© 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？ 正的执行删除inode。 目录的nlink字段与文件的nlink字段不同， ， 并且在目录下， ， 删除目录nlink相应的减1。 目录的nlink字段初始值为2 每创建一个新目录，nlink字段也会+1 目录不支持硬链接。 二是删除时lookup count未考虑： lookup count 指的是文件的访问计数。当文件/目录被打开时， ，该文件/目录仍然可以被打开的进程访问，不会 造成崩溃或报错，我们的curvefs也需要实现 即使文件/目录已经被另一个进程删除了（nlink==0） 这样的语义。 这部分内容在fuse的相关接口中也有描述如下： /** * Forget about an inode * * This function is called when the kernel removes an inode * from its internal

XXX Page 1 of 33 CurveFs 用户权限系统调研（已实现）© XXX Page 2 of 33 一、Curvefs测试 1. 启动curvefs 问题1：root用户无法访问挂载目录 测试 allow_root 测试allow_other 参考文献 问题2：本地文件系统挂载默认是共享的？ 问题3：文件系统访问控制是在哪一层实现的？ 二、文件系统权限管理 文件类型 文件权限 启动curvefs 手动创建curve卷，/etc/curve/client.conf中配置卷所在集群信息。 启动服务&client挂载卷：bash startfs.sh start volume (挂载目录为/tmp/fsmount)© XXX Page 3 of 33 # wanghai01@pubbeta1-nostest2:~/curvefs/curve$ ps -ef | grep curvefs conf=./curvefs/conf/curvefs_client.conf /tmp/fsmount 问题1：root用户无法访问挂载目录 测试发现client mount进程是哪个用户启动的就只有该用户(filesystem owner)可以访问该目录，即使挂载点mode是777。 # filesystem owner wanghai01@pubbeta1-nostest2:/tmp$ ls

irfd参数没用。如果pathname是相对路径，并且dirfd的值不是AT_FDCWD，则pathname的参照物是相对于dirfd指向的目录，而不是进程的当前工作目录；反之，如 果dirfd的值是AT_FDCWD，pathname则是相对于进程当前工作目录的相对路径，此时等同于open。 open flags flags定义 flags通过宏定义实现，定义见 ，主要包括如下flag fcntl V的早期版本引入的，后改进为O_NONBLOCK) flags中必须access mode：O_RDONLY, O_WRONLY, O_RDWR其中之一；© XXX Page 4 of 23 文件创建标志只影响打开操作, 文件状态标志影响后面的读写操作 file creation flags: O_CLOEXEC, O_CREAT, O_DIRECTORY, O_EXCL, O_NOCTTY, O_NOFOLLOW, O_TMPFILE flags的含义 O_RDONLY: 只读 : 只写 O_WRONLY : 读写 O_RDWR O_CREAT: 当pathname对应的文件不存在时则创建它，文件uid为进程uid，gid为进程gid或父目录gid（取决于SGID是否置位）；当flags中出现O_CREAT 或 O_TMPFILE时，mode参数必须提供，否则会使用栈中随机字节填充；通常在没有ACL的情况下，有效的mode是经过与进程mask作用后的结果（mode

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 /B/E，指向文件/A/C list：遍历/A目录 5.1.2 好处 5.1.2 问题 5.2 分片方式二：Inode按照inodeid进行分片，Dentry按照parentid进行分片 fastcfs 有元数据服务器 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 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.com/abseil/abseil-cpp/tree/master/absl/c ontainer 实现了btree map和btree set，(Apache)。

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 元数据架构 文件系统快照 方案一：文件/目录级别快照 方案二：文件系统快照 关键点 元数据设计 数据结构 索引设计 文件空间管理 开发计划及安排 背景 为更好的支持云原生的场景，Curve需要支持高性能通用文件系统，其中高性能主要 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 curve实现块设备时，元数据不是扁平化的设计，而是采用来有目录层级的 namespace 方式，namespace 已经实现了 fs 元数据管理的雏形，具备了基本的元数据管理功能。（当时为什么要设计为 namespace 的管理形式？留有租户这个概念），直接基于 prefix + parentid + filename 作为 key , filename 直接和 fileInfo 关联，硬链接无法支持 b. 性能 list：list在通用文件系统中是很常见的操作，目前 curve 的元数据缓存使用的 lru cache，因此 list 只能依赖 etcd 的 range 获取方式。如果需要对 list 加速，需要新的缓存结构 c. 扩展性/可用性/可靠性

Service层是对外提供的一些RPC服 务的接口。包含的RPC服务有： • ChunkService。IO相关操作 • CliService。成员变更相关操作 • CopySetService。创建copyset等操 作 • RaftService。Braft内置的service， 完成raft成员之间的选举，日志复制， 安装快照等操作。 ChunkServer架构CopysetNode封装了braft的Node，并 ChunkService到达的I/O请求的实际处 理过程。请求到来时，封装一个 OpRequest，将上下文保存在里面，然 后发起Propose提交给raft，等raft apply后再执行后面的操作。 ChunkServer架构CloneManager主要负责克隆相关的功 能，内部是一个线程池，主要负责异 步完成克隆chunk的数据补全。关于克 隆相关的内容将会在快照克隆相关介 绍文档中详细介绍。 等CS1上的copyset数量恢复到和其它节点相差不大时，集群回 到均衡状态，迁移结束ChunkServer核心模块-DataStore ChunkServer的目录结构： • 每个copyset一个目录，后面三个目录由braft管理，data目录由DataStore管理 • Curve中的Chunk全部来自Chunkfilepool，是在系统初始化的时候预创建好并覆盖写过一遍的一些chunk，减少IO放大CURVE基本架构

id获取parent inode 所在copyset，metaserver ip等信息 ，然后从metaserver获取denty（这里有两种方式，一种是只获取当前需要的 denty，一种是list整个目录的denty，这个需要考虑用哪个接口） 根据找到的denty结构，获取inodeid，设置 fuse_entry_param，返回给fuse write void (*write) (fuse_req_t 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 ip等信息，然后从metaserver获取inode结构，缓存之； 判断上述各种oflag，执行相应的操作。（ ） 对于目前阶段来说，open可以什么都不做 create & mknod const char *name); 根据parent inode id 和 name找到当前文件的inode和denty结构 根据lookup count 值，如果非0，则需要延迟删除目录，如果为0，则删除目录。 删除时需要从缓存或mds查询删除inode和dentry的位置，并去metaserver删除，然后清除本地缓存 opendir 可先不支持，返回ENOSYS readdir

----+----------------+---------+----------+ 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 waldump : curvefs.dump) }; Q&A© XXX Page 9 of 12 单靠 redis 的 AOF 机制能否保证数据不丢失? 不能，因为 AOF 与 SET/DEL 这些操作不是同步进行的，即使刷入文件配置项 开启最高级别的 always 选项，也有可能丢失一个事件循环的数据，实现如下： appendfsync // : call(...) // propagate( rocksdb/leveldb + multiraft 可行，因为 leveldb 是可嵌入的，一个 raft 实例中可以绑定一个 leveldb 实例（leveldb 中的 wal 和 SST 文件都可以写到指定的目录) redis 改造 vs 自己实现? 结论：从目前元数据持久化的需要来看，更倾向于自己实现，理由如下： redis 目前不支持单独持久化 redis 中的某个 DB (一个 redis 实例可包含多个

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 6.2、挂载fs 6.3、创建文件/目录 6.4、open流程 6.5、读写流程 6.6、topology 7、工作评估 7.1 client端 7.2 mds端 7.3 metaserver端 metaserver 子模块拆分 8、inode和dentry的内存估算 SetInfo组成。 curve块设备的copyset是在空间预分配的时候就确定了，每次预分配1GB的空间，然后这1GB的空间每个chunk对应的copyset在预分配的时候已经确定。后续的读写的操作直接去对应的copyset上去进行读写。这个 分配copyset方式，并不适合curvefs的元数据。这种分配方式是提前分配了一批空间，即使用户只需要写4KB数据，也一次性分配1GB的空间。而cur hubaofs的方案，那么copyset就会一直处于一个不均衡的状态中。如果copyset是可readwrite状态，新创建的 文件和目录，会导致copyset管理的元数据越来越多；如果copyset管理的Inode分配完了，转为readonly状态，随着文件和目录的删除，copyset管理的元数据会越来越少。类chubaofs方案的均衡问题如何解决? CopySetScheduler: cop

存，那么则尝试先写入本地硬盘写缓存目录。 写本地硬盘缓存目录之前先判断缓存目录容量是否已达到阈值，如果已经达到阈值，那么则直接写入到远端对象存储；否则，则写入到本地硬盘写缓存目录中。文件写入本地硬盘写缓存目录后，从本地硬盘读目录© XXX Page 4 of 9 做一个硬链接链接到该文件。 本次io在本地硬盘写入好之后，异步上传模块会适时把本地硬盘写缓存目录中的文件上传到远端对象存储集群，上 传成功后，删除本地写缓存目录中的对应文件。 同时，缓存清理模块会定时检查本地硬盘缓存目录容量情况，如果容量已经达到阈值了，则进行文件的清理工作。 另外，异常管理模块处理客户端挂掉后的文件重新上传问题。 主要数据结构定义 class DiskCacheManagerImpl : public DiskCacheManager{ public: DiskCacheManagerImpl(); 形式来表现。 配置一个目录用于本地硬盘的文件管理，对作为缓存盘的本地硬盘进行格式化并挂载到该目录(如果没有缓存盘，那一般而言就是系统盘本身了)。 本地缓存盘的文件内容表示 本地缓存盘存放的文件即是存储到对象存储中的对象。 写缓存如何作为读缓存利用 除了写缓存目录，另外引入读缓存目录；当写缓存目录中有新文件加入时，则对该文件做硬链接到读缓存目录。 这样，写缓存目录中的文件上传完之后就可以