© XXX Page 1 of 15 curvefs client 删除文件和目录功能设计© XXX Page 2 of 15 背景 相关调研 moosefs chubaofs 方案设计思考 1.Trash机制是实现1个(类似chubaofs)，还是2个（类似moosefs）？ 2. Trash放在哪里？ 3. 是否需要做session机制（在metaserver打开），来维护inode的打开情况？ 打开情况？ 方案设计 Trash机制： Session机制： 遗留问题 工作量评估 背景 目前curvefs client版本对删除unlink和rmdir的设计只有简单的删除inode和dentry结构，遗留了nlink和lookup count相关的内容还未实现，是不完备的。本文首先调研moosefs，chubaofs等分布式系统，参考并设计解决上述遗留问题。 当前删除接口代码如下：© (fuse_req_t req, fuse_ino_t parent, const char *name); 其中的注释内容总结如下： 当lookup count在fuse_reply_entry和fuse_reply_create时增加1 当内核移除其inode cache时，会调用forget，此时lookup count需要减nlookup（forget的参数） 当umount时，所有lookup

整个dataCache的设计思路，在写场景下能将数据尽可能的合并后flush到s3上，在读场景上，能够预读1个block大小，减少顺序读对于底层s3的访问频次。从这个思路上该缓存方案主要针对的场景是顺序写和顺序 读，而对于随机写和随机读来说也会有一定性能提升，但效果可能不会太好。 元数据采用2层索引 由于chunk大小是固定的（默认64M），所以Inode中采用map s3 Write流程 1.加锁，根据inode和fsid找到对应的fileCacheManager，如果没有则生成新的fileCacheManager，解锁，调用fileCacheManager的Write函数。 2.考虑到同一个client同一个文件同时只能一个线程进行文件写，所以在Write函数中加写锁。 3.根据请求offset，计算出对应的chunk index和chunkPos。将请求拆分成多个chunk的WriteChunk调用。 在WriteChunk内，根据index找到对应的ChunkCacheManager，根据请求的chunkPos和len从dataCacheMap中找到一个可写的DataCache： 4.1 chunkPos~len的区间和当前DataCache有交集（包括刚好是边界的情况）即可写。 4.2 同时计算后续的多个DataCache是否和chunkPos~len有交集，如果有则一并获取 5. 如果有可写的DataCache，

当前实现了高性能块存储，对接OpenStack和 K8s  网易内部线上无故障稳定运行近两年  已完整开源 • github主页： https://opencurve.github.io/ • github代码仓库： https://github.com/opencurve/curve Curve 3/33为用户服务 作为一个复杂的大型分布式存储系统，Curve 需要利用科学的方法论和专业的工具，在整个 （易部署、易升级、自治） ✓ 运维工具（部署工具、管理工具） 4/33背景 01 02 03 04 Curve质量控制 Curve监控体系 Curve运维体系软件质量 软件质量的定义是：软件与明确地和隐含地定义的需求相一致的程度。 为了确保最终交付的软件满足需求，必须将质量控制贯穿于设计、开发到测试的整个流程中。 设计  设计流程  文档规范 开发  编码规范与提交流程  版本管理 小需求（改动小）将实现思路记录到任务管理系统中（JIRA），即可进行开发；  大需求（新模块、复杂功能）需要输出独立设计文档，并进行评审；对于功能或 性能影响较大的功能，还需要进行POC验证；评审和验证通过后才能启动开发 工作。 小需求 实现思路 开发 大需求 设计文档 POC 开发 7/33设计文档规范 设计文档需要具备以下内容：  修订记录  审批记录  系统介绍 

-------+----------+ 字段 字节数 说明 type 1 操作类型，共有以下 2 类： SET (0X01)：ADD 和 UPDATE 都可以转换成 SET 操作 DEL (0X02)：当为 DEL 操作时，value_length 和 value 则为空 key_length 4 key 长度 key $key_length 编码后的 key [value_length] [value_length] 4 value 长度 [value] $value_length 编码后的 value checksum 8 前面 5 部分的校验和© XXX Page 4 of 12 Raft Snapshot +---------+---------+------+-----------------+-----+-----------+ | CURVEFS | version | size | size 8 键值对数量 key_value_pairs / 键值对（当 size 为 0 时，该字段为空） EOF 1 特殊标记常量 (0XFF)，表示内容已结束 check_sum 8 保存校验和 (根据前 5 个部分内容计算得出) key_value_pairs 字段 字节数 说明 key_length 4 key 的长度 key $key_length 保存编码后的 key value_length

●是socket事件分发的中心 ●使用epoll和边沿触发 ●提供监视一个fd是否可读写，并调用对应socket对象的成员函数1314 Socket 输入事件处理15 Socket options ●是创建socket的参数 ●主要成员: –fd 是socket文件句柄 –void (*on_edge_triggered_events)(Socket*) ●可读事件的回调函数16 Server创建Socket – memory register cache –config file24 UCT ●特点是比较原始，开销小，但是没有很强的功能 ●是网络接口层，主要功能是网卡发现和远程内存传输支持，提供component查询和 memory domain的打开 ●一个component包含若干 memory domain resource,一个memory domain又可以包含若干个 transport ●Tag match ●client/server模式的Listener, Ep(endpoint)26 UCP ●构建于uct之上，实现更加高级的功能,容易使用，但有一定开销。 ●UCT和UCP两者都有context概念，但是UCT只对一块网卡，而UCP把若干个UCT组合起 来，自动选择最快路径传输。 ●高级特性 –大消息报文的自动分片传输 –Active message, atomic

partition的管理 2.3、meta partition和inode以及dentry的对应关系？ 3、curvefs的copyset和fs的对应关系 3.1 如何获取inodeid 3.2 copyset fs共用吗？ 3.3 copyset个数是否可以动态调整？ 4、curvefs的topo信息 5、curvefs mds和metaserver的心跳 6、详细设计 6.1 创建fs 6 metaserver 子模块拆分 8、inode和dentry的内存估算 8.1 一台机器上能存放多少个inode和dentry 8.2 一台机器上建议的copyset数量 8.3 每个copyset建议管理存储容量的大小 1、背景 curvefs使用raft作为元数据一致性的保证。为了提高元数据的可扩展性和并发处理能力，采用元数据分片的方式管理inode和dentry的元数据。inode的分片依据是fsid 这里需要重新考虑curvefs的copyset和fs的元数据分片的对应关系。© XXX Page 3 of 19 2、chubaofs的元数据管理 chubaofs（补充链接）的元数据也是采用的raft的方式进行管理，可以借鉴一下chubaofs的元数据的分片策略。 通过分析chubaofs的源代码。chubaofs的用volume管理一个文件系统，每个volume有若干meta partition和data partition。meta

(*init) (void *userdata, struct fuse_conn_info *conn); 根据挂载信息，从mds获取文件系统信息（或superblock），块分配器（bitmap）和root inode所在的copyset、 metaserver ip等信息 去metaserver获取文件系统信息（super block），缓存到client端。 destroy void (*destroy) 清理init缓存的文件系统信息。 lookup void (*lookup) (fuse_req_t req, fuse_ino_t parent, const char *name); 根据parent inode id和name从denty缓存中找到对应的denty结构； 如果dentry缓存中不存在对应的inode，则从mds根据parent inode id获取parent inode 所在copyset，metaserver ，则会出错，用此测试文件是否存在，如果不存在则创建此文件。 O_TRUNC 如果文件存在，且为只写或只读打开，则将其文件长度截短为0 O_DSYNC sync数据和必要元数据（不影响读取刚写入的数据） O_SYNC sync数据和所有元数据 O_DIRECTORY 目录 O_DIRECT 直接IO open的主要逻辑： 根据inode id，从mds获取inode所在copyset，metaserver

打开文件描述符表的index），在后续系统调用（read(2)、write(2)、lseek(2)、fcntl(2) etc.）中指向这个打开的文件。打开的文件描述符记录中保存着文件的offset 和 文件status。 每个进程都有个 task_struct 描述符用来描述进程相关的信息，其中有个 files_struct 类型的 files 字段，里面有个保存了当前进程所有已打开文件 描述符的数组，而通过 指向文件尾（file offset的修改和write操作在一个原子操作中完成）。 O_APPEND O_NONBLOCK O_NDELAY: O_NONBLOCK和O_NDELAY所产生的结果都是使I/O变成非阻塞模式(non-blocking)，在读取不到数据或是写入缓冲区已满会马上return，而不会阻塞等待。差别在于：在读操作时，如果读不到数据，O_NDELAY会使I/O 函数马上返回0，但这又衍生出 strace ./main open("in.txt", O_RDONLY|O_PATH) = 3 open flags 实现方式 cephfs处理方式是用Fh的结构体保存文件打开的状态和上下文信息，并不该Fh保存在Inode中，在后续读写等操作中依据该状态进行处理。 // cephfs Inode Fh.flags(cephfsFh struct Inode : RefCountedObject

对mode的管理 对ACL（Access Control Lists）的管理 ACL Access Entry保存在哪？ ACL的表示 内存中的ACL 是如何与具体的 Inode 相关联 如何存储和获取ACL信息 Inode权限校验 chmod、chown、setfacl、getfacl接口文件系统自己如何实现 结论： 参考文献： 一、Curvefs测试 代码：https://github 如果文件系统在打开设备 fd 时的初始功能协商期间启用了 ACL 支持，则此挂载选项将被隐式激活。 在这种情况下，内核执行 ACL 和标准的 unix 权限检查 疑问：协商期间do_init()中的启用ACL的flags如何设置？ 初始化时的 通过 ： 功能协商 init()函数实现© XXX Page 9 of 33 // libfuse lib/fuse_lowlevel.c static void wanghai01@pubbeta1-nostest2:/tmp/fsmount$ cat hello.txt hello world 结论：fuse挂载时使用'default_permissions' 和 ‘allow_other’ ；或者可以在用户态文件系统中自由的实现访问控制策略。 可以达到共享文件系统下的基于内核权限检查的文件访问控制 二、文件系统权限管理© XXX Page 16 of 33

(MLC)测试得到的CPU内存带宽是 61Gbps10/17/22 3 RDMA可以减轻CPU负担 ●可以减少CPU操作网络通讯的开销 ●读写内存都由网卡进行offload ●应用程序不再通过系统调用在内核和用户态来回切换10/17/22 4 磁盘的读写 ●基于EXT4的存储引擎，依然需要通过系统调用来回切换 ●读写都需要CPU拷贝数据 ●不能发挥某些NVME的功能，例如write zero10/17/22 ●不再基于daemon模式，而是直接使用pfs core api ●依然向外提供管理工具, 例如 pfs ls、cp、rm等 ●增加spdk驱动10/17/22 7 新增PFS接口 ●增加pfs_pwritev和pfs_preadv接口 ●ssize_t pfs_preadv(int fd, const struct iovec *iov, int iovcnt, off_t offset); ●ssize_t 大块数据（全是0），减少了nvme传输带宽，而且nvme在垃圾回收上 可以优化，例如只是标记某块为0, 而不用实际写，gc时不需要搬运。10/17/22 12 nvme读写的内存对齐要求 ●NVME读写传输描述分两种规格：PRP和SGL。 PRP是第一个版本， SGL是后面才发展起来的 ●PRP要求内存按PAGE对齐 ●SGL要求字节/或4字节对齐(double word)， 相对宽松10/17/22 13 PFS NVME读对齐实现