【C语言】如何判断一个机器的大小端-CFANZ编程社区

传统的分布式文件系统大多通过元服务器来存储元数据，元数据包含存储节点上的目录信息、目录结构等。这样的设计在浏览目录时效率高，但是也存在一些缺陷，例如单点故障。一旦元数据服务器出现故障，即使节点具备再高的冗余性，整个存储系统也将崩溃。而GlusterFS分布式文件系统是基于无元服务器的设计，数据横向扩展能力强，具备较高的可靠性即存储效率。

GlusterFS同时也是Scale-Out（横向扩展）存储解决方案Gluster的核心，在存储数据方面具有强大的横向扩展能力，通过扩展能够支持数PB存储容量和处理数千客户端。 GlusterFS支持借助TCP/IP或InfiniBandRDMA网络（一种支持多并发链接的技术，具有高带宽、低时延、高扩展性的特点）将物理分散分布的存储资源汇聚在一起，统一提供存储服务，并使用统一全局命名空间来管理数据。

3. GlusterFS的特点

3.1 扩展性和高性能

Gluster利用双重特性来提供高容量存储解决方案。

（1）Scale-Out架构允许通过简单地增加存储节点的方式来提高存储容量和性能（磁盘、计算和I/O资源都可以独立增加），支持10GbE和InfiniBand等高速网络互联。

（2）Gluster弹性哈希（ElasticHash）解决了GlusterFS对元数据服务器的依赖，改善了单点故障和性能瓶颈，真正实现了并行化数据访问。GlusterFS采用弹性哈希算法在存储池中可以智能地定位任意数据分片（将数据分片存储在不同节点上），不需要查看索引或者向元数据服务器查询。

3.2 高可用性

GlusterFS可以对文件进行自动复制，如镜像或多次复制，从而确保总是可以访问，甚至是在硬件故障的情况下也能正常访问。当数据出现不一致时，自我修复功能能够把数据恢复到正确的状态，数据的修复是以增量的方式在后台执行，几乎不会产生性能负载。 GlusterFS可以支持所有的存储，因为它没有设计自己的私有数据文件格式，而是采用操作系统中主流标准的磁盘文件系统（如EXT3、XFS等）来存储文件，因此数据可以使用传统访问磁盘的方式被访问。

3.3 全局统一命名空间

分布式存储中，将所有节点的命名空间整合为统一命名空间，将整个系统的所有节点的存储容量组成一个大的虚拟存储池，供前端主机访问这些节点完成数据读写操作。

3.4 弹性卷管理

GlusterFS通过将数据存储在逻辑卷在中，逻辑卷从逻辑存储池进行独立逻辑划分而得到。逻辑存储池可以在线进行增加和移除，不会导致业务中断。逻辑卷可以根据需求在线增长和缩减，并可以在多个节点中实现负载均衡。文件系统配置也可以实时在线进行更改并应用，从而可以适应工作负载条件变化或在线性能调优。

3.5 基于标准协议

Gluster存储服务支持NFS、CIFS、HTTP、FTP、SMB及Gluster原生协议，完全与POSIX标准（可移植操作系统弄接口）兼容。现有应用程序不需要做任何修改就可以对Gluster中的数据进行访问，也可以使用能够专用API进行访问。

4. GlusterFS术语

4.1 Brick(存储块)

指可信主机池中由主机提供的用于物理存储的专用分区，是GlusterFS中的基本存储单元，同时也是可信存储池中服务器上对外提供的存储目录。存储目录的格式由服务器的绝对路径构成，表示方法为SERVER:EXPORT，如192.168.1.1：/data/mydir/。

4.2 Volume(逻辑卷)

一个逻辑卷是一组Brick的集合。卷是数据存储的逻辑设备，类似于LVM中的逻辑卷。大部分Gluster管理操作是在卷上进行的。

4.3 FUSE

是一个内核模块，允许用户创建自己的文件系统，无需修改内核代码。

4.4 VFS

内核空间对用户空间提供的访问磁盘的接口。

4.5 Glusterd(后台管理进程)

在存储集群中的每个节点上都要运行。

5. 模块化堆栈式架构

通过对模块进行各种组合，即可实现复杂的功能。例如：Replicate模块可实现RAID 1，Stripe模块可实现RAID 0，通过两者的组合可实现RAID 10和RAID 01，同时获得更高的性能及可靠性。

6. Gluster的工作流程

（1）客户端或应用程序通过GlusterFS的挂载点访问数据。

（2）Linux系统内核通过VFS API收到请求并处理。

（3）VFS将数据递交给FUSE内核文件系统，并向系统注册一个实际的文件系统FUSE，而FUSE文件系统则是将数据通过/dev/fuse设备文件递交给了GlusterFS Client端。（可以将FUSE文件系统理解为一个代理）

（4）GlusterFS Client收到数据后，Client根据配置文件的配置对数据进行处理。

（5）经过GlusterFS Client处理后，通过网络将数据传递至远端的GlusterFS Server，并且将数据写入到服务器存储设备上。

7. 弹性Hash算法

7.1 弹性Hash算法的概念

弹性HASH算法是Davies-meyer算法的具体实现，通过Hash算法可以得到一个32位的整数范围的Hash值，假设逻辑卷中有N个存储单位Brick，则32位的整数范围将划分为N个连续的子空间，每个空间对应一个Brick。当用户或应用程序访问某一个命名空间时，同对该命名空间计算Hash值，根据该Hash值所对应的的32位整数空间定位数据所在的Brick。

7.2 弹性Hash算法的优点

保证数据平均分布在每一个Brick中。
解决了对元数据服务器的依赖，进而解决了单点故障以及访问瓶颈。

8. GlusterFS的卷类型

GlusterFS支持七种卷，即分布卷、条带卷、复制卷、分布式条带卷、分布式复制卷、条带复制卷和分布式条带复制卷。

8.1 分布式卷（Distribute volume）

8.1.1 分布式卷概述

文件通过Hash算法分布到所有Brick Server上，这种卷是ClusterFS的默认卷，以文件为单位分局Hash算法散列到不同的Brick，其实只是扩大了磁盘空间，如果有一块磁盘损坏，数据也将丢失，属于文件级的RAID 0，不具有容灾能力。在该模式下，并没有对文件进行分块处理，文件直接存储在某个Server节点上。由于直接使用本地文件系统进行文件存储，所以存取效率并没有提高，反而会因为网络通信的原因而有所降低。

8.1.2 示例原理

8.1.3 分布式卷的特点

分布式卷具有如下特点：

● 文件分布在不同的服务器，不具备 冗余性

● 更容易和廉价地扩展卷的大小

● 单点故障 会造成数据丢失

● 依赖底层的数据保护

8.1.4 创建方法

创建一个名为dis-volume的分布式卷，文件将根据Hash分布在server1:/dir1、server2:/dir2和Server3:/dir3中

gluster volume create dis-volume server1:/dir1 server2:/dir2 derver3:/dir3

8.2 条带卷（Stripe volume）

8.2.1 条带卷概述

根据偏移量将文件分成N块(N个条带节点)，轮询的存储在每个Brick Server节点
文件存储以数据块为单位，支持大文件存储，文件越大，读取效率越高，
不具备冗余性，类似Raid0

8.2.2 示例原理

8.2.3 条带卷特点

● 数据被分割成更小块分布到块服务器集群中的不同条带区 ● 分布减少了负载且更小的文件加速了存取的速度 ● 没有数据冗余

8.2.4 创建方法

创建一个名为stripe-volume的条带卷，文件将被分块轮询的存储在Server1:/dir1和Server2:/dir2两个Brick中

gluster volume create stripe 2 transport tcp server1:/dir1 server2:/dir2

8.3 复制卷（Replica volume）

8.3.1 复制卷概述

将文件同步到多个Brick上，使其具备多个文件副本，属于文件级RAID 1，具有容错能力。因为数据分散在多个Brick中，所以读性能得到很大提升，但写性能下降。复制卷具备冗余性，即使一个节点损坏，也不影响数据的正常使用。但因为要保存副本，所以磁盘利用率较低。

8.3.2 示例原理

File1同时存在Server1和Server2中，File2也是如此，相当于Server2中的文件时Server1中文件的副本。

8.3.3 复制卷特点

● 卷中所有的服务器均保存一个完整的副本

● 卷的副本数量可由客户创建的时候决定，但复制数必须等于卷中Brick所包含的存储服务器数

● 至少由两个块服务器或更多服务器

● 具备冗余性

8.3.4 创建方法

创建名为rep-volume的复制卷，文件将同时存储两个副本，分别在Server1:/dir1和Server2:/dir2两个Brick中

gluster volume create rep-volume replica 2 transport tcp server1:/dir1 server2:/dir2

8.4 分布式条带卷（Distribute Stripe volume）

8.4.1 分布式条带卷概述

Brick Server数量是条带数（数据块分布的Brick数量）的倍数，兼具 分布式卷和条带卷 的特点。主要用于大文件访问处理，创建一个分布式条带卷 最少需要4台 服务器。

8.4.2 示例原理

8.4.3 创建方法

创建一个名为dis-stripe的分布式条带卷，配置分布式的条带卷时，卷中Brick所包含的存储服务器必须是条带数的倍数（>+2倍）。Brick的数量是4（Server1:/dir1、Server2:/dir2、Server3:/dir3、Server4:/dir4），条带数为2（stripe 2）

gluster volume create dis-stripe stripe 2 transport tcp server1:/dir1 server2:/dir2 server3:/dir3 server4:/dir4

注：创建卷时，存储服务器的数量如果等于条带或复制数，那么创建的是条带卷或者复制卷；如果存储服务器的数量是条带或复制数的2倍甚至更多，那么将创建的是分布式条带卷或分布式复制卷。

8.5 分布式复制卷（Distribute Replica volume）

8.5.1 分布式复制卷概述

Brick Server数量是镜像数（数据副本数量）的倍数，兼具 分布式卷和复制卷 的特点。主要用于 需要冗余 的情况下。

8.5.2 示例原理

8.5.3 创建方法

创建一个名为dis-rep的分布式复制卷，配置分布式的复制卷时，卷中Brick所包含的存储服务器数必须是复制数的倍数（>=2倍）。Brick的数量是4（Server1:/dir1、Server2:/dir2、Server3:/dir3、Server4:/dir4），复制数为2（replica 2）

 gluster volume create dis-rep replica 2 transport tcp server1:/dir1 server2:/dir2 server3:/dir3 server4:/dir4

8.6 条带复制卷（Stripe Replica volume）

类似RAID 10，同时具有条带卷和复制卷的特点。

8.7 分布式条带复制卷（Distribute Stripe Replica volume）

三种基本卷的复合卷，通常用于类Map Reduce应用。