GFS是Google提出的分布式文件系统，它由一个单一的master服务器以及多个chunk文件服务器组成，master服务器主要对命名空间、文件和chunk的映射以及chunk所在服务器的位置进行管理（包括文件的锁管理），chunk服务器主要存储chunk文件，单个chunk文件最大为64M，以文件的形式保存。
下面问题来了，对于一个文件系统，主要关心的问题是文件如何写入和读取，对于一个分布式文件系统，我们还要关心系统的可靠性以及一致性，对于GFS的学习，本人也从回答上述问题入手。
1、文件读取
GFS分布式系统中，一个文件被划分为多个chunk文件，被存储在多个Chunk服务器中，如果要读取某一个文件，客户端程序先在master服务器中找到该文件的chunk映射关系以及chunk的位置，然后，根据chunk的顺序，直接从Chunk服务器中读取数据。其流程图如下：
由图中可以看出，数据的读取是由客户端程序直接与Chunk服务器进行交互，因此，对于master节点，并没有太大的流量压力。
2、数据的写入
GFS中没有对文件编辑的概念，数据的写入方式也是追加写入，根据论文中的观点，追加写入的方式可以容易使得主备chunk上的数据保持一致性，当chunk文件被追加写入成功后，chunk的版本会被提升，如果某一个chunk的副本数据追加失败，chunk的版本由master节点负责维护和更新。
在对chunk进行追加写入操作时，master会从相同数据的不同chunk文件中选举出一个主chunk文件，由主chunk来负责执行数据追加的顺序，先来看一张数据写入的流程图：
这个图中看出，整个GFS系统中数据的流动分为两种，一种是数据流，还有一种是控制流，当客户端往chunk中写数据时，只向一种的一个chunk发送一次数据，不同chunk之间内部进行数据的同步。具体的写入流程如下：
（1）客户端向master节点请求chunk的位置信息
（2）master节点返回给客户端所有的chunk文件的位置信息
（3）客户端向其中的一个chunk服务器发送数据
（4）当所有的chunk服务器接收到客户端的请求后，客户端请求主chunk写入数据，主chunk确定写入数据的顺序，并将数据写入到本地。
（5）主chunk通知所有的副chunk按照顺序写入数据
（6）副本完成写入后通知主chunk。
（7）主chunk通知客户端数据写入成功或者失败。
3、GFS文件系统的可靠性
（1）master节点的可靠性：在GFS文件系统中，master节点的可靠性由日志操作保证，同时，为了减小日志文件的大小，master服务器会定期对日志文件进行一个压缩，形成checkpoint，master节点中数据的恢复只需要checkpoint及其之后的日志操作即可。在GFS文件系统中，还有一个shadow master的存在，当然，在master节点以及shadow master之间会存在一个日志的同步问题。
（2）chunk冗余：每个chunk文件会有额外的两个备份chunk文件，防止其中的某个chunk文件追加失败或者chunk 服务器宕机而造成数据的丢失。按照HDFS中的分配分配方法，另外两个chunk文件，一个备份在相同的Chunk服务器上，还有一个在其他的chunk服务器上。