1文件系统
文件系统是操作系统用于明确存储设备（常见的是磁盘，也有基于NAND Flash的固态硬盘）或分区上的文件的方法和数据结构；即在存储设备上组织文件的方法。操作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构称为文件管理系统，简称文件系统。文件系统由三部分组成：文件系统的接口，对对象操纵和管理的软件集合，对象及属性。从系统角度来看，文件系统是对文件存储设备的空间进行组织和分配，负责文件存储并对存入的文件进行保护和检索的系统。具体地说，它负责为用户建立文件，存入、读出、修改、转储文件，控制文件的存取，当用户不再使用时撤销文件等。
2文件系统的分类
2.1本地文件系统
linux的ext3,ext4 windows的FAT32 NTFS ..如下是window下格式化硬盘时可以选择的文件系统。注意下其中有个参数分配单元大小，稍后讨论。
2.2分布式文件系统
利用分布式技术将标准X86服务器的本地HDD、SSD等存储介质组织成一个大规模存储资源池，同时，对上层的应用和虚拟机提供工业界标准的SCSI、iSCSI和对象访问接口，进而打造一个虚拟的文件存储系统。
3 文件的存储
1.块级概念：
块级是指以扇区为基础，一个或我连续的扇区组成一个块，也叫物理块。它是在文件系统与块设备（例如：磁盘驱动器）之间。
2.文件级概念：
文件级是指文件系统，单个文件可能由于一个或多个逻辑块组成，且逻辑块之间是不连续分布。逻辑块大于或等于物理块整数倍，
3.物理块与文件系统之间的关系图：
映射关系：扇区→物理块→逻辑块→文件系统
文件级备份：文件级备份是指在指定某些文件进行备份时，首先会查找每个文件逻辑块，其次物理块，由于逻辑块是分散在物理块上，而物理块也是分散在不同扇区上。需要一层一 层往下查找，最后才完成整个文件复制。文件级备份时比较费时间，效率不高，实时性不强，备份时间长，且增量备份时，单文件某一小部份修改，不会只备份修改 部份，而整个文件都备份。
块级备份：块级备份是指物理块复制，效率高，实时性强，备份时间短，且增量备份时，只备份修改过的物理块。
对象存储: 也就是通常意义的键值存储，其接口就是简单的GET、PUT、DEL和其他扩展，如七牛、又拍、Swift、S3
块存储: 这种接口通常以QEMU Driver或者Kernel Module的方式存在，这种接口需要实现Linux的Block Device的接口或者QEMU提供的Block Driver接口，如Sheepdog，AWS的EBS，青云的云硬盘和阿里云的盘古系统，还有Ceph的RBD（RBD是Ceph面向块存储的接口）
文件存储: 通常意义是支持POSIX接口，它跟传统的文件系统如Ext4是一个类型的，但区别在于分布式存储提供了并行化的能力，如Ceph的CephFS(CephFS是Ceph面向文件存储的接口)，但是有时候又会把GFS，HDFS这种非POSIX接口的类文件存储接口归入此类。
6常见分布式文件系统整体对比
开源协议说明
GPL:不允许修改后和衍生的代码做为闭源的商业软件发布和销售，修改后该软件产品必须也采用GPL协议；
GPL V2：修改文本的整体就必须按照GPL流通，不仅该修改文本的源码必须向社 会公开，而且对于这种修改文本的流通不准许附加修改者自己作出的限制;
GPL V3：要求用户公布修改的源代码，还要求公布相关硬件;
LGPL：更宽松的GPL
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对比说明 |
TFS |
FastDFS |
MogileFS |
MooseFS |
GlusterFS |
HDFS |
Ceph |
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开发语言 |
C++ |
C |
Perl |
C |
C |
Java |
C++ |
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开源协议 |
GPL V2 |
GPL V3 |
GPL |
GPL V3 |
GPL V3 |
LGPL |
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数据存储方式 |
块 |
文件 |
文件 |
块 |
文件 |
块 |
文件/块 |
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集群节点通信协议 |
私有协议（TCP） |
私有协议（TCP） |
HTTP |
私有协议（TCP） |
私有协议（TCP）/ RDAM(远程直接访问内存) |
私有协议（TCP） |
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Metadata server |
NS是TFS集群的中心管理节点，TFS通过主备HA的方式来解决单点问题 |
多个Tracker server和Storage server均不存在单点问题 |
可以配置HA结构 |
单个MDS。存在单点故障和 瓶颈。解决办法：Metalogger Server和 heartbeat+drbd+moosefs |
无，不存在单点故障。靠运行在各个节点上的动态算法来代替MDS,不需同步元数据,无硬盘I/O瓶颈。 |
单个MDS。存在单点故障和 瓶颈。 ZooKeeper配合解决 |
多个MDS，不存在单点故障和瓶颈。MDS可以扩展，不存在瓶颈。 |
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FUSE |
支持 |
支持 |
支持 |
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专用元数据存储点 |
占用NS |
无 |
占用DB |
占用MFS |
无 |
占用 |
占用MDS |
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在线扩容 |
支持 |
支持 |
支持 |
支持 |
支持 |
支持 |
支持 |
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冗余备份 |
支持 |
支持 |
- |
支持 |
支持 |
支持 |
支持 |
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单点故障 |
存在 |
不存在 |
存在 |
存在 |
不存在 |
不存在 |
不存在 |
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易用性 |
安装复杂，官方文档少 |
安装简单，社区相对活跃 |
安装简单，官方文档多 |
安装简单，官方文档专业化 |
安装简单，官方文档专业化 |
安装简单，官方文档专业化 |
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适用场景 |
跨集群的小文件，存储图片文件等 |
单集群的中小文件 国人在mogileFS的基础上进行改进的key-value型文件系统 |
- |
单集群的大中小文件 用于存储图片 |
跨集群云存储 |
大文件 |
单集群的大中小文件 彻底的分布式，没有单点依赖 |
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性能 |
高 |
低 |
高 |
稍低 |
性能慢 |
高 |
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取舍 |
存在单点故障，安装复杂不宜用，不支持fuse |
主要是不支持fuse |
安装维护复杂，性能不高，不支持fuse |
存在单点故障，占用内存，性能高，支持fuse |
支持fuse，无单点故障，性能稍低，客户端占用相当的CPU和内存 |
存在单点故障，性能慢，不支持fuse适合大文件操作 |
安装简单，无单点依赖，支持fuse，性能好 |