3FS 关键技术和设计

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内容提要

本文介绍了3FS的关键技术,包括Direct IO与硬件直接交互、RDMA实现低延迟数据传输、CRAQ处理读写请求、MGMTD管理集群、Meta存储元数据以及Storage服务管理SSD。客户端可通过FUSE或USRBIO接口使用,存储块分配基于文件大小。

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关键要点

  • Direct IO 绕过操作系统的页缓存,直接与硬件设备交互,适合大文件顺序读写。

  • RDMA 允许数据在计算机间直接传输,具有低 CPU 使用率和高吞吐量的特点。

  • CRAQ 是处理读写请求的核心设计,采用链式结构,支持 dirty 和 clean 副本的管理。

  • MGMTD 是集群管理器,负责心跳监测和主节点的故障转移。

  • Meta 元数据服务无状态,元数据存储在 FoundationDB 中,处理文件操作请求。

  • Storage 服务管理 SSD,提供存储块接口,支持 CRAQ 协议。

  • 客户端可通过 FUSE 或 USRBIO 接口使用,USRBIO 提供更高效的 IO 请求提交方式。

  • Target 和 Chain 是 3FS 的关键对象,维护数据的存储和版本管理。

  • 存储块的分配基于文件大小,采用固定数量的数据文件和 RocksDB 数据库。

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