分布式文件系统MogileFS的使用

liukaida

　　MogileFS简介

　　MogileFS是一套开源的分布式存储组件，由LiveJournal旗下的Danga Interactive研发，主要应用于存储海量的小文件。

　　MogileFS有3个组件：
　　1）Tracker Nodes：是文件系统集群的核心节点，借助数据库节点保存元数据，主要功能包括监控后端Storage节点，及指示Storage节点完成数据的添加、删除、查询，及节点之间数据的复制等，该节点上运行的进程为mogilefsd。往往Tracker节点有多个，以实现负载均衡和高可用；
　　2）Storage Nodes：实际存储数据的位置，基于WebDAV模式工作，能完成文件创建、删除、重命名等操作，运行的进程为mogstored；
　　3）database Nodes：帮助Tracker节点存放元数据及全局信息，包括host，domain，class等。数据库建议使用高可用集群，防止单点故障。
　　

　　实现机制
　　在该文件系统集群中，每一个数据块都会有多个副本，存放于多个Storage Node上，不同的文件系统副本的数量各不相同（一般建议为3份），在Tracker Node上会分别单独记录每一个数据块的存储位置（位于哪个Storage及路径）。若某个Storage节点不在线了，客户端向Tracker节点请求获取数据时，Tracker节点会返回用于冗余的副本的存储位置给客户端。这样就保证了整个文件系统中数据的高可用性。当有数据存储至某一storage节点后，各storage节点会根据Tracker的指示通过节点间通信将副本发送至其他节点上。若某一storage下线了，该节点上的副本会由其他节点重新提供，保证副本的个数不少于指定的值。
　　

　　MogileFS结构图

　　工作原理：客户端需要存取数据时，首先与Tracker进行交互，Tracker通过查询数据库来获取客户端存取数据时所需要访问的元数据，然后返回给客户端，客户端利用Tracker返回的结果，与Storage Nodes节点进行交互完成数据存取（一次有可能联系一个也可能联系多个）。
　　

　　部署MogileFS
　　部署Tracker Nodes
　　1）安装程序包
　　使用cpan在线安装，首先安装必要的perl库。

[root@node1 ~]# cpan Sys::Syscall
[root@node1 ~]# cpan IO::WrapTie
[root@node1 ~]# cpan Danga::Socket
[root@node1 ~]# cpan IO::AIO
[root@node1 ~]# cpan MogileFS::Client
[root@node1 ~]# cpan Net::Netmask
[root@node1 ~]# cpan Perlbal　　安装MogileFS Server：
[root@node1 ~]# cpan MogileFS::Server　　或者下载源码包编译安装：
[root@node1 ~]# wget http://mirrors.ustc.edu.cn/CPAN/authors/id/D/DO/DORMANDO/MogileFS-Server-2.72.tar.gz
[root@node1 ~]# tar xf MogileFS-Server-2.72.tar.gz
[root@node1 ~]# cd MogileFS-Server-2.72
[root@node1 MogileFS-Server-2.72]# perl Makefile.PL
[root@node1 MogileFS-Server-2.72]# make && make install　　

　　2）完成配置
　　创建配置文件目录并添加配置文件：

[root@www ~]# mkdir /etc/mogilefs
[root@node1 ~]# vim /etc/mogilefs/mogilefsd.conf
daemonize = 1
pidfile = /var/run/mogilefsd/mogilefsd.pid
db_dsn = DBI:mysql:mogilefs:host=192.168.1.134;port=3306;mysql_connect_timeout=5   #连接数据库的信息
db_user = mogilefs          #数据库上的用户名
db_pass = mogilefs          #用户名对应的密码
listen = 0.0.0.0:7001       #监听的地址和端口
conf_port = 7001
query_jobs = 10             #用于查询的进程数
delete_jobs = 1             #用于删除操作的进程数
replicate_jobs = 5          #用于复制的进程数
reaper_jobs = 1             #用于回收资源的进程数　　在数据库节点上创建数据库，并授权用户：
MariaDB [(none)]> create database mogilefs;
Query OK, 1 row affected (0.04 sec)
MariaDB [(none)]> grant all on mogilefs.* to 'mogilefs'@'192.168.%.%' identified by 'mogilefs';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
MariaDB [(none)]> flush privileges;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)　　初始化数据库：
[root@node1 ~]# mogdbsetup --dbhost=192.168.1.134 --dbname=mogilefs --dbuser=mogilefs --dbpass=mogilefs --dbrootpass=mogilefs　　若出现如下错误，是没有安装perl连接mysql的驱动引起的，安装perl-DBD-MySQL即可。
Failed to load MogileFS::Store::MySQL: Can't locate DBD/mysql.pm in @INC (@INC contains: lib /usr/local/lib64/perl5 /usr/local/share/perl5 /usr/lib64/perl5/vendor_perl /usr/share/perl5/vendor_perl /usr/lib64/perl5 /usr/share/perl5 .) at /usr/local/share/perl5/MogileFS/Store/MySQL.pm line 5.........
........
###########################################
[root@node1 ~]# yum install perl-DBD-MySQL　　

　　3）启动服务
　　mogilefsd不能以root身份运行，必须用其他用户运行，为此添加mogilefs用户，然后启动服务：
[root@node1 ~]# useradd -r mogilefs
[root@node1 ~]# su - mogilefs -c "mogilefsd -c /etc/mogilefs/mogilefsd.conf --daemon"　　更好的方式是添加服务脚本，然后通过脚本启动服务。
　　

　　这里有一项需要注意，Sys::Syscall的0.25版本存在bug，在文件系统运行过程中，向文件系统上添加数据，其不会按照默认策略保留2个副本，默认策略如下：

　　上传的文件信息：

　　可以看到，数据仅有一份，保存在192.168.1.127节点上。Sys::Syscall的0.25版本为最新版本，使用cpan默认安装的就是这个版本，降级到0.23版本即可，或者直接下载安装0.23版本。
wget http://mirrors.ustc.edu.cn/CPAN/authors/id/B/BR/BRADFITZ/Sys-Syscall-0.23.tar.gz
###############################
perl Makefile.PL
make && make install　　

　　部署Storage Nodes

　　1）安装程序包（与上述一致）
[root@node2 ~]# cpan Sys::Syscall
[root@node2 ~]# cpan IO::WrapTie
[root@node2 ~]# cpan Danga::Socket
[root@node2 ~]# cpan IO::AIO
[root@node2 ~]# cpan MogileFS::Client
[root@node2 ~]# cpan Net::Netmask
[root@node2 ~]# cpan Perlbal
[root@node2 ~]# cpan MogileFS::Server　　

　　2）完成配置
　　创建目录并添加配置文件：

[root@node2 ~]# mkdir /etc/mogilefs
[root@node2 ~]# vim /etc/mogilefs/mogstored.conf
maxconns = 10000              #最大并发连接数
httplisten = 0.0.0.0:7500     #http监听的地址
mgmtlisten = 0.0.0.0:7501     #管理接口监听地址
docroot = /mogdata/data       #用于存储的目录　　添加，挂载分区，根据/etc/mogilefs/mogstored.conf中的docroot配置信息添加目录，并修改属主属组：

[root@node2 ~]# fdisk /dev/sdb
[root@node2 ~]# mkfs -t ext4 -b 4096 /dev/sdb1
[root@node2 ~]# mkdir -pv /mogdata/data
mkdir: created directory `/mogdata'
mkdir: created directory `/mogdata/data'
[root@node2 ~]# mount /dev/sdb1 /mogdata/data/
[root@node2 ~]# chown -R mogilefs.mogilefs /mogdata/　　

　　3）启动服务
　　添加用户，启动服务（同上述一样，最好使用脚本）：
[root@node2 ~]# useradd -r mogilefs
[root@node2 ~]# su - mogilefs -c "mogstored -c /etc/mogilefs/mogstored.conf --daemon"　　

　　安装MogileFS-Utils管理MogileFS
　　在控制节点上安装MogileFS-Utils，可用于添加host，device，domain，class等管理操作。

[root@node1 ~]# cpan MogileFS::Utils　　或者
[root@node1 ~]# wget http://mirrors.ustc.edu.cn/CPAN/authors/id/D/DO/DORMANDO/MogileFS-Utils-2.29.tar.gz
[root@node1 ~]# tar xf MogileFS-Utils-2.29.tar.gz
[root@node1 ~]# cd MogileFS-Utils-2.29
[root@node1 MogileFS-Utils-2.29]# perl Makefile.PL
[root@node1 MogileFS-Utils-2.29]# make && make install　　建议直接使用cpan安装，可自动安装依赖的包。
　　

　　基于nginx访问MogileFS

　　Storge Node支持将上面存储的数据以http模式的接口输出，客户端跟Storge Node进行交互的时，通常需要基于MogileFS提供的API编程之后，通过程序和storge通信。nginx上的nginx_mogilefs模块就是这样的一个程序，用nginx作为MogileFS的反向代理，用户只要把需要访问的资源以url的形式向nginx请求，既能够得到需要的资源。

　　

　　nginx_mogilefs工作原理：mogielfs为nginx的第三方模块，该模块能够自动工作在nginx上，解码用户请求的url，把url中的一部分作为domain，一部分作为key发送给Tracker，Tracker将检索到的fid返回给mogielfs模块，mogielfs利用这个fid与Storge Nod交互取得数据，并将取得的数据返回给客户端。nginx也能够接受用户的上传文件请求，把对应的url解析成domain和key，并且将文件根据Tracker的指示存储在某个store节点上。
　　nginx_mogilefs_module模块的下载地址：http://www.grid.net.ru/nginx/mogilefs.en.html
　　

　　实验拓扑图

　　配置多个Tracker，利用nginx实现负载均衡，建议在实际环境中将数据库节点配置成高可用集群，这里为了方便仅配置一个节点。

　　

　　配置过程
　　1）首先在4个节点上按照上述方式部署Tracker和Storage，并将Tracker连接上数据库

　　两个Tracker连接同一个数据库。

　　2）配置MogileFS环境
　　向Tracker添加各设备：
[root@node1 ~]# mogadm --trackers=192.168.1.126:7001 host add node1 --ip=192.168.1.106 --status=alive
[root@node1 ~]# mogadm --trackers=192.168.1.126:7001 host add node2 --ip=192.168.1.126 --status=alive
[root@node1 ~]# mogadm --trackers=192.168.1.106:7001 host add node3 --ip=192.168.1.127 --status=alive
[root@node1 ~]# mogadm --trackers=192.168.1.106:7001 host add node4 --ip=192.168.1.131 --status=alive
[root@node1 ~]# mogadm --trackers=192.168.1.106:7001 host list        #查看添加的主机　　

　　添加设备（需要在配置文件中docroot参数指定的目录下创建对应的目录，例如添加的设备号为1，则添加的目录名的dev1）：
[root@node1 ~]# mogadm --trackers=192.168.1.106:7001 device add node1 1 --status=alive
[root@node1 ~]# mogadm --trackers=192.168.1.106:7001 device add node2 2 --status=alive
[root@node1 ~]# mogadm --trackers=192.168.1.106:7001 device add node3 3 --status=alive
[root@node1 ~]# mogadm --trackers=192.168.1.106:7001 device add node4 4 --status=alive　　在各个Storage Node上创建对应的目录：
Storage Node1上
[root@node1 ~]# mkdir /mogdata/data/dev1/
[root@node1 ~]# chown -R mogilefs.mogilefs /mogdata/
##################
Storage Node2上
[root@node2 ~]# mkdir /mogdata/data/dev2/
[root@node1 ~]# chown -R mogilefs.mogilefs /mogdata/
.........
.........　　检查状态：mogadm --trackers=192.168.1.106:7001,192.168.1.126:7001 check
　　
　　

　　添加名称空间：
[root@node1 ~]# mogadm --trackers=192.168.1.106:7001 domain add file　　添加class：
[root@node1 ~]# mogadm --trackers=192.168.1.106:7001 class add file bigimg　　

　　3）安装配置nginx
[root@www ~]# tar xf nginx-1.8.0.tar.gz
[root@www ~]# tar xf nginx_mogilefs_module-1.0.4.tar.gz      #使用1.0.4版本
[root@www ~]# yum install pcre-devel
[root@www ~]# cd nginx-1.8.0
[root@node2 ~]#  ./configure \
   --prefix=/usr/local/nginx \
   --conf-path=/etc/nginx/nginx.conf \
   --error-log-path=/var/log/nginx/error.log \
   --http-log-path=/var/log/nginx/access.log \
   --pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid  \
   --lock-path=/var/lock/nginx.lock \
   --user=nginx \
   --group=nginx \
   --with-http_ssl_module \
   --with-http_flv_module \
   --with-http_stub_status_module \
   --with-http_gzip_static_module \
   --http-client-body-temp-path=/usr/local/nginx/client/ \
   --http-proxy-temp-path=/usr/local/nginx/proxy/ \
   --http-fastcgi-temp-path=/usr/local/nginx/fcgi/ \
   --http-uwsgi-temp-path=/usr/local/nginx/uwsgi \
   --http-scgi-temp-path=/usr/local/nginx/scgi \
   --with-pcre \
   --with-debug \
   --add-module=/root/nginx_mogilefs_module-1.0.4 \      #添加第三方模块
###############################
[root@www nginx-1.8.0]# make && make install
[root@www nginx-1.8.0]# useradd -r nginx　　

　　添加服务脚本：
.................
[root@www ~]# chmod +x /etc/init.d/nginx
[root@www ~]# chkconfig --add nginx　　配置nginx.conf，Tracker无需去维持用户会话，前端的nginx在负载均衡时简单的做加权轮询即可：
[root@node2 nginx]# vim nginx.conf
worker_processes  1;
events {
    worker_connections  1024;
}
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;
    upstream trackers {
        server 192.168.1.106:7001 weight=1;      #指定两个Tracker
        server 192.168.1.126:7001 weight=1;
        }
    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;
        location /file {
            mogilefs_tracker trackers;
            mogilefs_domain file;                #指定domain
            mogilefs_pass {
                proxy_pass $mogilefs_path;
                proxy_hide_header Content-Type;
                proxy_buffering off;
            }
        }
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
      }
}　　

　　配置完成后启动服务。
[root@www ~]# service nginx start
#########################
[root@www ~]# ansible tracker -m service -a 'name=mogilefsd state=started enabled=yes'
[root@www ~]# ansible storage -m service -a 'name=mogstored state=started enabled=yes'　　

　　进行测试
　　上传一张图片：

[root@www ~]# mogupload --trackers=192.168.1.106:7001 --domain=file --class=bigimg --key='hello.jpg' --file='/root/Public/24_P.jpg'　　
　　访问资源：

　　
　　

　　停止192.168.1.106上的mogilefsd和mogstored服务：
[root@node1 ~]# service mogilefsd stop
Stopping mogilefsd                                         [  OK  ]
[root@node1 ~]# service mogstored stop
Stopping mogstored                                         [  OK  ]

　　

　　资源能够继续访问，测试完成.................^_^