© XXX Page 1 of 24 Curve文件系统元数据管理（已实现）© XXX Page 2 of 24 1. 2. 3. 4. Inode 1、设计一个分布式文件系统需要考虑的点： 2、其他文件系统的调研总结 3、各内存结构体 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 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 /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i hardlink：生成一个hardlink /B/E，指向文件/A/C 6、curve文件系统的多文件系统的设计 1、设计一个分布式文件系统需要考虑的点： 文件系统的元数据是否全缓存？ 元数据持久化在单独的元数据服务器上？在磁盘上？在volume上？ inode+dentry方式？当前curve块存储的kv方式？ 是否有单独的元数据管理服务器？ 2、其他文件系统的调研总结 fs 中心化元数据 内存namespace元数据

11 Curve文件系统空间分配方案（基于块的方案，已实现）© XXX Page 2 of 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 ，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） 本地文件系统空间分配相关特性 局部性 尽量分配连续的磁盘空间，存储文件的数据。这一特性主要是针对HDD进行的优化，降低磁盘寻道时间。 延迟分配/Allocate-on-flush 在sync/flush之前，尽可能多的积累更多的文件数据块才进行空间分配，一方面可以提高局部性，另一方面可以降低磁盘碎片。 file/data 几百字节的小文件不单独分配磁盘空间，直接把数据存放到文件的元数据中。 针对上述的本地文件系统特性，Curve文件系统分配需要着重考虑 。 局部性 虽然Curve是一个分布式文件系统，但是单个文件系统的容量可能会比较大，如果在空间分配时，不考虑局部性，inode中记录的extent数量很多，导致文件系统元数据量很大。© XXX Page 3 of 11 假如文件系统大小为1PiB，

© 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？ ret; } 存在两个问题: 一是删除时nlink字段未考虑： 文件的nlink用于实现hard link。 hard link使用nlink字段表示文件的link的引用计数，第一次创建文件是nlink字段为1。每创建一个新的指向该文件的hard link时,nlink字段+1， 每删除一个hard link或指向的原文件时，nlink字段-1。© XXX Page 4 of 15 当nl 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

XXX Page 1 of 15 curve文件系统元数据proto（代码接口定义，已实现）© XXX Page 2 of 15 1、代码结构和代码目录 curve文件系统是相对于curve块设备比较独立的一块，在当前curve项目的目录下，增加一个一级目录curvefs，curvefs下有自己独立的proto\src\test。 2、文件系统proto定义 2.1 mds.proto

© XXX Page 1 of 12 元数据持久化© XXX Page 2 of 12 前言 Raft Log Raft Snapshot 持久化文件 key_value_pairs 其他说明 实现 1、inode、entry 的编码 2、KVStore Q&A 单靠 redis 的 AOF 机制能否保证数据不丢失? redis 的高可用、高可扩方案？ redis + muliraft 根据之前讨论的结果，元数据节点的架构如下图所示，这里涉及到两部分需要持久化/编码的内容： Raft Log：记录 operator log Raft Snapshot：将内存中的数据结构以特定格式 dump 到文件进行持久化© XXX Page 3 of 12 Raft Log +------+------------+-----+----------------+---------+----------+ ---+----------------+---------+ 持久化文件 字段 字节数 说明 CURVEFS 7 magic number（常量字符 "CURVEFS"），用于标识该文件为 curvefs 元数据持久化文件 version 4 文件版本号（当文件格式变化时，可以 100% 向后兼容加载旧版持久化文件） size 8 键值对数量 key_value_pairs / 键值对（当

快速入门指南 TiDB 用户文档 TiDB 数据库管理 TiDB 服务 TiDB 进程启动参数 TiDB 数据目录 TiDB 系统数据库 TiDB 系统变量 TiDB 专用系统变量和语法 TiDB 服务器日志文件 TiDB 访问权限管理 TiDB 用户账户管理 使用加密连接 SQL 优化 理解 TiDB 执行计划 统计信息 语言结构 字面值 数据库、表、索引、列和别名 关键字和保留字 用户变量 表达式语法 书栈(BookStack.CN) 构建 TiDB 服务 TiDB 是指 TiDB 数据库系统，本篇文档涉及到 TiDB 集群的基本管理功能。 可以通过命令行参数或者配置文件设置服务参数，或者是两者一起使用。注意命令行参数的优先级高于配置文件，如 果同一个参数两种方式都设置，会以命令行参数中的值为准。具体信息参考这篇文档。 TiDB 兼容 MySQL 的系统变量，同时定义了一些特有的系统变量用于调整数据库行为，具体信息参考 tidb-server 、 tikv-server 、 pd-server ）默认会将日志输出到标准错误中，并且三个 组件都支持设置 --log-file 启动参数 （或者是配置文件中的配置项）将日志输出到文件中。 通过配置文件可以调整日志的行为，具体信息请参见各个组件的配置文件说明。例如： tidb-server 日志配置项。 TiDB 数据库管理 TiDB 服务 TiDB 集群启动配置 TiDB

分布式存储系统，支持 块存储 和 文件存储 2018~2021 Curve块存储 2021~2022 Curve文件存储 • 基于Openstack构建云计算平台 • 底层存储使用Ceph块存储 • 稳定性挑战 • 算力平台kubernetes的迅速发展 • AI/大数据业务的快速增长 • 存储使用Ceph文件存储/HDFS • 成本/性能挑战 Curve块存储和文件存储均采用raft协议整体架构 对接PolarFS作为云原生数据库的高性能存储 底座，完美支持云原生数据库的存算分离架 构 • Curve作为云存储中间件使用S3兼容的对象 存储作为数据存储引擎，为公有云用户提供 高性价比的共享文件存储 • 支持在物理机上挂载使用块设备或FUSE文件 系统开源社区 社区运营 生态共建 开源共建 源码兜底 技术领先 目标 方法 影响力 降本 获客 用户 开发者 操作系统 芯片 数据库 云原生 AI训练 大数据 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

ChunkServer架构 ChunkServer核心模块 新版本ChunkServer性能优化Curve ChunkServer是数据节点， 对外提供数据读写和节点管理功 能，底层基于ext4文件系统，操 作实际的磁盘。 ChunkServer架构ChunkServer通过RPC网络层与client， MDS，其他ChunkServer通信。RPC 网络层是由brpc框架去完成的。包 括读写socket，rpc协议解析等。 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 实现了braft的状态机，完成与raft的交 互。详细交互流程后面展开。 CopysetNodeManager负责管理 克隆chunk的管理等等。 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

基于容器化和微服务化的监 控场景 • 应用规模巨大 • 服务之间依赖呈现为网状 • 除了日志、性能指标，需要 基于请求的依赖追踪监控 基于虚拟化的监控场景 • 应用规模大 • 服务之间依赖呈现为线型 • 日志、性能指标需要集中化 存储 基于主机的监控场景 • 应用规模较小 • 服务之间没有互相依赖 • 日志、性能指标都在单个主 机问题一：什么是用户想要的监控 什么是用户想要的监控？分布式监控的三个维度 体现系统性能趋势 分布式追踪 • 和请求相关 • HTTP • SQL 日志系统 • 代码逻辑处理事件 • 异常、debug信息容器化和微服务下的监控需求 微观下的监控需求 快速错误追踪 可快速排查在性能测试场景下的 慢方法、异常调用以及异常报文 等信息 单次链路追踪 可细粒度排查应用单次链路调用 的包括日志、网络数据在内的所 有信息。 宏观下的监控需求 链路总体展示 展示整个服务调用过程中链路上 业务总体展示 展示当前业务相关数据的 从宏观上快速定位问题，在微观上找到问题根因的 监控方案问题二：现有的系统能否完全满足需求 现有系统如何满足运维需求Istio现有的监控体系 指标监控 分布式追踪 日志系统Zipkin的架构图 Google Dapper Zipkin的实现EFK和Prometheus的架构图 DC1 DMZ Intranet Elascticsearch cluster

erlay、overlay两层网络，容器内容器外两个namespace，搞懂需要花些时间 •Kubernetes的监控，缺少体系化的文档指导，关键指标是哪些？最佳实践是什么？不是随便搜索几个yaml文件能搞定的 平台侧自身复杂度变高， 监控难度加大 从 Kubernetes 架构来 看要监控的组件 Kubernetes架构 l 服务端组件，控制面：API Server、Scheduler、 Pod，显然我们应该关注这些操作的 成功率和耗时 • Categraf 的仓库中 inputs/kubernetes/kubelet-metrics- dash.json 就是 Kubelet 的大盘文件 • kubelet_running_pods：运行的Pod的数量，gauge类型 • kubelet_running_containers：运行的容器的数量，gauge类型， container_state标签来区分容器状态 ipvs。所以要重点关 注 sync_proxy_rules 相关的指标 • Categraf 的仓库中 inputs/kubernetes/kube-proxy- dash.json 就是 kube-proxy 的大盘文件 • up 关注 kube-proxy 的存活性，应该和 node 节点的数量相等 • rest_client_request_duration_seconds 针对 apiserver 的请求延迟的指标