这里要尽可能减少 key/value 编码后的字节数，这样同样的内存可以存入较多的 key/value 对 序列化目前主要考虑以下 2 种，一种是参考 chubaofs 顺序编码，一种是利用 protobuf 直接序列化 顺序编码： 利用 protobuf（SerializeToString）进行序列化© XXX Page 6 of 12 // curvefs/proto/metaserver 10 万条随机生成 inode 耗时 (MS) 内存 (KB) 顺序编码 13 5079 protobuf 序列化 81 4996 从对比结果来看，10 万条 inode 耗时相差不大（CPU 并不是瓶颈），内存 protobuf 消耗却更少，推介使用 protobuf 进行序列化 2、KVStore 将当前实现中的 MemoryDentryStorage 和 MemoryInodeStorage 哈希表在 rehashidx 索引上的所有键值对 rehash 到 ht[1], 当 rehash 工作完成之后, 程序将 rehashidx 属性的值增一 (4) 随着字典操作的不断执行, 最终在某个时间点上, ht[0] 的所有键值对都会被 rehash 至 ht[1], 这时程序将 rehashidx 属性的值设为 -1, 表示 rehash 操作已完成 哈希表渐进式 rehash 执行期间的哈希表操作：

）© XXX Page 2 of 14 时间 修订人 修订内容 2021-03-23 李小翠 初稿(背景，调研，架构设计) 2021-03-30 李小翠 增加快照部分 2021-04-13 李小翠、陈威 补充元数据数据结构 2021-04-19 李小翠、吴汉卿、许超杰等 补充文件空间分配，讨论与确认 背景 调研 开源fs 性能对比 可行性分析 方案对比 对比结论 架构设计 卷和文件系统 试： 。测试结果c开发的moosefs和fastcfs元数据性能远优于go开发的chubaofs和c开发的cephfs，理论上分析这个结果是合理的，分布式的元数据设 调研测试 计会涉及到多次rpc的交互。这里需要确认的一点是：我们需要怎样的元数据节点的性能？ 可行性分析 方案对比 根据上述调研和测试结果，我们考虑了三种curvefs的元数据设计方案： CurveFS kv方案设计 cur 文件中，binlog采用定期dump的方式删除。基于这种方式的开发： a. 性能 加载：数据量较大的情况下，元数据节点启动较慢；但是元数据使用 master-slave 可以降低 failover 情况下的加载时间 b. 扩展性/可用性/可靠性 扩展性不够，受限于单机的内存和磁盘，只能纵向扩展 可用性足够，由于是 master-slave 的方式，master 以同步方式调用 slave，slave

4、curve文件系统的元数据内存组织 4.1 inode定义： 4.2 dentry的定义： 4.3 内存组织 5 元数据分片 5.1 分片方式一：inode和dentry都按照parentid分片 5.1.1 场景分析 查找：查找/A/C。 创建：/A/C不在，创建/A/C 删除文件：删除/A/C 删除目录：删除/A rename：rename /A/C到/B/E symbolic link： hardlink：生成一个hardlink inode和dentry放一个结构体。 inode → hashtable（key是ino，全局） dentry → skip list （key是name，每个目录下一个） 计算出来的 binlog，随时间会越来越大 差 DG Master/Slave glusterfs 无中心化服务器 dht算法 hash 扩展时大量迁移 client缓存 inode→ hashtable(gfid) offset) etcd 差 块设备，最小10GB segment + chunk raft 块设备的元数据管理 cephfs 3、各内存结构体 时间复杂度 空间复杂度 特点 可用实现 Btree 一个节点上保存多条数据，减少树的层次(4~5层)，方便从盘上读取数据，减少去盘上读取次数。适合在盘上和内存组织目录树。 google，https://github

11 背景 概述 关键接口分析 init destroy lookup write read open create & mknod mkdir forget unlink rmdir opendir readdir getattr & setattr access rename symlink & readlink link flush & fsync 其他 功能分析 模块划分 接口设计 Cache设计 Cache设计 时间 作者 内容 2021-04-27 许超杰 初稿 背景 CurveFS初步设计见 ， 目前需细化Client端设计 CurveFS方案设计（总体设计，只实现了部分） 概述 CurveFS client 向上提供两层接口，分别是© XXX Page 3 of 11 对接fuse，提供通用文件系统接口。对于fuse +forget_multi +flock +fallocate© XXX Page 5 of 11 +readdirplus +copy_file_range +lseek 关键接口分析 init void (*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superbloc

beta版的bug修复代码先合入master分支，再cherry-pick到release-x.y分支；  beta版bug修复完成后，打rc版标签（可能有多个rc版），上线到测试环境；  经bug修复和长时间运行测试后，若代码达到正式上线标准，则发布正式版。 v1.0.0-beta v1.1.0-beta master v1.1.0-rc0 release-1.1 v1.0.0-rc0 v1.0 一个整体，检验它是否有不符 合系统说明书的地方。它是一个黑盒测试，可以发现系统分析和设计中的错误。 Curve的系统测试一般是由QA来完成，包含：  常规测试，主要是新增功能的手工测试；  性能测试，将性能数据与基准对照，确定性能没有出现预期外的下降或提升；  稳定性测试，在正常压力下运行足够长的时间；  异常测试，在正常流程中注入一种软硬件异常；  混沌测试，大压力多级故障（随机组合软硬件异常）。 request等） 用例设计原则  无需绑定特定环境，“随意拉起”  配置化（测试环境、测试负载定义）  控制用例时间（考虑一些折中方案）  Case独立性  Case通用性（兼顾curve、ceph等）  Tag规范(优先级、版本、运行时间)  最大化覆盖率（打乱操作顺序、随机 sleep）  精确性（checkpoint）  稳定性（避免环境因素、其他模块干扰）

© XXX Page 1 of 9 Curve支持S3 数据缓存方案© XXX Page 2 of 9 版本 时间 修改者 修改内容 1.0 2021/8/18 胡遥 初稿 背景 整体设计 元数据采用2层索引 对象名设计 读写缓存分离 缓存层级 对外接口 后台刷数据线程 本地磁盘缓存 关键数据结构 详细设计 Write流程 Read流程 ReleaseCache流程 ReleaseCache流程 Flush流程 FsSync流程 后台流程 poc测试验证 背景 基于s3的daemon版本基于基本的性能测试发现性能非常差。具体数据如下： 通过日志初步分析有2点原因© XXX Page 3 of 9 1.append接口目前采用先从s3 get，在内存中合并完后再put的方式，对s3操作过多 2.对于4k 小io每次都要和s3交互，导致性能非常差。 因此需要通过Cache模块解决以上2个问题。 变量控制处于wait状态。 2.write流程会对后台线程处于wait状态的情况触发notify唤醒，同时修改DataCacheNum_。 3.后台会遍历DataCache，达到flushwait的时间，或者DataCache size为chunksize，满足一个条件则调用DataCache的flush。 4.更新元数据，清理DataCache缓存，DataCacheNum_减1。 5.遍历完一

© XXX Page 1 of 19 curvefs copyset与fs对应关系© XXX Page 2 of 19 版本 时间 修改者 修改内容 1.0 2021/7/23 陈威 初稿 1.1 2021/8/4 陈威 根据评审意见修改 1.2 2021/8/9 陈威 增加详细设计 1、背景 2、chubaofs的元数据管理 2.1、meta partition的创建 2.2、meta 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 partition管理的元数据，data partition和10个data partition。chubaofs的data partition的功能我们使用curve块设备替换。meta partition的创建，以及meta partition的管理的，下面会详细分析一下。 2.1、meta partition的创建 再创建文件系统的时候，会创建好指定大小的metapartition，meta partition的数量最小不低于3，最大不高于100。每个meta

化，fio性能测试的结果如下表格： Nbd 10盘： Nbd单盘：新版本ChunkServer性能优化 单深度fio测试chunkserver内部时延统计 Raft 日志落盘延迟 优化前性能分析：braft日志落盘时延占据了ChunkServer处理时延的50%以上，因此推断braft日志落盘存在瓶颈 ChunkServer性能优化主要是braft日志落盘优化，包括三个方面： 1、追加写改为覆盖写 2、写入时4KB对齐 3、改为O_DIRECT模式 How？ Why？新版本ChunkServer性能优化 1、模拟braft日志落盘方式的demo程序测试结果，latency为调用sync花费的时间（第一次新写，第二次覆盖写）; 2、因为在请求4KB的情况下，写入的大小带上头部后是4120，是不对齐的，所以又测试了一下把写入大小改成4096的情况：新版本ChunkServer性能优化 因此

采⽤eBPF加速云原⽣环境中 Curve⽂件系统性能 ⽹易数帆科技 向东提纲 • 什么是Curve • Curve的应⽤场景及挑战 • Curve客户端⾯临问题及分析 • 什么是ebpf • 基于epbf的Curve Cache设计 • Curve社区介绍Curve是什么？ • Curve云原⽣软件定义存储 • Curve分布式块存储 • Curve分布式⽂件存储 • SETATTR inode 根据UID，ATIME，CTIME，length来设置属性 • 关闭⽂件时会发送FLUSH请求和RELEASE请求FUSE⽂件IO读写流程FUSE的IO路径及瓶颈分析 • 对⽐测试 • ⽂件访问测试直接访问ext4 • 通过FUSE访问passthrough_ll底层ext4 • 内核调⽤延迟测试 • 与FUSE Daemon通讯120us左右，FUSE LD_PRELOAD重载⽂件系统系统调⽤ • vpp / f-stack / DirectFUSE • Kernel版本实现 • BentoFS 基于rust的实现采⽤LD_Preload⽅式瓶颈分析 • 环境 • FUSE daemon使⽤ passthrough_ll 调⽤底层ext4 • 进程共享内存通信延迟10us+ • others 开销 10us+ • fuse

在不进行对齐的情况下本地文件系统会报错，但是curvefs没有报错 启用成功，要么fuse做了处理。 分析结果：用户态文件系统在fuse_reply_open中设置fuse_file_info→direct_io后，内核感知该flag避免使用pagecahe，直接将数据在用户态和文件系统之间传递。从对本地文件系统和vfs分析发现，对齐的校 验在VFS do_blockdev_direct_IO中实现，各文件系