淘宝TFS分布式文件系统内部实现

TFS文件名的结构

TFS的文件名由块号和文件号通过某种对应关系组成，最大长度为18字节。文件名固定以T开始，第二字节为该集群的编号(可以在配置项中指定，取值范围 1~9)。余下的字节由Block ID和File ID通过一定的编码方式得到。文件名由客户端程序进行编码和解码，它映射方式如下图：

TFS客户程序在读文件的时候通过将文件名转换为BlockID和FileID信息，然后可以在!NameServer取得该块所在!DataServer信息（如果客户端有该Block与!DataServere的缓存，则直接从缓存中取），然后与!DataServer进行读取操作。

TFS写操作数据流

TFS系统中，nameserver会保证一个文件有多个副本存储于不同的dataserver上以保证冗余。当由于dataserver服务器宕机或由于其他原因退出系统导致某些文件副本数量下降时，nameserver将会调度新的dataserver节点存储文件备份。同样为了保证数据一致性，当写入一个文件时，只有所有参与的dataserver均写入成功时，该操作才算成功。TFS的写操作数据流图如下所示：

客户端首先向nameserver发起写请求，nameserver需要根据dataserver上的可写块，容量和负载加权平均来选择一个可写的block。并且在该block所在的多个dataserver中选择一个作为写入的master，这个选择过程也需要根据dataserver的负载以及当前作为master的次数来计算，使得每个dataserver作为master的机会均等。master一段选定，除非master宕机，不会更换，一旦master宕机，需要在剩余的dataserver中选择新的master。返回一个dataserver列表。
客户端向master dataserver开始数据写入操作。master server将数据传输为其他的dataserver节点，只有当所有dataserver节点写入均成功时，master server才会向nameserver和客户端返回操作成功的信息。

获得Block ID和File ID

根据TFS文件名解析出Block ID和block中的File ID.

获取dataserver地址

向nameserver发送查询请求得到Block ID所在的dataserver地址。

由于nameserver中维护了block和dataserver的对应关系，所以nameserver能够提供相应的信息。

Note: 由于TFS是把大量小文件放在一个block里面，

所以TFS的文件复制是基于block的，而且复制出来的block的block id应该是一致的

请求文件

通过发送Block_ID、File_ID和offset为参数的读请求到对应的dataserver，得到文件内容。

dataserver会根据本地记录的信息来得到File ID所在block的偏移量，从而读取到正确的文件内容.

TFS 在2.0版本增加了一个server, 叫做 rcserver. 这个 server 主要是为了淘宝内部管理使用 TFS 的各个应用. 我们给每个应用分配一个唯一的 AppKey. TFS 客户端使用这个 AppKey 登录到 rcserver, 取得自己应该访问的 TFS 集群信息. 客户端还会定期把自己的一些统计值发送给 rcserver. 具体信息可以参看源码中 doc 目录下的关于 rcserve 的文档.