【IT168技术】MooseFS(Moose File System，mfs)是一种分布式文件系统，它将数据分布在网络中的不同服务器上，支持FUSE，客户端可以作为一个 普通的Unix 文件系统使用MooseFS。
MooseFS中共有四种角色：主控服务器master server、元数据日志服务器metalogger server、存储块服务器chunkserver、客户端client。
主控服务器负责各个存储块服务器的管理、文件读写调度、文件空间回收以及恢复、多节点拷贝。
元数据日志服务器负责备份主控服务器的元数据、变化日志文件，文件类型为changelog_ml.*.mfs，以便在主控服务器出问题的时候可以恢复。
存储块服务器负责提供存储空间，并为客户提供数据传输。
客户端则通过fuse挂接主控服务器上所管理的存储块服务器，可以像操作本地文件一样操作MooseFS中的文件。
Keepalived是一款服务器监控软件，可以监控服务器运行状态，当服务器死机或出现故障时，可以自动将服务切换到后备服务器上。
一、配置思路
1、自1.6.5之后，MooseFS提供了metalogger服务，默认每24小时自动获得主控服务器的所有元数据和更改日志，可以作为备份主控
2、使用keepalived，监控主控服务器运行情况，当主控服务器宕掉之后，自动启动备份主控服务器，接替主控服务器
3、主控服务器与备份主控使用相同的虚拟IP提供对外服务
4、客户端通过fuse，直接访问虚拟IP提供的在存储块服务器共享的资源
二、服务器信息
10.1.1.105 主控服务器
10.1.1.104 存储块服务器、元数据日志服务器，作为备份主控
10.1.1.103 对外的提供服务的虚拟IP
10.1.1.116 存储块服务器
10.1.1.111 客户端
${PageNumber}三、安装配置MooseFS
对于主控服务器、元数据日志服务器、存储块服务器、客户端，MooseFS提供相同的安装文件，只是根据配置参数的不同，安装不同的程序
常用的配置参数有disable-mfsmaster、disable-mfschunkserver、disable-mfsmount、disable-mfscgiserv，以及对应的enable选项，分别表示停用、启用相应的安装。所有选项默认是启用的。在安装的时候，安装程序会自动检测是否安装了fuse开发包，如果检测到，就会编译支持mfsmount(fuse 2.7.2以上版本)选项。
另外还有with-default-user、with-default-group，用于指定MooseFS所对应的用户、组
1、在http://www.moosefs.org/download.html下载软件mfs-1.6.24.tar.gz
2、主控、存储块服务器、元数据日志服务器安装
主控、存储块服务器、元数据日志服务器可以使用相同的配置安装，只需要指定安装目录、用户、组，其他的都使用默认配置
创建用户、组
[root@localhost ~]# groupadd mfs
[root@localhost ~]# useradd -g mfs mfs
解压、安装
[root@localhost ~]# tar xvf mfs-1.6.24.tar.gz
[root@localhost ~]# cd mfs-1.6.24
[root@localhost mfs-1.6.24]# ./configure --prefix=/Data/apps/mfs --with-default-user=mfs --with-default-group=mfs
[root@localhost mfs-1.6.24]# make && make install
主控服务器是MooseFS的核心，应当安装在具有高稳定性、高配置的服务器上。最关键的是内存要足够大，MooseFS对内存的要求与存放的文件个数有关。按照官方的数据，存储块服务器上的1百万文件，主控服务器需要300M内存存放相关的信息。硬盘也要大，受存储块服务器上文件、块的个数(影响元数据文件大小)、文件变更数(影响changelog)的影响;2500万文件、50小时的变更日志需要20G空间。对CPU也有较高的要求，受MooseFS中文件的操作频率影响。
在这里，10.1.1.104作为元数据日志服务器的同时，也是备份主控服务器，使用了跟主控服务器相同的配置。
存储块服务器应当提供1G以上的可用空间，才可以写入文件，实际生产环境中，至少应提供几个G的可用空间。
3、客户端安装
客户端需要安装fuse及fuse开发包，可以使用yum来安装
[root@localhost ~]# yum -y install fuse*
创建用户、组
[root@localhost ~]# groupadd mfs
[root@localhost ~]# useradd -g mfs mfs
解压、安装
[root@localhost ~]# tar xvf mfs-1.6.24.tar.gz
[root@localhost ~]# cd mfs-1.6.24
[root@localhost mfs-1.6.24]# ./configure --prefix=/Data/apps/mfs --with-default-user=mfs --with-default-group=mfs --enable-mfsmount
[root@localhost mfs-1.6.24]# make && make install
4、配置
主控服务器、存储块服务器、元数据日志服务器分别使用不同的配置文件。配置文件默认存放目录是安装目录下的etc目录，即${prefix}/etc，其中${prefix}即上面指定的/Data/apps/mfs。
主控服务器使用的配置文件是mfsmaster.cfg，可以参照${prefix}/etc下的mfsmaster.cfg.dist创建，其中注释掉的信息是当前的默认值，使用这些默认值就可以正常运行。
另外，主控服务器也用到了mfsexports.cfg文件，指定了哪些客户端机器可以远程挂载MooseFS文件系统、具有什么权限。在文件里，添加这一行
10.1.1.0/24 / rw,alldirs,maproot=0
表明10.1.1.0～10.1.1.255网段的机器都可以挂载MooseFS文件系统，具有读写、挂载任意指定的子目录权限、自动映射为root用户
IP地址有几种表现形式：所有ip，单个ip，IP网络地址/位数掩码，IP网络地址/子网掩码，ip段范围。
权限部分中：ro 只读模式共享，rw 读写方式共享;alldirs 许挂载任何指定的子目录;maproot 映射为root或者其他的用户;password 指定客户端密码
在默认数据目录${prefix}/var/mfs下，安装时会产生一个空的元数据文件metadata.mfs.empty，根据这个文件复制出初始的元数据文件metadata.mfs
[root@localhost ~]# cp metadata.mfs.empty metadata.mfs
然后就可以启动master服务了
[root@localhost ~]# /Data/apps/mfs/sbin/mfsmaster start
master服务运行后，会在数据目录${prefix}/var/mfs下产生元数据备份文件metadata.mfs.back、日志文件changelog.*.mfs、sessions.mfs文件等，默认保留前50小时的日志，即mfsexports.cfg中BACK_LOGS的设置的值。
master服务每小时会把changelog.*.mfs文件合并到元数据文件中。
元数据日志服务器中使用的配置文件是mfsmetalogger.cfg，可以参照${prefix}/etc下的mfsmetalogger.cfg.dist创建，其中注释掉的信息是当前的默认值。要注意的是，其中的MASTER_HOST\MASTER_PORT指定了主控服务器的位置、端口，需要修改为正确的。默认MASTER_HOST是mfsmaster。先修改/etc/hosts文件，增加一行
10.1.1.103 mfsmaster
启动metalogger服务
[root@localhost ~]# /Data/apps/mfs/sbin/mfsmetalogger start
启动后，可以看到默认数据目录${prefix}/var/mfs下会复制主控服务器的元数据备份文件metadata_ml.mfs.back、日志文件changelog_ml_back.*.mfs、sessions_ml.mfs文件
另外，可以把mfsmetalogger.cfg文件中的META_DOWNLOAD_FREQ设置成1，即每小时复制一次metadata.mfs.back文件，减少恢复的延迟时间。
存储块服务器中使用的配置文件是mfschunkserver.cfg，可以参照${prefix}/etc下的mfschunkserver.cfg.dist创建，其中注释掉的信息是当前的默认值。要注意的是，其中的MASTER_HOST\MASTER_PORT指定了主控服务器的位置、端口，需要修改为正确的。默认MASTER_HOST是mfsmaster，先修改/etc/hosts文件，增加一行
10.1.1.103 mfsmaster
创建一个用于存放数据的目录，并授予权限
[root@localhost ~]# mkdir /testshared
[root@localhost ~]# chown -R mfs:mfs /testshared
另外，mfschunkserver.cfg中指定了共享硬盘使用的配置文件mfshdd.cfg，同样可以参照${prefix}/etc下的mfshdd.cfg.dist创建。在里面添加刚才配置的目录
/testshared
存储块服务器中共享的硬盘应当只供mfs使用，以便mfs能正确的管理它的自由空间。
这样就可以启动存储块服务器了。
[root@localhost ~]# /Data/apps/mfs/sbin/mfschunkserver start
客户端
修改/etc/hosts文件，增加一行
10.1.1.103 mfsmaster
创建一个作为挂载点的目录，使用mfsmount命令挂载，就可以当作本地文件夹一样操作MooseFS的目录了
[root@localhost ~]# /Data/apps/mfs/bin/mfsmount /Data/webapps/img.muzhiwan.com/mfs -H mfsmaster
其中，-H参数挂载整个mfs目录
-P 指定实际使用的端口
-S 指定挂载的子目录
${PageNumber}四、安装配置keepalived
通过keepalived，监控主控服务器，当主控服务器10.1.1.105上的mfsmaster服务出现问题时，自动切换到元数据日志服务器10.1.1.104。
到http://www.keepalived.org/download.html 下载最新的keepalived。
解压、安装
[root@localhost ~]# cd keepalived-1.2.2
[root@localhost keepalived-1.2.2]# ./configure --prefix=/
Keepalived configuration
------------------------
Keepalived version : 1.2.2
Compiler : gcc
Compiler flags : -g -O2 -DETHERTYPE_IPV6=0x86dd
Extra Lib : -lpopt -lssl -lcrypto
Use IPVS Framework : No
IPVS sync daemon support : No
Use VRRP Framework : Yes
Use Debug flags : No
这里只需要启用VRRP就可以
[root@localhost keepalived-1.2.2]# make && make install
安装后，配置为随机启动服务
chmod +x /etc/rc.d/init.d/keepalived
chkconfig --add keepalived
chkconfig --level 21 keepalived on
使用的配置文件是/etc/keepalived/keepalived.conf。
主控服务器10.1.1.105上的配置文件是，每两秒钟使用脚本检测mfsmaster运行情况，发现运行失败，就停止keepaled服务
global_defs {
router_id LVS_STTD
}
vrrp_script check_run {
script "/Data/apps/mfs/keepalived_check_mfsmaster.sh"
interval 2
}
vrrp_sync_group VG1 {
group {
VI_1
}
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER
interface eth1
virtual_router_id 88
priority 100
advert_int 1
nopreempt
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
track_script {
check_run
}
virtual_ipaddress {
10.1.1.103
}
}
/Data/apps/mfs/keepalived_check_mfsmaster.sh脚本，如mfsmaster未运行，则停止keepalived服务
#!/bin/sh
CHECK_TIME=2
mfspath="/Data/apps/mfs/sbin/mfsmaster"
function check_mfsmaster () {
ps -ef | grep mfsmaster | grep "/Data/apps/mfs/sbin/mfsmaster" | grep -v "grep"
if [ $? = 0 ] ;then
MFS_OK=1
else
MFS_OK=0
fi
return $MFS_OK
}
while [ $CHECK_TIME -ne 0 ]
do
let "CHECK_TIME -= 1"
check_mfsmaster
if [ $MFS_OK = 1 ] ; then
CHECK_TIME=0
exit 0
fi
if [ $MFS_OK -eq 0 ] && [ $CHECK_TIME -eq 0 ] ;then
/etc/init.d/keepalived stop
exit 1
fi
done
元数据日志服务器上keepalved配置
global_defs {
router_id LVS_STTD
}
vrrp_sync_group VG1 {
group {
VI_1
}
notify_master "/Data/apps/mfs/keepalived_notify.sh master"
notify_backup "/Data/apps/mfs/keepalived_notify.sh backup"
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface eth1
virtual_router_id 88
priority 80
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
10.1.1.103
}
}
/Data/apps/mfs/keepalived_notify.sh脚本
#!/bin/bash
MFS_HOME=/Data/apps/mfs
MFSMARSTER=${MFS_HOME}/sbin/mfsmaster
MFSMETARESTORE=${MFS_HOME}/sbin/mfsmetarestore
MFS_DATA_PATH=${MFS_HOME}/var/mfs
function backup2master(){
$MFSMETARESTORE -m ${MFS_DATA_PATH}/metadata.mfs.back -o ${MFS_DATA_PATH}/metadata.mfs $MFS_DATA_PATH/changelog_ml*.mfs
$MFSMARSTER start
}
function master2backup(){
$MFSMARSTER stop
/Data/apps/mfs/sbin/mfsmetalogger start
}
function ERROR(){
echo "USAGE: keepalived_notify.sh master|backup "
}
case $1 in
master)
backup2master
;;
backup)
master2backup
;;
*)
ERROR
;;
esac
五、故障切换
在10.1.1.105上停止mfsmaster服务，查看日志
May 2 12:18:40 localhost snmpd[28923]: Connection from UDP: [211.157.110.180]:64027->[114.113.149.105]
May 2 12:18:40 localhost snmpd[28923]: Connection from UDP: [211.157.110.180]:64027->[114.113.149.105]
May 2 12:18:40 localhost snmpd[28923]: Connection from UDP: [211.157.110.180]:19812->[114.113.149.105]
May 2 12:18:40 localhost snmpd[28923]: Connection from UDP: [211.157.110.180]:19812->[114.113.149.105]
May 2 12:18:41 localhost snmpd[28923]: Connection from UDP: [211.157.110.180]:9005->[114.113.149.105]
May 2 12:18:41 localhost snmpd[28923]: Connection from UDP: [211.157.110.180]:9005->[114.113.149.105]
May 2 12:18:41 localhost snmpd[28923]: Connection from UDP: [211.157.110.180]:4508->[114.113.149.105]
May 2 12:18:41 localhost snmpd[28923]: Connection from UDP: [211.157.110.180]:36607->[114.113.149.105]
May 2 12:18:41 localhost snmpd[28923]: Connection from UDP: [211.157.110.180]:31566->[114.113.149.105]
May 2 12:18:41 localhost snmpd[28923]: Connection from UDP: [211.157.110.180]:12040->[114.113.149.105]
May 2 12:19:17 localhost mfsmaster[30383]: set gid to 501
May 2 12:19:17 localhost mfsmaster[30383]: set uid to 501
May 2 12:19:17 localhost mfsmaster[28772]: matocu: closing *:9421
May 2 12:19:17 localhost mfsmaster[28772]: matocs: closing *:9420
May 2 12:19:17 localhost mfsmaster[28772]: matoml: closing *:9419
May 2 12:19:20 localhost Keepalived: Terminating on signal
May 2 12:19:20 localhost Keepalived: Stopping Keepalived v1.2.2 (04/23,2012)
May 2 12:19:20 localhost Keepalived_vrrp: Terminating VRRP child process on signal
May 2 12:19:20 localhost Keepalived_vrrp: VRRP_Instance(VI_1) removing protocol VIPs.
查看10.1.1.104的日志
May 2 12:19:17 localhost mfschunkserver[17620]: connection reset by Master
May 2 12:19:17 localhost mfsmetalogger[6105]: connection was reset by Master
May 2 12:19:20 localhost mfschunkserver[17620]: connecting ...
May 2 12:19:20 localhost mfsmetalogger[6105]: connecting ...
May 2 12:19:20 localhost mfschunkserver[17620]: connection failed, error: ECONNREFUSED (Connection refused)
May 2 12:19:20 localhost mfsmetalogger[6105]: connection failed, error: ECONNREFUSED (Connection refused)
May 2 12:19:23 localhost Keepalived_vrrp: VRRP_Instance(VI_1) Transition to MASTER STATE
May 2 12:19:23 localhost Keepalived_vrrp: VRRP_Group(VG1) Syncing instances to MASTER state
May 2 12:19:23 localhost mfsmaster[17690]: set gid to 504
May 2 12:19:23 localhost mfsmaster[17690]: set uid to 504
May 2 12:19:23 localhost mfsmaster[17690]: sessions have been loaded
May 2 12:19:23 localhost mfsmaster[17690]: exports file has been loaded
May 2 12:19:23 localhost mfsmaster[17690]: mfstopology configuration file (/Data/apps/mfs/etc/mfstopology.cfg) not found - network topology not defined
May 2 12:19:23 localhost mfsmaster[17690]: stats file has been loaded
May 2 12:19:23 localhost mfsmaster[17690]: master <-> metaloggers module: listen on *:9419
May 2 12:19:23 localhost mfsmaster[17690]: master <-> chunkservers module: listen on *:9420
May 2 12:19:23 localhost mfsmaster[17690]: main master server module: listen on *:9421
May 2 12:19:23 localhost mfsmaster[17690]: open files limit: 5000
May 2 12:19:23 localhost mfschunkserver[17620]: testing chunk: /Data/testshared/03/chunk_0000000000000003_00000001.mfs
May 2 12:19:24 localhost Keepalived_vrrp: VRRP_Instance(VI_1) Entering MASTER STATE
May 2 12:19:24 localhost Keepalived_vrrp: VRRP_Instance(VI_1) setting protocol VIPs.
May 2 12:19:24 localhost avahi-daemon[7367]: Registering new address record for 10.1.1.103 on eth1.
May 2 12:19:24 localhost Keepalived_vrrp: VRRP_Instance(VI_1) Sending gratuitous ARPs on eth1 for 10.1.1.103
May 2 12:19:24 localhost mfschunkserver[17620]: connecting ...
May 2 12:19:24 localhost mfsmetalogger[6105]: connecting ...
May 2 12:19:25 localhost mfsmaster[17690]: chunkserver register begin (packet version: 5) - ip: 10.1.1.116, port: 9422
May 2 12:19:25 localhost mfsmaster[17690]: chunkserver register end (packet version: 5) - ip: 10.1.1.116, port: 9422, usedspace: 2801012736 (2.61 GiB), totalspace: 169845575680 (158.18 GiB)
May 2 12:19:27 localhost mfschunkserver[17620]: connected to Master
May 2 12:19:27 localhost mfsmetalogger[6105]: connected to Master
May 2 12:19:27 localhost mfsmaster[17690]: chunkserver register begin (packet version: 5) - ip: 10.1.1.104, port: 9422
May 2 12:19:27 localhost mfsmaster[17690]: chunkserver register end (packet version: 5) - ip: 10.1.1.104, port: 9422, usedspace: 1069522944 (1.00 GiB), totalspace: 275084394496 (256.19 GiB)
May 2 12:19:28 localhost mfsmetalogger[6105]: metadata downloaded 1490B/0.000284s (5.246 MB/s)
May 2 12:19:28 localhost mfsmetalogger[6105]: changelog_0 downloaded 0B/0.000001s (0.000 MB/s)
May 2 12:19:28 localhost mfsmetalogger[6105]: changelog_1 downloaded 0B/0.000001s (0.000 MB/s)
May 2 12:19:28 localhost mfsmetalogger[6105]: sessions downloaded 205B/0.000096s (2.135 MB/s)
May 2 12:19:29 localhost Keepalived_vrrp: VRRP_Instance(VI_1) Sending gratuitous ARPs on eth1 for 10.1.1.103
May 2 12:19:33 localhost mfschunkserver[17620]: testing chunk: /Data/testshared/0E/chunk_000000000000000E_00000001.mfs
May 2 12:19:43 localhost mfschunkserver[17620]: testing chunk: /Data/testshared/0F/chunk_000000000000000F_00000001.mfs
May 2 12:19:53 localhost mfschunkserver[17620]: testing chunk: /Data/testshared/06/chunk_0000000000000006_00000001.mfs
已经自动切换了
${PageNumber}六、简单性能测试
小文件
[root@localhost f1]# dd if=/dev/zero of=1.img bs=100K count=5000
5000+0 records in
5000+0 records out
512000000 bytes (512 MB) copied, 6.26102 s, 81.8 MB/s
大文件
[root@localhost f1]# dd if=/dev/zero of=1.img bs=1M count=5000
5000+0 records in
5000+0 records out
5242880000 bytes (5.2 GB) copied, 61.5205 s, 85.2 MB/s
[root@localhost f1]# dd if=/dev/zero of=1.img bs=50K count=5000
dd if=/dev/zero of=1.img bs=10K count=5000
5000+0 records in
5000+0 records out
256000000 bytes (256 MB) copied, 3.16866 s, 80.8 MB/s
[root@localhost f1]# dd if=/dev/zero of=1.img bs=10K count=5000
5000+0 records in
5000+0 records out
51200000 bytes (51 MB) copied, 0.582408 s, 87.9 MB/s
创建1000X1000个小文件
[root@localhost test]# time ./1000.sh
real 177m8.487s
user 6m36.276s
sys 32m4.413s
本机测试
小文件
[root@hadoop03 test]# dd if=/dev/zero of=1.img bs=100K count=5000
5000+0 records in
5000+0 records out
512000000 bytes (512 MB) copied, 0.871519 s, 587 MB/s
大文件
[root@hadoop03 test]# dd if=/dev/zero of=1.img bs=1M count=5000
5000+0 records in
5000+0 records out
5242880000 bytes (5.2 GB) copied, 23.7836 s, 220 MB/s
[root@hadoop03 test]# dd if=/dev/zero of=1.img bs=50K count=5000
5000+0 records in
5000+0 records out
256000000 bytes (256 MB) copied, 2.0681 s, 124 MB/s
1000*1000个小文件
[root@hadoop03 test]# time ./1000.sh
real 32m1.278s
user 5m19.947s
sys 28m54.985s
1000.sh脚本内容
#!/bin/bash
for ((i=0;i<1000;i++))
do
mkdir ${i}
cd ${i}
for ((j=0;j<1000;j++))
do
cp /Data/webapps/img.muzhiwan.com/mfs/test/1.img ${j}
done
cd ..
done
${PageNumber}七、注意
注意/etc/hosts里面mfsmaster指向虚拟ip，否则切换到从服务器时候报错
Apr 24 16:19:15 localhost mfsmetalogger[5829]: connecting ...
Apr 24 16:19:15 localhost mfschunkserver[5833]: connection failed, error: ECONNREFUSED (Connection refused)
Apr 24 16:19:15 localhost mfsmetalogger[5829]: connection failed, error: ECONNREFUSED (Connection refused)
对文件夹goal的设置，会影响新增加的文件，但是不会影响已有的文件
可以使用/Data/apps/mfs/sbin/mfscgiserv启动web gui，监控MooseFS运行情况
也可以使用nagios监控MooseFS运行情况
八、参考资料
http://www.moosefs.org/reference-guide.html 官方手册
http://bbs.chinaunix.net/thread-1644309-1-1.html shinelian总结的mfs权威指南
http://sery.blog.51cto.com/10037/263515 田逸的分布式文件系统MFS(moosefs)实现存储共享(第二版)
http://blog.csdn.net/liuyunfengheda/article/details/5260278 流云随风的MFS总结
