服务器宕机题目_服务器宕机缘故起因排查「服务器宕机原因分析」

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　　S3（https://aws.amazon.com/s3/）是amazon提供的高可用、高可靠、高可扩展的对象存储服务，单桶支持无穷存储空间，每个对象最大5TB。固然实现这么一个大型的对象存储体系非常有挑衅性，但是用开源软件盗窟一个对象存储也并没有这么复杂，本文将实行基于Hadoop的HDFS和Hbase构建一个这么体系HOS（HumorObjectStorage），HOS能扩展到千台服务器规模，足以满意中小型云盘算的对象存储需求。固然，HOS纯属娱乐，切勿模仿，以免被坑。

　　上图展示了HOS对象的存储模子，HOS对象存储于HDFS文件，小对象连续存放，而大型对象则拆分为多个片断存储。对象元数据包罗对象名，对象位置信息等存储于Hbase。HOS的核心Hbase表如下：

ObjectTable记录对象元数据信息，界说为ObjectName,Locations,CreateTime,主键是ObjectName。ObjectName格式为”BucketName/ObjectName”,ObjectName也可以包罗”/”字符，有点像是文件体系路径。Locations是数组，每一项代表一个对象片断的物理存放位置。

DeletedObjectTable是已经删除的对象，界说为ObjectName,DeleteTime，Locations,CreateTime，主键是ObjectName,DeleteTime组合，主键要加上DeleteTime的缘故起因是采取站有大概存在同名对象。

FileObjectIndex是HDFS文件的对象索引，记录HDFS文件中存储的有效对象信息，其重要用于垃圾采取。界说为FileName,Offset,Length,ObjectName，ObjectOffSet,FileName是HDFS文件名，Offset,Length是HDFS文件内偏移，ObjectOffset是Object内偏移，主键是FileName,Offset。

FileTable，记录HDFS文件信息，界说为FileName,Status,Free,Size，Status状态有pending和closed，pending状态代表正在往文件追加数据，closed状态代表文件已经关闭。HDFS文件长度高出阈值，大概HDFS文件append堕落时，文件状态设置为close，close状态的文件是只读的。Size是文件长度，Free是由于数据删除导致的文件空闲空间，当空闲率Free/Size大于肯定阈值时，体系实行垃圾采取。

　　HOS服务器架构如上图所示，重要有两种进程：

应用服务器负责实现全部业务逻辑，每个应用服务器启动时，创建多个HDFS文件，用户上传的对象只管均衡的分散到这些文件中；

清道夫是一个背景程序，重要功能是:

（1）关闭长期不消的pending状态HDFS文件。应用服务器宕机时遗留一些pending状态的文件，体系不再往这些文件写入数据。

（2）采取站整理。对象删除之后先辈入采取站，再过一段时间之后对象才被物理删除。

（3）HDFS文件数据垃圾采取。HDFS只能追加写，删除对象之后空间并不能重复利用。垃圾采取算法从HDFS文件中拷贝出有效数据，写入到新的文件中，其目标是控制空间的浪费比率。

　　S3的核心操纵由PUT_OBJECT/GET_OBJECT/DELETE_OBJECT/GET_BUCKET，我们来看看HOS的实现。

　　操纵（一）：上传对象PUT_OBJECT（key,value）的流程：

　　1.打开（大概获取）一个HDFS文件句柄2.将value拆分为数个分片，分片的长度不高出4MB3.追加每个分片到HDFS文件，记录分片在HDFS文件中的偏移off和长度len，分片在对象中的偏移objoff4.插入记录filename,off,len,key,objoff到FileObjectIndex5.插入记录到ObjectTable，Locations是对象分片的存储位置信息6.若文件长度高出阈值，则关闭文件，设置文件状态为closed

　　上述流程只能处理惩罚key不存在环境，若key存在，HOS先实行删除流程，再实行上述流程，已到达更换的结果。上传过程错误处理惩罚：任何一个步调堕落，对象都是创建失败，全部已分配资源终极都被采取利用。堕落大概遗留两种垃圾信息，一是文件数据，二是文件数据和FileObjectIndex中的索引记录。第一种环境下，文件数据没有被引用，能被清道夫的垃圾采取流程处理惩罚。第二种环境发生时必须删除FileObjectIndex中的索引记录。当错误发生时，应用服务器临时往HDFS文件追加数据，开启背景线程，异步整理FileObjectIndex中的记录。当应用服务器工作正常时，索引记录能被删除，但是万一应用服务器发生宕机，怎么整理索引记录？清道夫程序会定期扫描pending状态文件，若文件很长时间都没有写入，则以文件名和文件长度为key逆序扫描FileObjectIndex，比对FileObjectIndex记录与ObjectTable记录，整理不匹配的FileObjectIndex记录。扫描和比对的FileObjectIndex数量，取决于HDFS上最大的并发写入量，由于并发量通常比力小，整理代价非常小。

　　操纵（二）：读取对象GET_OBJECT(key)

　　1.根据key查询ObjectTable得到对象存放位置信息，位置信息是一个数组，[file1,off1,len1,file2,off2,len2,…,]2.根据位置信息读取对象。

　　操纵（三）：删除对象DELETE_OBJECT(key)

　　1.插入记录到DeletedObjectTable2.删除ObjectTable记录，关照客户端删除乐成。

　　错误处理惩罚

　　1.第1步失败，则返回删除失败2.第2步失败，则重试反复操纵。无论重试是否乐成，都以为删除操纵已经乐成。固然删除操纵已经乐成，由于ObjectTable记录未删除，背景删除操纵实行之前，此对象仍旧是可以访问的。这听起来怪怪的，不外为了简化题目，HOS预备容忍这个题目。

　　操纵（四）：背景删除操纵。DELETE_OBJECT只是把对象移动到了DeletedObjecTable表中。DeletedObjectTable相称于是采取站，清道夫会定期扫描采取站，找到逾期对象，实行删除操纵。

　　1.整理程序定期扫描DeletedObjectTable2.针对已经逾期的对象，找到对象的分片存储位置3.针对每个分片，增长File表中的相干记录的Free字段4.删除分片对应的FileObjectIndex记录5.删除DeletedObjectTable表当前对象。

　　错误处理惩罚：背景删除操纵是幂等的，过程中恣意步调堕落，不影响精确性。

　　操纵（五）：垃圾采取

　　1.清道夫扫描File表，找出空闲率（Free/Size)大于阈值，且状态为closed的文件聚集2.针对每个满意要求的HDFS文件，以文件名为键值，升序扫描FileObjectIndex表3.针对扫描得到的每条记录R，根据R从文件读取有效数据，追加一个新的HDFS文件。4.天生新文件的FileObjectIndex表记录，插入。5.更新ObjectTable的Locations字段，指向新文件6.删除当前记录R。7.每处理惩罚完一个HDFS文件之后，删除该文件。

　　错误处理惩罚:垃圾采取过程发生错误时，可从发生错误的记录开始重做，最多导致新文件中遗留一段垃圾数据，不影响精确性。

　　操纵（六）：LS目次操纵GET_BUCKET（path）。对象的key答应包罗”/”，譬如“MyBucket/a”,“MyBucket/a/b”，“MyBucket/a/b/c”,“MyBucket/a/d”,都是合法的对象名称。因此用户可以把桶当做一个文件体系来用，而GET_BUCKET操纵的非常雷同目次LS。GET_BUCKET(“MyBucket/a”)返回“MyBucket/a/b”和“MyBucket/a/d”。GET_BUCKET可以用coprocessor查询ObjectTable实现，不再具体睁开。

　　总结：HOS利用HDFS/Hbase，实现简单，且稳固性、可靠性、可伸缩性有保障，但是Hadoop是用于离线业务的，性能难以包管，多租户也支持不好。固然HOS还不是实现s3最简单的办法，或与直接用Ceph就办理了题目。

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