在如今海量数据的时代,传统的单机文件系统无法满足爆炸式增长的数据存储需求,分布式文件系统凭借其大容量、高性能、高可扩展性等特点,在社会上得到越来越广泛的应用。由于分布式文件系统的重要定位,如何保证系统可用性就显得至关重要。目前主流的分布式文件系统大多采用元数据和实际数据分开存储的方式,且对元数据的操作比例远远大于对实际数据的操作,因此元数据服务的可用性很大程度上决定了整个分布式文件系统的可用性。国内某互联网A公司自研的分布式文件存储系统AFS采用元数据集中管理的方式,其元数据服务的高可用方案目前采用主从模式,类似于HDFS热备份节点的方式。但该方案较为依赖共享存储,其共享存储系统依赖keepalive机制,容易出现交换机的单点故障,且在特定情况下会出现无法切主的情形,不利于AFS文件系统的推广使用。本文基于对元数据服务高可用技术的研究,对AFS文件系统的元数据服务高可用方案进行升级改进,主要工作如下:1.本文分析了AFS现有元数据服务高可用方案存在的问题,提出基于Raft协议来实现节点之间的日志数据同步,进而实现元数据服务的高可用。2.本文详细分析了Raft协议的重点环节,包括选主、日志同步、日志压缩等过程的具体实现。同时由于AFS文件系统应用的业务场景需要极高的系统可用性,提出基于Learner角色的Snapshot方案,其中单独Learner节点不参与选举工作,只负责学习日志并完成Snapshot,从而解决节点做Snapshot期间服务不可用的问题。3.基于Raft新架构下,本文详细实现AFS文件系统元数据服务的高可用模块,包括但不限于Learner角色的工作流程,日志双写,Snapshot生成与加载过程,运维工具等。4.本文对Raft新架构下的高可用模块进行可用性测试和性能测试。结果表明,在新高可用方案下,系统出现故障后可以在极短时间内恢复系统服务,从而保证了系统的高可用性;且对于元数据性能和系统整体影响较小,采用ssd方案后性能有大幅提升。该高可用方案目前已在A公司AFS集群中应用,上线升级了数十个集群,运行状况良好。新架构很好地解决了之前旧架构存在的问题,保证了系统元数据服务的可用性。