storj.io/minio@v0.0.0-20230509071714-0cbc90f649b1/docs/zh_CN/distributed/DESIGN.md (about)

     1  # 分布式服务器设计指南 [![Slack](https://slack.min.io/slack?type=svg)](https://slack.min.io)
     2  该文档介绍了分布式MinIO服务器的设计、架构和高级用法。
     3  
     4  ## 命令行
     5  ```
     6  NAME:
     7    minio server - start object storage server
     8  
     9  USAGE:
    10    minio server [FLAGS] DIR1 [DIR2..]
    11    minio server [FLAGS] DIR{1...64}
    12    minio server [FLAGS] DIR{1...64} DIR{65...128}
    13  
    14  DIR:
    15    DIR points to a directory on a filesystem. When you want to combine
    16    multiple drives into a single large system, pass one directory per
    17    filesystem separated by space. You may also use a '...' convention
    18    to abbreviate the directory arguments. Remote directories in a
    19    distributed setup are encoded as HTTP(s) URIs.
    20  ```
    21  
    22  ## 常用用法
    23  
    24  具有4个纠删码集合，每个集合带有16块硬盘的独立纠删码模式部署配置。
    25  ```
    26  minio server dir{1...64}
    27  ```
    28  
    29  具有64个纠删码集合，每个集合16块硬盘的分布式纠删码模式部署配置。
    30  
    31  ```
    32  minio server http://host{1...16}/export{1...64}
    33  ```
    34  
    35  ## 架构
    36  
    37  MinIO可以基于省略号这种扩展方式自动的选择纠删集合的大小。下面是我们的纠删码行为的一些底层实现细节。
    38  
    39  - MinIO采用的是 [Reed-Solomon](https://github.com/klauspost/reedsolomon) 纠删码方案, 该方案最大分片数为256个，也就是128个数据片和128个奇偶校验片。 基于一些实用的架构考虑，MinIO的设计超越了这个限制。
    40  
    41  - 在MinIO部署中，纠删集合是一个独立的纠删码单元。 一个对象会被分片在一个纠删集合中。纠删集合的大小是根据磁盘的数量自动计算的。 MinIO支持无限数量的磁盘，但每个纠删集合最多有16个磁盘，最少有4个磁盘。
    42  
    43  - 我们将纠删集合的磁盘数量限制为16个，是因为超过16个纠删码分片会变得混乱，并且没有任何性能优势。此外，由于16个磁盘的纠删集合默认情况下为每个对象提供8个磁盘的容量，因此在任何实际情况下都足够使用。
    44  
    45  -  纠删集合的大小是根据可用的磁盘数量自动选择的，比如说如果有32台服务器，每台服务器有32块磁盘，总共是1024块磁盘。在这种情况下，纠删集合大小是16。这是由可接受的纠删集合大小的最大公因子（GCD）决定的，公因子取值范围从*4到16*。
    46  
    47  - *如果磁盘总数有许多共同的除数，那么算法就会为这任意N个纠删集合大小选择最小的纠删集合数量*。例如1024个磁盘 - 4, 8, 16 是公因子. 16个磁盘一组会得到64个纠删集合,8个磁盘一组会得到128个纠删集合, 4个磁盘一组会得到256个纠删集合. 所以算法会自动选择最小的64个集合，也就是 *16 * 64=1024* 个磁盘的总和。
    48  
    49  - *如果纠删集合中的磁盘总数是奇数，那么GCD算法提供了对奇数纠删集合的亲和力，以便节点可以均匀分布*。 这是为了确保参与任何纠删集合的磁盘数量相同。例如，如果你有2个主机节点，共有180个磁盘，那么GCD是15(奇数)，但这将导致磁盘分配不均匀，其中一个节点将会有更多的磁盘。为了避免这种情况，对节点给予亲和力，使用次优的GCD系数为12，提供均匀的分布。
    50  
    51  - 在这个算法中，我们还确保了将磁盘均匀的分布。MinIO服务器会对传递的省略号参数进行扩展。下面是一个示例来演示这个过程。
    52  
    53  ```
    54  minio server http://host{1...2}/export{1...8}
    55  ```
    56  
    57  预期扩展
    58  ```
    59  > http://host1/export1
    60  > http://host2/export1
    61  > http://host1/export2
    62  > http://host2/export2
    63  > http://host1/export3
    64  > http://host2/export3
    65  > http://host1/export4
    66  > http://host2/export4
    67  > http://host1/export5
    68  > http://host2/export5
    69  > http://host1/export6
    70  > http://host2/export6
    71  > http://host1/export7
    72  > http://host2/export7
    73  > http://host1/export8
    74  > http://host2/export8
    75  ```
    76  
    77  *这种扩展的一个显着特征是它选择了唯一的主机，因此该设置可提供最大的保护和可用性。*
    78  
    79  - 为对象选择纠删集合是在`PutObject()`的过程中决定的，通过以下伪代码使用对象名称查找正确的纠删集合。
    80  ```go
    81  // hashes the key returning an integer.
    82  func sipHashMod(key string, cardinality int, id [16]byte) int {
    83          if cardinality <= 0 {
    84                  return -1
    85          }
    86          sip := siphash.New(id[:])
    87          sip.Write([]byte(key))
    88          return int(sip.Sum64() % uint64(cardinality))
    89  }
    90  ```
    91  在`PutObject()`输入的key是对象的名字, 返回一个唯一索引。该索引是对象将存储的纠删集合中的一个。 该函数根据给定的对象名字返回一致Hash，也就是说对于相同的对象名称，返回的索引总是相同的。
    92  
    93  - 仅在对象的纠删集合中需要满足读写仲裁。还可以在包含对象的纠删集合中对每个对象进行修复。
    94  
    95  - 与其他对象存储不同，MinIO的纠删编码是在对象级别而不是卷级别。这允许应用程序通过为每个上传的对象设置`x-amz-storage-class=STANDARD/REDUCED_REDUNDANCY`来选择不同的存储类型，从而有效地利用集群的容量。
    96  
    97  - MinIO还支持通过扩展区域的方式扩展现有集群。每个区域都是一个独立的实体，每个对象具有与原有群集相同的SLA（读/写仲裁）。通过使用现有的命名控件进行查询验证，MinIO确保不会创建冲突的对象。如果不存在这样的对象，那么MinIO只会选择使用量最少的区域存储该对象。
    98  
    99  __可以组合很多个区域成一个集群，区域数量没有限制__
   100  
   101  ```
   102  minio server http://host{1...32}/export{1...32} http://host{5...6}/export{1...8}
   103  ```
   104  
   105  以上示例有两个区域
   106  
   107  - 32 * 32 = 1024 drives pool1
   108  - 2 * 8 = 16 drives pool2
   109  
   110  > 注意这里对通用SLA的要求，原来的集群有1024个磁盘，每个纠删集合有16个磁盘，第二个区域至少要有16个磁盘才能符合原来集群的SLA，或者应该是16的倍数。
   111  
   112  
   113  MinIO根据每个区域的可用空间比例将新对象放置在区域中。以下伪代码演示了此行为。
   114  ```go
   115  func getAvailablePoolIdx(ctx context.Context) int {
   116          serverPools := z.getServerPoolsAvailableSpace(ctx)
   117          total := serverPools.TotalAvailable()
   118          // choose when we reach this many
   119          choose := rand.Uint64() % total
   120          atTotal := uint64(0)
   121          for _, pool := range serverPools {
   122                  atTotal += pool.Available
   123                  if atTotal > choose && pool.Available > 0 {
   124                          return pool.Index
   125                  }
   126          }
   127          // Should not happen, but print values just in case.
   128          panic(fmt.Errorf("reached end of serverPools (total: %v, atTotal: %v, choose: %v)", total, atTotal, choose))
   129  }
   130  ```
   131  
   132  ## 其他用法
   133  
   134  ### 具有多个省略号的高级用法
   135  
   136  一个独立的纠删模式配置，通过controller组合生成，它有4个纠删集合，每个集合有16个磁盘。
   137  ```
   138  minio server /mnt/controller{1...4}/data{1...16}
   139  ```
   140  
   141  一个独立的纠删模式配置，通过mounts和controller组合生成，它有16个纠删集合，每个集合有16个磁盘。
   142  ```
   143  minio server /mnt{1...4}/controller{1...4}/data{1...16}
   144  ```
   145  
   146  一个分布式的纠删模式配置，通过host组合生成，它有2个纠删集合，每个集合有16个磁盘。
   147  ```
   148  minio server http://host{1...32}/disk1
   149  ```
   150  
   151  一个机柜级别冗余的分布式纠删模式配置，它有32个纠删集合，每个集合有16个磁盘。
   152  ```
   153  minio server http://rack{1...4}-host{1...8}.example.net/export{1...16}
   154  ```