库，基础环境，安装即可。

1.  下载`libfastcommon`

cd /usr/local/fastdfs # fastdfs是自己创建的目录
    wget https://github.com/happyfish100/libfastcommon/archive/V1.0.43.tar.gz

1.  解压

tar -zxvf V1.0.43.tar.gz

1.  编译、安装

cd libfastcommon-1.0.43
    ./make.sh
    ./make.sh install

## 2.4 下载安装FastDFS ##

1.  下载FastDFS

cd /usr/local/fastdfs
    wget https://github.com/happyfish100/fastdfs/archive/V6.06.tar.gz

1.  解压

tar -zxvf V6.06.tar.gz

1.  编译、安装

cd fastdfs-6.06
    ./make.sh
    ./make.sh install

1.  复制`FastDFS`的部分配置文件到`/etc/fdfs`目录

cd conf/
    cp http.conf mime.types /etc/fdfs/

## 2.5 配置FastDFS跟踪器(Tracker) ##

1.  进入`/etc/fdfs`，复制`FastDFS`跟踪器样例配置文件`tracker.conf.sample`，并重命名为`tracker.conf`。

cd /etc/fdfs
    cp tracker.conf.sample tracker.conf
    vim tracker.conf

1.  编辑`tracker.conf`，修改如下配置，其它的默认即可。

# 提供服务的端口
    port=22122
    # Tracker 数据和日志目录地址(根目录必须存在,子目录会自动创建)
    base_path=/toplabs/fastdfs/tracker
    # HTTP 服务端口
    http.server_port=80

1.  创建tracker基础数据目录，即base\_path对应的目录

mkdir -p /toplabs/fastdfs/tracker

1.  防火墙中打开跟踪端口(默认的22122)

ufw allow 22122

1.  启动Tracker

/etc/init.d/fdfs_trackerd start

查看 Tracker 是否已成功启动，22122端口正在被监听，则算是Tracker服务安装成功。

[root@localhost ~]# netstat -unltp | grep fdfs
    tcp     0   0 0.0.0.0:22122       0.0.0.0:*           LISTEN    140436/fdfs_tracker

关闭Tracker命令:

/etc/init.d/fdfs_trackerd stop

1.  设置Tracker开机启动

vim /etc/rc.local
    
    # 加入配置:
    /etc/init.d/fdfs_trackerd start

1.  tracker server 目录及文件结构

Tracker服务启动成功后，会在base\_path下创建data、logs两个目录。目录结构如下:

/toplabs/fastdfs/tracker/
    ├── data
    │   ├── fdfs_trackerd.pid
    │   └── storage_changelog.dat
    └── logs
        └── trackerd.log

## 2.6 配置FastDFS存储(Storage) ##

1.  进入`/etc/fdfs`目录，复制`FastDFS`存储器样例配置文件`storage.conf.sample`，并重命名为`storage.conf`

cd /etc/fdfs
    cp storage.conf.sample storage.conf
    vim storage.conf

1.  编辑`storage.conf`，修改如下配置，其它的默认即可。

# storage server 服务端口
    port=23000
    
    # Storage 数据和日志目录地址(根目录必须存在，子目录会自动生成)
    base_path=/toplabs/fastdfs/storage
    
    # 如果不配置 store_path0，那它就和 base_path 对应的路径一样。
    store_path0=/toplabs/fastdfs/file
    
    # tracker_server 的列表 ，会主动连接 tracker_server
    # 有多个 tracker server 时，每个 tracker server 写一行
    tracker_server=file.toplabs.com:22122
    
    # 访问端口
    http.server_port=80

1.  创建Storage基础数据目录，对应base\_path目录

mkdir -p /toplabs/fastdfs/storage
    
    # 这是配置的store_path0路径
    mkdir -p /toplabs/fastdfs/file

1.  防火墙中打开存储器端口(默认23000)

ufw allow 23000

1.  启动 Storage

/etc/init.d/fdfs_storaged start

查看Storage是否成功启动，23000端口正在被监听，就算Storage启动成功。

[root@localhost ~]# netstat -unltp | grep fdfs
    tcp     0   0 0.0.0.0:22122       0.0.0.0:*           LISTEN    140436/fdfs_tracker
    tcp     0   0 0.0.0.0:23000       0.0.0.0:*           LISTEN    140457/fdfs_storage

关闭Storage命令：

/etc/init.d/fdfs_storaged stop

查看Storage和Tracker是否在通信:

/usr/bin/fdfs_monitor /etc/fdfs/storage.conf

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAaXR5YW5nZXI_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1]  
6. 设置 Storage 开机启动

vim /etc/rc.local
    
    # 加入配置:
    /etc/init.d/fdfs_storaged start

1.  Storage 目录

同 Tracker，Storage启动成功后，在base\_path下创建了data、logs目录，记录着Storage Server 的信息。

/toplabs/fastdfs/storage/
    ├── data
    │   ├── fdfs_storaged.pid
    │   ├── storage_stat.dat
    │   └── sync
    │       ├── binlog.000
    │       └── binlog_index.dat
    └── logs
        └── storaged.log

在 store\_path0 目录下，创建了N\*N个子目录：

[root@localhost ~]# ls /toplabs/fastdfs/file/data/
    00 0B 16 21 2C 37 42 4D 58 63 6E 79 84 8F 9A A5 B0 BB C6 D1 DC E7 F2 FD
    01 0C 17 22 2D 38 43 4E 59 64 6F 7A 85 90 9B A6 B1 BC C7 D2 DD E8 F3 FE
    02 0D 18 23 2E 39 44 4F 5A 65 70 7B 86 91 9C A7 B2 BD C8 D3 DE E9 F4 FF
    03 0E 19 24 2F 3A 45 50 5B 66 71 7C 87 92 9D A8 B3 BE C9 D4 DF EA F5
    04 0F 1A 25 30 3B 46 51 5C 67 72 7D 88 93 9E A9 B4 BF CA D5 E0 EB F6
    05 10 1B 26 31 3C 47 52 5D 68 73 7E 89 94 9F AA B5 C0 CB D6 E1 EC F7
    06 11 1C 27 32 3D 48 53 5E 69 74 7F 8A 95 A0 AB B6 C1 CC D7 E2 ED F8
    07 12 1D 28 33 3E 49 54 5F 6A 75 80 8B 96 A1 AC B7 C2 CD D8 E3 EE F9
    08 13 1E 29 34 3F 4A 55 60 6B 76 81 8C 97 A2 AD B8 C3 CE D9 E4 EF FA
    09 14 1F 2A 35 40 4B 56 61 6C 77 82 8D 98 A3 AE B9 C4 CF DA E5 F0 FB
    0A 15 20 2B 36 41 4C 57 62 6D 78 83 8E 99 A4 AF BA C5 D0 DB E6 F1 FC

## 2.7 文件上传测试 ##

1.  进入`/etc/fdfs`目录，复制`FastDFS`存储器样例配置文件`client.conf.sample`，并重命名为`client.conf`

cd /etc/fdfs
    cp client.conf.sample client.conf
    vim client.conf

1.  编辑`client.conf`，修改如下配置，其它的默认即可。

# Client 的数据和日志目录
    base_path=/toplabs/fastdfs/client
    
    # Tracker端口
    tracker_server=file.toplabs.com:22122

1.  创建Storage基础数据目录，对应base\_path目录

mkdir -p /toplabs/fastdfs/client

1.  上传测试

在Linux内部执行如下命令上传`/usr/local/fastdfs/fastdfs-6.06/images/architect.png`图片

fdfs_upload_file /etc/fdfs/client.conf /usr/local/fastdfs/fastdfs-6.06/images/architect.png

上传成功后返回文件ID号: `group1/M00/00/00/wKgALl_DpGeAOoAyAAYB1ymW77M906.png`

返回的文件ID由group、存储目录、两级子目录、file\_id、文件后缀名(由客户端指定，主要用于区分文件类型)拼接而成。

文件存在了哪里呢？这里`/toplabs/fastdfs/file/data/00/00`

其实到这一步，这个上传的文件的路径已经出来了。

`http://file.toplabs.com/group1/M00/00/00/wKgALl_DpGeAOoAyAAYB1ymW77M906.png`

但是在浏览器中还不能够直接访问文件。

# 3 安装Nginx #

上面将文件上传成功了，但我们无法访问。因此安装Nginx作为服务器以支持Http方式访问文件。

Nginx只需要安装到Storage Server所在的服务器即可，用于访问文件。我这里由于是单机，Tracker Server和Storage Server在一台服务器上。

## 3.1 安装Nginx所需环境 ##

sudo apt install g++  # 前面已经安装过的，可以跳过
    sudo apt install openssl libssl-dev
    sudo apt install libpcre3 libpcre3-dev
    sudo apt install zlib1g-dev

### 3.2 安装Nginx ###

1.  下载`nginx`

wget https://nginx.org/download/nginx-1.19.5.tar.gz

1.  解压

tar -zxvf nginx-1.19.5.tar.gz

1.  使用默认配置

cd nginx-1.19.5
    ./configure

1.  编译、安装

make
    make install

1.  启动`nginx`

cd /usr/local/nginx/sbin/
    ./nginx
    
    # 有可能会报错，上面显示找不到logs文件
    mkdir ../logs
    
    # 其它命令
    ./nginx -s stop
    ./nginx -s quit
    ./nginx -s reload

1.  设置开机启动

vim /etc/rc.local
    
    # 添加一行:
    /usr/local/nginx/sbin/nginx

1.  防火墙中打开Nginx端口(默认80)

ufw allow 80

## 3.2 访问文件 ##

**简单的测试访问文件**

1.  修改`nginx.conf`

vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
    
    # 添加如下行，将 /group1/M00 映射到 /toplabs/fastdfs/file/data
    location /group1/M00 {
        
        alias /toplabs/fastdfs/file/data;
    }
    #重启nginx
    /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

1.  在浏览器访问之前上传的图片、成功。

http://file.toplabs.com/group1/M00/00/00/wKgALl\_DpGeAOoAyAAYB1ymW77M906.png

# 4 FastDFS配置Nginx模块 #

## 4.1 安装配置Nginx模块 ##

1.  `fastdfs-nginx-module`模块说明

`FastDFS`通过Tracker服务器，将文件放在Storage服务器存储，但是同组存储服务器之间需要进行文件复制，有同步延迟的问题。

假设Tracker服务器将文件上传到了`192.168.137.1`，上传成功后文件ID已经返回给客户端。

此时`FastDFS`存储集群机制会将这个文件同步到同组存储`192.168.137.2`，在文件还没有复制完成的情况下，客户端如果用这个文件ID在`192.168.137.2`上取文件，就会出现文件无法访问的错误。

而`fastdfs-nginx-module`可以重定向文件链接到源服务器取文件，避免客户端由于复制延迟导致的文件无法访问错误。

1.  下载`fastdfs-nginx-module`、解压、重命名

# 下载
    wget https://github.com/happyfish100/fastdfs-nginx-module/archive/V1.22.tar.gz
    
    # 解压
    tar -zxvf V1.22.tar.gz
    
    # 重命名
    mv fastdfs-nginx-module-1.22/ fastdfs-nginx-module

1.  配置`nginx`，在`nginx`中添加模块

# 先停掉nginx服务
    /usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop
    # 进入nginx目录
    cd /usr/local/nginx/
    
    # 添加模块，后面填写自己的解压路径
    ./configure --add-module=/usr/local/fastdfs/fastdfs-nginx-module/src
    
    # 重新编译、安装
    make && make install

1.  查看Nginx的模块

[root@localhost ~]# usr/local/nginx/sbin/nginx -V
    nginx version: nginx/1.19.5
    built by gcc 9.3.0 (Ubuntu 9.3.0-17ubuntu1~20.04)
    # 有下面这个就说明添加模块成功
    configure arguments: --add-module=/usr/local/fastdfs/fastdfs-nginx-module/src

1.  复制`fastdfs-nginx-module`源码中的配置文件到`/etc/fdfs`目录

cd /usr/local/fastdfs/fastdfs-nginx-module/src
    cp mod_fastdfs.conf /etc/fdfs/
    cd /etc/fdfs
    vim mod_fastdfs.conf

1.  修改如下配置，其它默认

# 连接超时时间
    connect_timeout=10
    
    # Tracker Server
    tracker_server=file.toplaabs.com:22122
    
    # StorageServer 默认端口
    storage_server_port=23000
    
    # 如果文件ID的uri中包含/group**，则要设置为true
    url_have_group_name = true
    
    # Storage 配置的store_path0路径，必须和storage.conf中的一致
    store_path0=/toplabs/fastdfs/file

1.  配置`nginx`，修改`nginx.conf`

vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

修改配置，其它的默认

在80端口下添加`fastdfs-nginx`模块

location ~/group([0-9])/M00 {
        
        ngx_fastdfs_module;
    }

注意:

listen 80端口值是要与`/etc/fdfs/storage.conf`中的`http.server_port=80`相对应。如果改成其它端口，则需要统一，同时在防火墙中打开该端口。

location的配置，如果有多个group则配置location ~/group(\[0-9\])/M00，没有则不用配group。

1.  启动`nginx`

/usr/local/nginx/sbin/nginx

打印处如下就算配置成功`ngx_http_fastdfs_set pid=xxx`

1.  在地址栏访问

能下载文件就算安装成功。注意和第三点中直接使用`nginx`路由访问不同的是，这里配置`fastdfs-nginx-module`模块，可以重定向文件链接到源服务器取文件。  
http://file.toplabs.com/group1/M00/00/00/wKgALl\_DpGeAOoAyAAYB1ymW77M906.png

[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAaXR5YW5nZXI_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]: /images/20220828/3c8fe240c65c4d378e5fe051c1524860.png
[img]: /images/20220828/9ea60382820f48a1bca6fa3925d0b6e6.png
[img 1]: /images/20220828/076f0dc0ccac4c79bd2672cbdc765e3e.png
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