一、FastDFS介紹

FastDFS開源地址：https://github.com/happyfish100

參考：分布式文件系統FastDFS設計原理

參考：FastDFS分布式文件系統

個人封裝的FastDFS Java API：https://github.com/bojiangzhou/lyyzoo-fastdfs-java

1、簡介

FastDFS 是一個開源的高性能分布式文件系統（DFS）。 它的主要功能包括：文件存儲，文件同步和文件訪問，以及高容量和負載平衡。主要解決了海量數據存儲問題，特別適合以中小文件（建議范圍：4KB < file_size <500MB）為載體的在線服務。

FastDFS 系統有三個角色：跟蹤服務器(Tracker Server)、存儲服務器(Storage Server)和客戶端(Client)。

　　Tracker Server：跟蹤服務器，主要做調度工作，起到均衡的作用；負責管理所有的 storage server和 group，每個 storage 在啟動后會連接 Tracker，告知自己所屬 group 等信息，并保持周期性心跳。

　　Storage Server：存儲服務器，主要提供容量和備份服務；以 group 為單位，每個 group 內可以有多臺 storage server，數據互為備份。

　　Client：客戶端，上傳下載數據的服務器，也就是我們自己的項目所部署在的服務器。

2、FastDFS的存儲策略

為了支持大容量，存儲節點（服務器）采用了分卷（或分組）的組織方式。存儲系統由一個或多個卷組成，卷與卷之間的文件是相互獨立的，所有卷的文件容量累加就是整個存儲系統中的文件容量。一個卷可以由一臺或多臺存儲服務器組成，一個卷下的存儲服務器中的文件都是相同的，卷中的多臺存儲服務器起到了冗余備份和負載均衡的作用。

在卷中增加服務器時，同步已有的文件由系統自動完成，同步完成后，系統自動將新增服務器切換到線上提供服務。當存儲空間不足或即將耗盡時，可以動態添加卷。只需要增加一臺或多臺服務器，并將它們配置為一個新的卷，這樣就擴大了存儲系統的容量。

3、FastDFS的上傳過程

FastDFS向使用者提供基本文件訪問接口，比如upload、download、append、delete等，以客戶端庫的方式提供給用戶使用。

Storage Server會定期的向Tracker Server發送自己的存儲信息。當Tracker Server Cluster中的Tracker Server不止一個時，各個Tracker之間的關系是對等的，所以客戶端上傳時可以選擇任意一個Tracker。

當Tracker收到客戶端上傳文件的請求時，會為該文件分配一個可以存儲文件的group，當選定了group后就要決定給客戶端分配group中的哪一個storage server。當分配好storage server后，客戶端向storage發送寫文件請求，storage將會為文件分配一個數據存儲目錄。然后為文件分配一個fileid，最后根據以上的信息生成文件名存儲文件。

4、FastDFS的文件同步

寫文件時，客戶端將文件寫至group內一個storage server即認為寫文件成功，storage server寫完文件后，會由后臺線程將文件同步至同group內其他的storage server。

每個storage寫文件后，同時會寫一份binlog，binlog里不包含文件數據，只包含文件名等元信息，這份binlog用于后臺同步，storage會記錄向group內其他storage同步的進度，以便重啟后能接上次的進度繼續同步；進度以時間戳的方式進行記錄，所以最好能保證集群內所有server的時鐘保持同步。

storage的同步進度會作為元數據的一部分匯報到tracker上，tracke在選擇讀storage的時候會以同步進度作為參考。

5、FastDFS的文件下載

客戶端uploadfile成功后，會拿到一個storage生成的文件名，接下來客戶端根據這個文件名即可訪問到該文件。

跟upload file一樣，在downloadfile時客戶端可以選擇任意tracker server。tracker發送download請求給某個tracker，必須帶上文件名信息，tracke從文件名中解析出文件的group、大小、創建時間等信息，然后為該請求選擇一個storage用來服務讀請求。

二、安裝FastDFS環境

0、前言

操作環境：CentOS7 X64，以下操作都是單機環境。

我把所有的安裝包下載到/softpackages/下，解壓到當前目錄。

先做一件事，修改hosts，將文件服務器的ip與域名映射(單機TrackerServer環境)，因為后面很多配置里面都需要去配置服務器地址，ip變了，就只需要修改hosts即可。

# vim /etc/hosts

增加如下一行，這是我的IP
192.168.51.128 file.ljzsg.com

如果要本機訪問虛擬機，在C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts中同樣增加一行

1、下載安裝 libfastcommon

libfastcommon是從 FastDFS 和 FastDHT 中提取出來的公共 C 函數庫，基礎環境，安裝即可 。

① 下載libfastcommon

# wget https://github.com/happyfish100/libfastcommon/archive/V1.0.7.tar.gz

② 解壓

# tar -zxvf V1.0.7.tar.gz
# cd libfastcommon-1.0.7

③ 編譯、安裝

# ./make.sh#
./make.sh install

④ libfastcommon.so 安裝到了/usr/lib64/libfastcommon.so，但是FastDFS主程序設置的lib目錄是/usr/local/lib，所以需要創建軟鏈接。

# ln -s /usr/lib64/libfastcommon.so /usr/local/lib/libfastcommon.so
# ln -s /usr/lib64/libfastcommon.so /usr/lib/libfastcommon.so
# ln -s /usr/lib64/libfdfsclient.so /usr/local/lib/libfdfsclient.so
# ln -s /usr/lib64/libfdfsclient.so /usr/lib/libfdfsclient.so

2、下載安裝FastDFS

① 下載FastDFS

# wget https://github.com/happyfish100/fastdfs/archive/V5.05.tar.gz

② 解壓

# tar -zxvf V5.05.tar.gz
# cd fastdfs-5.05

③ 編譯、安裝

# ./make.sh
# ./make.sh install

④ 默認安裝方式安裝后的相應文件與目錄

　　A、服務腳本：

/etc/init.d/fdfs_storaged
/etc/init.d/fdfs_tracker

　　B、配置文件（這三個是作者給的樣例配置文件） :

/etc/fdfs/client.conf.sample
/etc/fdfs/storage.conf.sample
/etc/fdfs/tracker.conf.sample

　　C、命令工具在 /usr/bin/ 目錄下：

fdfs_appender_test
fdfs_appender_test1
fdfs_append_file
fdfs_crc32
fdfs_delete_file
fdfs_download_file
fdfs_file_info
fdfs_monitor
fdfs_storaged
fdfs_test
fdfs_test1
fdfs_trackerd
fdfs_upload_appender
fdfs_upload_file
stop.sh
restart.sh

⑤ FastDFS 服務腳本設置的 bin 目錄是 /usr/local/bin， 但實際命令安裝在 /usr/bin/ 下。

　　兩種方式：

　　》 一是修改FastDFS 服務腳本中相應的命令路徑，也就是把 /etc/init.d/fdfs_storaged 和 /etc/init.d/fdfs_tracker 兩個腳本中的 /usr/local/bin 修改成 /usr/bin。

# vim fdfs_trackerd
使用查找替換命令進統一修改:%s+/usr/local/bin+/usr/bin
# vim fdfs_storaged
使用查找替換命令進統一修改:%s+/usr/local/bin+/usr/bin

　　》 二是建立 /usr/bin 到 /usr/local/bin 的軟鏈接，我是用這種方式。　　

# ln -s /usr/bin/fdfs_trackerd /usr/local/bin
# ln -s /usr/bin/fdfs_storaged /usr/local/bin
# ln -s /usr/bin/stop.sh /usr/local/bin
# ln -s /usr/bin/restart.sh /usr/local/bin

3、配置FastDFS跟蹤器(Tracker)

配置文件詳細說明參考：FastDFS 配置文件詳解

① 進入 /etc/fdfs，復制 FastDFS 跟蹤器樣例配置文件 tracker.conf.sample，并重命名為 tracker.conf。

# cd /etc/fdfs
# cp tracker.conf.sample tracker.conf
# vim tracker.conf

② 編輯tracker.conf ，標紅的需要修改下，其它的默認即可。

# 配置文件是否不生效，false 為生效
disabled=false
# 提供服務的端口
port=22122
# Tracker 數據和日志目錄地址(根目錄必須存在,子目錄會自動創建)
base_path=/ljzsg/fastdfs/tracker
# HTTP 服務端口
http.server_port=80

③ 創建tracker基礎數據目錄，即base_path對應的目錄

# mkdir -p /ljzsg/fastdfs/tracker

④ 防火墻中打開跟蹤端口（默認的22122）

# vim /etc/sysconfig/iptables
添加如下端口行：
-A INPUT -m state --state NEW -m tcp -p tcp --dport 22122 -j ACCEPT
重啟防火墻：
# service iptables restart

⑤ 啟動Tracker

初次成功啟動，會在 /ljzsg/fdfsdfs/tracker/ (配置的base_path)下創建 data、logs 兩個目錄。

可以用這種方式啟動
# /etc/init.d/fdfs_trackerd start
也可以用這種方式啟動，前提是上面創建了軟鏈接，后面都用這種方式
# service fdfs_trackerd start

查看 FastDFS Tracker 是否已成功啟動 ，22122端口正在被監聽，則算是Tracker服務安裝成功。

# netstat -unltp|grep fdfs

關閉Tracker命令：

# service fdfs_trackerd stop

⑥ 設置Tracker開機啟動

# chkconfig fdfs_trackerd on

或者：
# vim /etc/rc.d/rc.local
加入配置：
/etc/init.d/fdfs_trackerd start

⑦ tracker server 目錄及文件結構

Tracker服務啟動成功后，會在base_path下創建data、logs兩個目錄。目錄結構如下：

${base_path}
 |__data
 | |__storage_groups.dat：存儲分組信息
 | |__storage_servers.dat：存儲服務器列表
 |__logs
 | |__trackerd.log： tracker server 日志文件 

4、配置 FastDFS 存儲 (Storage)

① 進入 /etc/fdfs 目錄，復制 FastDFS 存儲器樣例配置文件 storage.conf.sample，并重命名為 storage.conf

# cd /etc/fdfs
# cp storage.conf.sample storage.conf
# vim storage.conf

② 編輯storage.conf

標紅的需要修改，其它的默認即可。

# 配置文件是否不生效，false 為生效
disabled=false 

# 指定此 storage server 所在 組(卷)
group_name=group1

# storage server 服務端口
port=23000

# 心跳間隔時間，單位為秒 (這里是指主動向 tracker server 發送心跳)
heart_beat_interval=30

# Storage 數據和日志目錄地址(根目錄必須存在，子目錄會自動生成)
base_path=/ljzsg/fastdfs/storage

# 存放文件時 storage server 支持多個路徑。這里配置存放文件的基路徑數目，通常只配一個目錄。
store_path_count=1


# 逐一配置 store_path_count 個路徑，索引號基于 0。
# 如果不配置 store_path0，那它就和 base_path 對應的路徑一樣。
store_path0=/ljzsg/fastdfs/file

# FastDFS 存儲文件時，采用了兩級目錄。這里配置存放文件的目錄個數。 
# 如果本參數只為 N（如： 256），那么 storage server 在初次運行時，會在 store_path 下自動創建 N * N 個存放文件的子目錄。
subdir_count_per_path=256

# tracker_server 的列表 ，會主動連接 tracker_server
# 有多個 tracker server 時，每個 tracker server 寫一行
tracker_server=file.ljzsg.com:22122# 允許系統同步的時間段 (默認是全天) 。一般用于避免高峰同步產生一些問題而設定。sync_start_time=00:00sync_end_time=23:59
# 訪問端口http.server_port=80

③ 創建Storage基礎數據目錄，對應base_path目錄

# mkdir -p /ljzsg/fastdfs/storage

# 這是配置的store_path0路徑
# mkdir -p /ljzsg/fastdfs/file

④ 防火墻中打開存儲器端口（默認的 23000）

# vim /etc/sysconfig/iptables

添加如下端口行：
-A INPUT -m state --state NEW -m tcp -p tcp --dport 23000 -j ACCEPT

重啟防火墻：
# service iptables restart

⑤ 啟動 Storage

啟動Storage前確保Tracker是啟動的。初次啟動成功，會在 /ljzsg/fastdfs/storage 目錄下創建 data、 logs 兩個目錄。

可以用這種方式啟動
# /etc/init.d/fdfs_storaged start

也可以用這種方式，后面都用這種
# service fdfs_storaged start

查看 Storage 是否成功啟動，23000 端口正在被監聽，就算 Storage 啟動成功。

# netstat -unltp|grep fdfs

關閉Storage命令：

# service fdfs_storaged stop

查看Storage和Tracker是否在通信：

/usr/bin/fdfs_monitor /etc/fdfs/storage.conf

⑥ 設置 Storage 開機啟動

# chkconfig fdfs_storaged on

或者：
# vim /etc/rc.d/rc.local
加入配置：
/etc/init.d/fdfs_storaged start

⑦ Storage 目錄

同 Tracker，Storage 啟動成功后，在base_path 下創建了data、logs目錄，記錄著 Storage Server 的信息。

在 store_path0 目錄下，創建了N*N個子目錄：

5、文件上傳測試

① 修改 Tracker 服務器中的客戶端配置文件

# cd /etc/fdfs
# cp client.conf.sample client.conf
# vim client.conf

修改如下配置即可，其它默認。

# Client 的數據和日志目錄
base_path=/ljzsg/fastdfs/client

# Tracker端口
tracker_server=file.ljzsg.com:22122

② 上傳測試

在linux內部執行如下命令上傳 namei.jpeg 圖片

# /usr/bin/fdfs_upload_file /etc/fdfs/client.conf namei.jpeg

上傳成功后返回文件ID號：group1/M00/00/00/wKgz6lnduTeAMdrcAAEoRmXZPp870.jpeg

返回的文件ID由group、存儲目錄、兩級子目錄、fileid、文件后綴名（由客戶端指定，主要用于區分文件類型）拼接而成。

三、安裝Nginx

上面將文件上傳成功了，但我們無法下載。因此安裝Nginx作為服務器以支持Http方式訪問文件。同時，后面安裝FastDFS的Nginx模塊也需要Nginx環境。

Nginx只需要安裝到StorageServer所在的服務器即可，用于訪問文件。我這里由于是單機，TrackerServer和StorageServer在一臺服務器上。

1、安裝nginx所需環境

① gcc 安裝

# yum install gcc-c++

② PCRE pcre-devel 安裝

# yum install -y pcre pcre-devel

③ zlib 安裝

# yum install -y zlib zlib-devel

④ OpenSSL 安裝

# yum install -y openssl openssl-devel

2、安裝Nginx

① 下載nginx

# wget -c https://nginx.org/download/nginx-1.12.1.tar.gz

② 解壓

# tar -zxvf nginx-1.12.1.tar.gz
# cd nginx-1.12.1

③ 使用默認配置

# ./configure

④ 編譯、安裝

# make
# make install

⑤ 啟動nginx

# cd /usr/local/nginx/sbin/
# ./nginx

其它命令
# ./nginx -s stop
# ./nginx -s quit
# ./nginx -s reload

⑥ 設置開機啟動

# vim /etc/rc.local

添加一行：
/usr/local/nginx/sbin/nginx

# 設置執行權限
# chmod 755 rc.local

⑦ 查看nginx的版本及模塊

/usr/local/nginx/sbin/nginx -V

⑧ 防火墻中打開Nginx端口（默認的 80）

添加后就能在本機使用80端口訪問了。

# vim /etc/sysconfig/iptables

添加如下端口行：
-A INPUT -m state --state NEW -m tcp -p tcp --dport 80 -j ACCEPT

重啟防火墻：
# service iptables restart

3、訪問文件

簡單的測試訪問文件

① 修改nginx.conf

# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

添加如下行，將 /group1/M00 映射到 /ljzsg/fastdfs/file/data
location /group1/M00 {
 alias /ljzsg/fastdfs/file/data;
}# 重啟nginx# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

② 在瀏覽器訪問之前上傳的圖片、成功。

http://file.ljzsg.com/group1/M00/00/00/wKgz6lnduTeAMdrcAAEoRmXZPp870.jpeg

四、FastDFS 配置 Nginx 模塊

1、安裝配置Nginx模塊

① fastdfs-nginx-module 模塊說明

　　FastDFS 通過 Tracker 服務器，將文件放在 Storage 服務器存儲， 但是同組存儲服務器之間需要進行文件復制， 有同步延遲的問題。

　　假設 Tracker 服務器將文件上傳到了 192.168.51.128，上傳成功后文件 ID已經返回給客戶端。

　　此時 FastDFS 存儲集群機制會將這個文件同步到同組存儲 192.168.51.129，在文件還沒有復制完成的情況下，客戶端如果用這個文件 ID 在 192.168.51.129 上取文件,就會出現文件無法訪問的錯誤。

　　而 fastdfs-nginx-module 可以重定向文件鏈接到源服務器取文件，避免客戶端由于復制延遲導致的文件無法訪問錯誤。

② 下載 fastdfs-nginx-module、解壓

# 這里為啥這么長一串呢，因為最新版的master與當前nginx有些版本問題。
# wget https://github.com/happyfish100/fastdfs-nginx-module/archive/5e5f3566bbfa57418b5506aaefbe107a42c9fcb1.zip

# 解壓
# unzip 5e5f3566bbfa57418b5506aaefbe107a42c9fcb1.zip

# 重命名
# mv fastdfs-nginx-module-5e5f3566bbfa57418b5506aaefbe107a42c9fcb1 fastdfs-nginx-module-master

③ 配置Nginx

在nginx中添加模塊

# 先停掉nginx服務# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop進入解壓包目錄
# cd /softpackages/nginx-1.12.1/

# 添加模塊
# ./configure --add-module=../fastdfs-nginx-module-master/src

重新編譯、安裝
# make && make install

④ 查看Nginx的模塊

# /usr/local/nginx/sbin/nginx -V

有下面這個就說明添加模塊成功

⑤ 復制 fastdfs-nginx-module 源碼中的配置文件到/etc/fdfs 目錄， 并修改

# cd /softpackages/fastdfs-nginx-module-master/src

# cp mod_fastdfs.conf /etc/fdfs/

修改如下配置，其它默認

# 連接超時時間connect_timeout=10

# Tracker Server
tracker_server=file.ljzsg.com:22122
# StorageServer 默認端口
storage_server_port=23000

# 如果文件ID的uri中包含/group**，則要設置為true
url_have_group_name = true

# Storage 配置的store_path0路徑，必須和storage.conf中的一致
store_path0=/ljzsg/fastdfs/file

⑥ 復制 FastDFS 的部分配置文件到/etc/fdfs 目錄

# cd /softpackages/fastdfs-5.05/conf/

# cp anti-steal.jpg http.conf mime.types /etc/fdfs/

⑦ 配置nginx，修改nginx.conf

# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

修改配置，其它的默認

在80端口下添加fastdfs-nginx模塊

location ~/group([0-9])/M00 {
 ngx_fastdfs_module;
}

注意：

　　listen 80 端口值是要與 /etc/fdfs/storage.conf 中的 http.server_port=80 (前面改成80了)相對應。如果改成其它端口，則需要統一，同時在防火墻中打開該端口。

　　location 的配置，如果有多個group則配置location ~/group([0-9])/M00 ，沒有則不用配group。

⑧ 在/ljzsg/fastdfs/file 文件存儲目錄下創建軟連接，將其鏈接到實際存放數據的目錄，這一步可以省略。

# ln -s /ljzsg/fastdfs/file/data/ /ljzsg/fastdfs/file/data/M00

⑨ 啟動nginx

# /usr/local/nginx/sbin/nginx

打印處如下就算配置成功

⑩ 在地址欄訪問。

能下載文件就算安裝成功。注意和第三點中直接使用nginx路由訪問不同的是，這里配置 fastdfs-nginx-module 模塊，可以重定向文件鏈接到源服務器取文件。

http://file.ljzsg.com/group1/M00/00/00/wKgz6lnduTeAMdrcAAEoRmXZPp870.jpeg

最終部署結構圖(盜的圖)：可以按照下面的結構搭建環境。

五、Java客戶端

前面文件系統平臺搭建好了，現在就要寫客戶端代碼在系統中實現上傳下載，這里只是簡單的測試代碼。

1、首先需要搭建 FastDFS 客戶端Java開發環境

① 項目中使用maven進行依賴管理，可以在pom.xml中引入如下依賴即可：

<dependency>
 <groupId>net.oschina.zcx7878</groupId>
 <artifactId>fastdfs-client-java</artifactId>
 <version>1.27.0.0</version>
</dependency>

其它的方式，參考官方文檔：https://github.com/happyfish100/fastdfs-client-java

② 引入配置文件

可直接復制包下的 fastdfs-client.properties.sample 或者 fdfs_client.conf.sample，到你的項目中，去掉.sample。

我這里直接復制 fastdfs-client.properties.sample 中的配置到項目配置文件 config.properties 中，修改tracker_servers。只需要加載這個配置文件即可

2、客戶端API

個人封裝的FastDFS Java API以同步到github：https://github.com/bojiangzhou/lyyzoo-fastdfs-java.git

六、權限控制

前面使用nginx支持http方式訪問文件，但所有人都能直接訪問這個文件服務器了，所以做一下權限控制。

FastDFS的權限控制是在服務端開啟token驗證，客戶端根據文件名、當前unix時間戳、秘鑰獲取token，在地址中帶上token參數即可通過http方式訪問文件。

① 服務端開啟token驗證

修改http.conf
# vim /etc/fdfs/http.conf

設置為true表示開啟token驗證
http.anti_steal.check_token=true設置token失效的時間單位為秒(s)http.anti_steal.token_ttl=1800
密鑰，跟客戶端配置文件的fastdfs.http_secret_key保持一致
http.anti_steal.secret_key=FASTDFS1234567890

如果token檢查失敗，返回的頁面
http.anti_steal.token_check_fail=/ljzsg/fastdfs/page/403.html

記得重啟服務。

② 配置客戶端

客戶端只需要設置如下兩個參數即可，兩邊的密鑰保持一致。

# token 防盜鏈功能
fastdfs.http_anti_steal_token=true
# 密鑰
fastdfs.http_secret_key=FASTDFS1234567890

③ 客戶端生成token

訪問文件需要帶上生成的token以及unix時間戳，所以返回的token是token和時間戳的拼接。

之后，將token拼接在地址后即可訪問：file.ljzsg.com/group1/M00/00/00/wKgzgFnkaXqAIfXyAAEoRmXZPp878.jpeg?token=078d370098b03e9020b82c829c205e1f&ts=1508141521

/**
  * 獲取訪問服務器的token，拼接到地址后面
  *
  * @param filepath 文件路徑 group1/M00/00/00/wKgzgFnkTPyAIAUGAAEoRmXZPp876.jpeg
  * @param httpSecretKey 密鑰
  * @return 返回token，如： token=078d370098b03e9020b82c829c205e1f&ts=1508141521
  */
 public static String getToken(String filepath, String httpSecretKey){
  // unix seconds
  int ts = (int) Instant.now().getEpochSecond();
  // token
  String token = "null";
  try {
   token = ProtoCommon.getToken(getFilename(filepath), ts, httpSecretKey);
  } catch (UnsupportedEncodingException e) {
   e.printStackTrace();
  } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
   e.printStackTrace();
  } catch (MyException e) {
   e.printStackTrace();
  }

  StringBuilder sb = new StringBuilder();
  sb.append("token=").append(token);
  sb.append("&ts=").append(ts);

  return sb.toString();
 }

④ 注意事項

如果生成的token驗證無法通過，請進行如下兩項檢查：
　　A. 確認調用token生成函數(ProtoCommon.getToken)，傳遞的文件ID中沒有包含group name。傳遞的文件ID格式形如：M00/00/00/wKgzgFnkTPyAIAUGAAEoRmXZPp876.jpeg

　　B. 確認服務器時間基本是一致的，注意服務器時間不能相差太多，不要相差到分鐘級別。

⑤ 對比下發現，如果系統文件隱私性較高，可以直接通過fastdfs-client提供的API去訪問即可，不用再配置Nginx走http訪問。配置Nginx的主要目的是為了快速訪問服務器的文件(如圖片)，如果還要加權限驗證，則需要客戶端生成token，其實已經沒有多大意義。

關鍵是，這里我沒找到FastDFS如何對部分資源加token驗證，部分開放。有知道的還請留言。

OK，以上就是單機中使用FastDFS搭建文件系統并上傳下載的過程。