© 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

C u r v e 质 量 、 监 控 与 运 维 秦 亦 1/33背景 01 02 03 04 Curve质量控制 Curve监控体系 Curve运维体系Curve 是网易针对块存储、对象存储、云原生数据库、EC等 多种场景自研的分布式存储系统：  高性能、低延迟  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 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 测试  测试方法论  CI与异常测试 6/33设计流程 Curve团队采用敏捷开发模式，负责人在制定迭代计划时，确认哪些任务需要设计 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）。

获客 降本 影响力 新商机、 降本 合作沙龙、比赛 合作项目、解决方案 参与社区分享 • 编程之夏 • 黑客松 开源课程: (学习、实验、评 测、认证、实践、 代码协作) • 训练营 • 电子书 • 评测局 • 开源认证考试 • 开源学堂 • 内核课程 PolarDB开源社区 (2W+用户) github、官网、钉钉、微信、B站、知乎、csdn、 PolarDB开源生态 共建模式 国产化替代 应用软件 适配迁移 生态伙伴集成 • 云市场、云速搭 • 创新中心SaaS市场 • 云起实验室 接入云端销售 数据价值放大 • 基础设施 • 安全 • 管理维护 • 数据集成 • 开发协同 • ISV • 培训育人 • 商业服务 • ... 2022S1: 3500W曝光 150W学习人次 2万+实践体验 2K+持证人才 PolarDB开发大赛:

用户&用户组 文件系统用户权限管理 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 root@pubbeta1-nostest2:/tmp# cd fsmount bash: cd: fsmount: Permission denied© XXX Page 4 of 33 查阅资料发现这是fuse的一种安全策略，默认是只有filesystem owner拥有该文件系统的访问权限，如果想要其他用户有权访问，需要在挂载参数中指定‘-o allow-root’ 或'-o allow-other'以允许相应用 For future use.© XXX Page 14 of 33 */ unsigned reserved[22]; }; 未实现任何权限检查的文件系统通常 应在内部添加此选项，可与参数‘allow_other’一起达到共享文件访问控制。© XXX Page 15 of 33 # LD_PRELOAD=/usr/lib/x86_64-linux-gnu/libjemalloc.so

raft可以解决分布式理论中的CP，即一致性和分区容忍性 • 大多数副本成功即可返回成功 • 速度取决于写的较快的大多数RAFT协议简介 • Leader：负责从客户端接受日志，把日志复制到其 他服务器，当保证安全性的时候告诉其他服务器应用 日志条目到他们的状态机中。 • Candidate: 发起选举。获取大多数选票的候选人将 成为领导者。 • Follower: 响应来自其他服务器的请求，如果接受不 到消息，就变成候选人并发起一次选举。 raft任期RAFT协议简介 raft复制状态机 1. leader收到客户端的请求。 2. leader把请求指令记录下来，写入日志，然后并⾏发 给其他的服务器，让他们复制这条⽇志。 3. 当这条⽇志条⽬被安全的复制，leader会应⽤这条⽇ 志条⽬到它的状态机中。 4. 然后把执⾏的结果返回给客户端。 • 提供命令在多个节点之间有序复制和执行，当多个节 点初始状态一致的时候，保证节点之间状态一致。 对rocksdb打快照。 • Curve文件系统也是使用copyset管理。 • 写日志的方式与Curve块存储基本一致，实现细节略有差异。 • raft apply和raft snapshot的实现和Curve块存储不同。 • metaserver有两套存储引擎，基于memory和基于rocksdb。 Curve文件系统与Curve块存储的实现区别CURVE的RAFT配置变更 心跳 • 通过心跳维持

●不能发挥某些NVME的功能，例如write zero10/17/22 5 为什么用PFS ●对代码比较熟悉 ●找一个能管理裸盘，具有产品级可靠性的代码挺难的 ●PFS支持类POSIX文件的接口，与使用EXT4的存储引擎代码很像， 所以容易移植现有代码到PFS存储引擎 ●CurveBS对文件系统元数据的操作非常少，对文件系统的要求不高， 所以不需要元数据高性能，这方面PFS也合适10/17/22 ●ssize_t pfs_pwritev(int fd, const struct iovec *iov, int iovcnt, off_t offset); ●IO vector的接口主要是为了与brpc的iobuf对接，iobuf由若干地址不连 续的block组成，一次IO提交可以提高效率。10/17/22 8 PFS+SPDK 的部分读写的实现 ●某些盘只支持4k单位读写，但是CurveBS支持512字节读写 22 11 pfs_pwrite_zero ●在初始化curvebs时，需要创建chunk pool, 每一个chunk都要填零 ●chunk不再被卷使用时，需要回归chunk pool，为了安全也需要填0。 ●使用nvme的时候，可以直接使用nvme write zero命令，不需要传递 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

ElectionTime的情况 4.2.4.2 GetTimeout < ElectionTime 4.2.4.3 MDS1、MDS2、MDS3的租约全部过期 4.2.4.4 总结 4.2.5 异常情况四: Etcd集群与MDS1(当前leader)出现网络分区 4.2.5.1 事件一先发生 4.2.5.2 事件二先发生 4.2.6 异常情况4：Etcd集群的follower节点异常 4.2.7 各情况汇总 1. } } 4.2 图示说明选举流程 4.2.1 正常流程 MDS1当选leader, MDS2和MDS3处于watch状态 MDS1当选leader之后，与EtcdServer建立的交互如下： ①与etcd server维持租约。这里涉及到租约的时间 LeaseTime，租约KeepAlive的时间间隔是1/3的LeaseTime nextKeepAlive := time 1. 该部分涉及到的参数说明： 参数 说明 当前配置 ElectionTimeout etcd集群leader选举的超时时间 3s LeaseTime mds当选leader之后，与etcd集群维持租约的过期时间 租约的keepalive间隔为LeaseTime/3 etcd server端限制LeaseTime >= 1.5 * ElectionTimeout 10s PeriodicGetTime

FileInstance：对应一个已挂载的卷  LeaseExecutor：负责定期与MDS通信，获取卷的元数据信息  元数据信息在打快照时会进行变化  MetaCache：元数据缓存  IOTracker：跟踪一个上层IO请求  IOSplitor：IO转换拆分  ChunkClient、CliClient：与Chunkserver进行通信  前者负责IO请求  后者负责获取复制组(copyset)的leader  MDSClient：负责与MDS交互，挂卸载卷、获取元数据信息 CLIENT整体架构QEMU： 实现了QEMU block与Client的对接层 向cinder/glance提供了Python API https://github.com/opencurve/curve-qemu-block-driver NBD： 实现了Curve-NBD，与内核NBD模块进行交互 可以作为容器的数据存储 数据面：AioWrite/AioRead、Write/Read  控制面：Create/Delete、Open/Close、Rename等  IO处理：转换、拆分、合并  元数据获取及缓存  逻辑chunk与物理chunk映射关系  物理chunk所属的复制组(copyset)  复制组所在的chunkserver列表  复制组的leader信息  Failover支持  MDS：只有主MDS才会监听端口

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 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 ： a. 性能 由于元数据分片，获取元数据需要跟多个节点进行rpc的交互，因此性能相比单机要弱一些 b. 扩展性/可用性/可靠性 使用 multi-raft, 扩展性、可用性和可靠性与元数据节点一致 对比结论 CurveFS 近期要能支持mysql所要接口，长期需要支持通用文件接口。 kv 虽然改造简单，短期内对基本功能的支持没有问题，但这个架构不利于 Curve 长期的规划和演进，因此选择通用的 dentry 分别建立对应的内存结构，再回放 wal 日志完成构建 卷的元数据管理 卷的元数据中需要包含建立在该卷之上的文件系统元数据分片的位置，以便进行元数据的索引 常见的元数据操作 Create 与 mds 交互获取 inode 和 dentry 的 copyset 位置 创建 inode© XXX Page 7 of 14 1. 3. 2. 1. 2. 3.