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主要功能  提供接口  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 的主-从关系CLIENT IO流程 用户下发一个写请求 off: 8M len: 16M 请求落在两个逻辑chunk上，所以 请求会被拆分成两个子请求：  ChunkIdx 1, off: 8M len 8M  ChunkIdx 2, off: 0 len 8MCLIENT IO流程 子请求由哪个chunkserver处理，依赖以 下信息：  逻辑chunk与物理chunk映射关系

string name; }; 4.3 内存组织 inode和dentry的关系需要在内存中通过某种方式组织起来。 还需要额外考虑一下的hard link, symlink，rename的处理。 fastcfs的inode和dentry没有分开，两者在同一个结构体里面。这种方式如何应对硬链接？ 看了下fastcfs的实现，在硬链接这里是有问题的。 考虑inode和dentry 久化的记录加载到内存里。实现把string转化为inode结构体，再插入内存结构中。 场景二：业务运行过程中，元数据的增删改查。 如果采用raft的方式对元数据持久化进行保证，所有元数据的处理都是先写WAL，再修改内存结构。那么任何对元数据的增删改查，对应着一条记录，根据记录去修改内存数据。 按照之前的讨论，curve文件系统的元数据管理采取先写log的方式。这里先不考虑log的组成形式。 的时候对元数据持久化。 对业务逻辑进行进一步抽象，忽略业务细节，会发现，元数据的内存管理需要提供这些功能。收到一条record，解析record，然后根据不同的opcode在内存对元数据进行处理。 伪码如下：© XXX Page 8 of 24 while (stop) { get and parse a record -> record switch (record->opcode)

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。 • 时间被划分成一个个的任期，每个任期开始都是一次 选举。 • 选举成功，领导⼈会管理整个集群直到任期结束。 • 选举失败，这个任期就会没有领导⼈⽽结束。 raft选举leader 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 Curve块存储 • 高性能、更稳定、易运维 • 支持NBD(network block device)、iscsi • 支持RDMA和SPDK Curve块存储架构 • client：接受用户请求。 • mds：保存元数据，包括topo信息、块设备信息、 数据分布信息等，持久化到etcd中。 • chunkserver：采用raft协议3副本的方式保存块 设备上的数据。 • snaps • chunk -> copyset -> chunk in 3 chunkserverCurve块存储RAFT应用 请求处理流程 以写请求为例： 1. Client 发送写请求给 Leader ChunkServer。 2. ChunkServer 收到请求，将请求封装成一个 log entry，提交给 raft。 3. raft模块在本地持久化 entry 的同时发送 entry

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 + inodeid，dentry的分片依据是fsid + parentinodeid。借鉴curve块 创建dentry，去parent inodeid所在的meta partition进行创建就好了。 查找inode和partition的时候，通过inodeid去查询应该由哪个partition进行处理。inode是拿着inodeid查询，dentry是拿着parent的inode id去查询。© XXX Page 6 of 19 一个fs的meta partition使用第一个叫做MetaWrapper的结构体组织起来© 3、curvefs的copyset和fs的对应关系 curvefs的元数据的分片，需要考虑到在创建inode的时候，其实是不知道inodeid的，在创建完成之后，才有inodeid。inodeid的分配最好下放到各个分片去进行处理。否则整个集群的inode都去一个地方获取id会 造成巨大的锁开销，这个是不能接受的。 curve块设备的元数据管理，在分配数据的时候，offset一开始就是知道的，这是和curvefs分配很大的一个不同点。

sustained机制/reserve机制 当一个trashtime等于0的TYPE_FILE类型的文件被一个客户端正在打开，而同时有另一个客户端要删除它时，此时master对该文件节点的处理是并不立即删除该文件而是设置为TYPE_RESERVED类型并将该fsn ode连接到reserved链表中，使该文件虽然已经从文件树中删除掉，但因为另一个正在打开该文件的客户端因为持有该节点inodeid chubaofs的方案如下： chubaofs实现了类似trash的机制，称为freelist， 当inode被unlink时，client会发送UnlinkInodeRequest， 对应的metasever接收到请求后，如果是文件，使得nlink计数减1，如果减到0，则将inodeid放到freelist中。 inode在freelist中存放7天，以应对有文件被打开的情况。 如果nlink减到0的是目录，则直 中，如果在Orpha 的OrphanInodeList OrphanInodeList nInodeList中，则向metaserver发送EvictInodeRequest， metaserver在收到该请求后，则设置inode的DeleteMarkFlag，并将其放入freelist。 freelist在定期清理时，当发现设置了DeleteMarkFlag，则直接从inode tree和free list中移除该inode，不再等待7天。

客户端在对一个文件的某个部分多次写入后, 同一个chunk会产生很多版本数据; 而客户端在读的时候, 会需要对这些chunk进行筛选和构建, 得到有效的部分, 越是散乱的状态, 就越需要发送更多次读请求至s3. 最后导致无效旧数据的堆积和读请求性能的下降, 所以需要在合适的时候进行重叠元数据和数据的合并 原则是尽力而为, 并不能做到完美 方案 基于一下3个基础的数据结构, 2层索引 s3chuninfolist[index] 不是s3类型的inode退出 对于每一个s3类型的inode来说, 对每一个index内的chunkinfo按照chunkid升序排序. 对于一个chunk来说，chunkinfo数量大于20即进行处理 计算变更 - 记录整个chunk最大的chunkid - 读出一个chunk所有有效的部分（如果是最后一个chunk，需要注意不超出len），compaction+1，chunkid为上一步获取的chunkid，为需要新增的obj 已标记为删除的inode不进行整理, 已经在整理的任务不会被新的删除标记的请求打断. 如果标记删除到实际删除之间的时间间隔非常短, 并且在标记删除前已经开始了整理任务, 可能会出现边删除边整理的状态(出现概率较小) 可以在实际删除前检查当前整理的inode列表, 如果在列表里就暂时跳过(同步删除)/重新丢进删除队列(异步删除) 或者就不管, 处理一下报错, 让后续的应该会开发的数据清理工具来删除, 因为出现这个冲突的概率比较小

11 背景 本地文件系统空间分配相关特性 局部性 延迟分配/Allocate-on-flush Inline file/data 空间分配 整体设计 空间分配流程 特殊情况 空间回收 小文件处理 并发问题 文件系统扩容 接口设计 RPC接口 空间分配器接口 背景 根据 ，文件系统基于当前的块进行实现，所以需要设计基于块的空间分配器，用于分配并存储文件数据。 CurveFS方案设计（总体设计，只实现了部分） ，需要从level2中，随机或者选择可用空间 最大的extent分配出去。 文件申请空间时，之前预分配块的剩余空间被其他文件占用。此时，首先从level1查找一个可用的块，不满足要求时，按情况1进行处理。 file1再次追加写入数据时，会附带32MiB来申请空间。此时，从level1中查找32MiB对应的块标记是否为0，如果为0，则将这个块继续分配给file1。否则，可以从level1中随机选择一个可用的块进行分配© 文件释放了一小段空间，则尝试与level2中的extent进行合并。 如果合并之后是一个完整的块，则重新将level1中对应的bit置为0，同时删除该extent。 如果不能合并，则向level2中插入一个新的extent。 小文件处理 大量小文件的情况下，按照上述的分配策略，会导致level1的bitmap标记全为1，同时level2中也会有很多extent。 所以可以参考chubaofs，对大小文件区分不同的分配逻辑。同时

proto:4 BRPC简介 client server EchoRequest EchoResponse5 BRPC简介 ●Channel类 –代表一个连接，Client通过Channel发 送请求和接收应答 ●Server类 –代表一个服务器，可以注册不同的 接口服务，例如上面的EchoService6 BRPC SERVER7 BRPC SERVER8 BRPC client9 EventDispatcher ●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*) Listener 获得一个socket fd后，创建通讯Socket。 SocketOptions关键字段: fd, on_edge_triggered_events18 例子：Request输入处理19 Channel创建Socket20 Channel远程调用的发起21 UCX ●NVIDIA Mellanox 开源项目 ●支持RDMA，TCP，Shared memory等 ●能

2、解析MDS的心跳response中的raft 成员变更信息，向CopysetNode发起变 更 ChunkServer架构ChunkOpRequest模块封装了对 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 器，统计一些IO层面和copyset层面的 一些指标，方便监控和跟踪。 ChunkServer架构并发控制层，负责对chunkserver的IO 请求进行并发控制，对上层的读写请 求安照chunk粒度进行Hash，使得不同 chunk的请求可以并发执行。 ChunkServer架构DataStore是对chunk落盘逻辑的封装。 包含chunkfile的创建、删除，以及实际 对chu ChunkServer架构LocalFileSystermAdaptor是对底层文件 系统的一层抽象，目前适配封装了ext4 文件系统的接口。 之所以要做这层抽 象，目的是隔离了底层文件系统的实 际读写请求，如果将来curve要适配裸 盘或者采用其他文件系统，可以在这 层进行适配。 ChunkServer架构CURVE基本架构 01 02 03 04 ChunkServer架构 ChunkServer核心模块

client MDS leader Chunk server 1、发起请求 2、查询元数据 5、返回结果 5、返回结果 user 3、查询leader节点 4、向leader cs发起请求 1. 用户发起请求； 2. Client 向 mds 查询请求的元数据， 并缓存到本地，请求转换为对 chunk 的请求 3. Client 向 chunkserver 查询 chunk 所在的 所在的 copyset的leader Chunkserver节点； 4. Client 向 leader 发送读写请求, Chunkserver 完成后通知client； 5. Client通知用户请求完成。背景 01 02 03 04 总体设计 系统特性 近期规划单卷4K随机读写IOPS 102k 39.7k 41.7k 127k 4K随机写 4K随机读 Ceph（L/N） • 无需人工干预 • 对io影响几乎无影响易运维 • 升级秒级影响 • 客户端采用CS架构 • NEBD Client: 对接上层业务 • NEBD Server: 接受请求 调用Curve Client处理 • 升级只需重启Server 秒级影响易运维 • 丰富的metric体系 • prometheus + grafana 可视化 • 每日报表 • 丰富的数据定位问题易运维