GlusterFS – это распределенная файловая система, которая позволяет объединять несколько серверов в одну общую сеть хранения данных. Она позволяет управлять большими объемами данных и обеспечивает отказоустойчивость и масштабируемость.
GlusterFS применяется для создания кластеров хранения данных, отказоустойчивых резервных копий, облачного хранения данных и других сценариев, требующих хранения данных на нескольких серверах. Она позволяет увеличивать емкость хранения путем добавления новых узлов к кластеру и автоматически реплицировать данные для обеспечения их сохранности.
GlusterFS также обеспечивает высокую производительность за счет распределения нагрузки между узлами кластера и прозрачного масштабирования. Она поддерживает различные протоколы доступа к данным, такие как NFS, CIFS, SMB, HTTP и другие, что делает ее универсальным решением для различных сценариев хранения данных.
GlusterFs — надёжная файловая система для профессионалов.
При помощи InfiniBand Rdma или Tcp/Ip GlusterFs объединяет разные системы хранения на различных серверах в единую файловую систему.
А технология Fuse позволяет работать ещё и поверх основной файловой системы.
С помощью InfiniBand RDMA или TCP/IP GlusterFS может объединить системы хранения, находящиеся на принципиально, разных серверах, построенных на разных технологиях в одну параллельную сетевую файловую систему. GlusterFS работает в пользовательском пространстве при помощи технологии FUSE, поэтому не требует поддержки со стороны ядра операционной системы и работает поверх существующих файловых систем (ext3, ext4, XFS, reiserfs и т. п.). В отличие от других распределённых файловых систем, таких как Lustre и Ceph, для работы GlusterFS не требуется отдельный сервер для хранения метаданных.
GlusterFS разделена на серверную и клиентскую части. На каждом сервере работает демон glusterfsd который делает доступным для клиентов локальную систему хранения в качестве тома. Клиентский процесс glusterfs соединяется с одним или несколькими серверами посредством TCP/IP или InfiniBand и объединяет все доступные серверные тома в один, используя расширяемые трансляторы (функциональные модули системы). Получившийся том монтируется на клиентский хост при помощи механизма Filesystem in Userspace (FUSE).
Бо́льшая часть функциональности GlusterFS реализована в виде трансляторов (модулей). Использование необходимых трансляторов и их настройка позволяет гибко конфигурировать режим работы системы. Трансляторы реализуют следующие возможности:
синхронная репликация между серверами (нельзя расширить уже существующий том, добавив сервер для репликации);
чередование порций данных между серверами (striping);
распределение файлов между серверами;
балансировка нагрузки;
восстановление после отказа узла (в ручном режиме с помощью опроса файлов (ls -lR или find на смонтированом томе));
упреждающее чтение (read-ahead) и запаздывающая запись (write-behind) для увеличения быстродействия;
квоты.
Сервер GlusterFS был реализован очень просто: он предоставляет в пользование клиенту свою систему хранения, оставляя за клиентом право решать каким образом именно ему организовать хранение данных. Все клиенты одного кластера должны быть настроены одинаково, во избежание проблем с согласованностью данных. Такая архитектура позволяет масштабировать GlusterFS до систем, общий объём которых может измеряться петабайтами данных, используя существующее аппаратное обеспечение средней производительности. Также, архитектура GlusterFS позволяет избежать узких мест, которые свойственны распределённым системам с более тесной модульной интеграцией.
Для работы GlusterFS не требуется создать отдельный сервер метаданных, что улучшает масштабируемость и надёжность системы. Метаданные хранятся вместе с данными (в расширенных атрибутах файлов).
Преимущества протокола GlusterFS:
1. Масштабируемость: GlusterFS позволяет создавать кластеры из нескольких узлов, что позволяет увеличивать производительность и объем хранилища по мере необходимости.
2. Высокая доступность: благодаря возможности распределения данных по нескольким узлам, GlusterFS обеспечивает высокую доступность данных и минимизирует время простоя при сбоях.
3. Надежность: протокол GlusterFS обеспечивает резервное копирование данных и защиту от потери информации благодаря хранению данных на нескольких узлах.
Недостатки протокола GlusterFS:
1. Сложность настройки: настройка и управление кластером GlusterFS может потребовать определенных знаний и навыков в области хранения данных и сетевых технологий.
2. Затраты на оборудование: для построения кластера GlusterFS может потребоваться значительное количество вычислительных и сетевых ресурсов, что может увеличить общую стоимость системы.
3. Необходимость специалистов: для эффективной работы с протоколом GlusterFS может потребоваться наличие квалифицированных специалистов, что может добавить дополнительные затраты на обучение и обслуживание.