Glusterfs全局统一命名空间

全局统一命名空间
Glusterfs采用了全局统一命名空间设计，将磁盘和内存资源聚集成一个单一的虚拟存储池进行管理，并在此命名空间中使用NFS/CIFS等标准协议来访问应用数据。与其他分布式文件系统有所不同的是，GlusterFS中没有专用的元数据服务器，而是独特地采用无元数据服务的设计，取而代之使用算法来定位文件，元数据和数据没有分离而是一起存储。这使得数据访问完全并行化，从而实现真正的线性性能扩展。无数据服务器极大提高了GlusterFS的性能、可靠性和稳定性。

GlusterFS是模块化堆栈式的架构设计，模块称为Translator。Translators是GlusterFS提供的一种强大文件系统功能扩展机制，这一设计思想借鉴于GNU/Hurd微内核操作系统。GlusterFS中所有的功能都通过Translator机制实现，借助这种良好定义的接口可以高效简便地扩展文件系统的功能。在Glusterfs中，每个translator都有自己的全局命名空间，并且使用自己的机制进行独立的维护和管理。

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Glusterfs是集群文件系统，主要有三种基本的集群模式，即分布式集群(Distributed cluster)、条带集群(Stripe cluster)、复制集群(Replica cluster)。这三种基本集群还可以采用类似堆积木的方式，构成更加复杂的复合集群，比如分布式条带集群(Distributed stripe cluster)、分布式复制集群(Distributed replica cluster)、RAID10集群(Stripe replica cluster)、分布式RAID10集群(Distributed stripe replica cluster)。

三种基本集群各由一个translator来实现，分别由自己独立的命名空间，如上图所示。对于分布式集群，文件通过HASH算法分散到集群节点上，每个节点上的命名空间均不重叠，所有集群共同构成完整的命名空间，访问时使用HASH算法进行查找定位。复制集群类似RAID1，所有节点命名空间均完全相同，每一个节点都可以表示完整的命名空间，访问时可以选择任意个节点。条带集群与RAID0相似，所有节点具有相同的命名空间，但对象属性会有所不同，文件被分成数据块以Round Robin方式分布到所有节点上，访问时需要联动所有节点来获得完整的名字信息。对于VFS的lookup, stat, readdir三个名字空间相关操作，三种集群处理方式如下。

(1)Distribued集群
.lookup：采用hash算法选择节点，如果未命中且为目录则查询卷下所有节点，还未找到且设置search_unhashed则遍历所有节点；
.stat：请求发向所有节点，如果是目录需要对属性进行聚合；
.readdir：查询所有节点，并对文件目录信息及属性进行聚合；

(2)Stripe集群
.lookup：所有节点都要被查询，进行属性聚合，检查gfid并进行自修复；
.stat：查询所有节点，进行信息聚合；
.readdir：查询首节点，属性信息需要聚合所有节点信息；

(3)Replica集群
.lookup：请求发送到所有节点，首个成功响应即返回；
.stat：查询选择的一个UP节点，如果失败则依次查询下一个节点；
.readdir：与stat相同，选择一个UP节点进行查询，如果失败则依次查询下一个UP节点；