题目：面向海量小文件的存储系统设计与实现

近年来，社交网站和电子商务等网络服务发展迅速，这类服务通常需要存储大量图片、短音乐、微博文本等小文件。传统的分布式存储系统，如HDFS，是面向大文件而设计的，在存储小文件时会产生元数据开销过大、访问延迟较高等问题，不能适应存储大量小文件的应用场景。

本文调研分析了HDFS的HAR方案、CMU GIGA+方案、Amazon Dynamo、Facebook Haystack等用于海量小文件或处理海量目录项的分布式系统或方案，并深入调研了淘宝文件系统（Taobao File System, TFS），阅读了TFS的核心实现，重点分析了TFS的系统架构和读写流程。本文发现TFS在每次读/写过程中至少要建立3次网络连接，同时TFS使用了重量级的MySQL数据库用作实现文件系统元数据服务，这些设计给TFS带来了较高的延迟。

针对此问题，本文提出了一种新的低延迟、高可用的面向海量小文件的分布式存储方案，该方案简化TFS读写文件的流程，使用了灵活的目录项存储方式，并实现了一个面向海量小文件的分布式存储系统SFFS（Small-File File System）。

本文对SFFS进行了功能测试和性能测试。功能测试表明，SFFS能够支持创建目录、创建目录项等目录功能，SFFS也能够实现多副本，即将文件正确写入不同的存储节点并正确读取出来。性能测试表明，SFFS平均读延迟相比于TFS降低了11.05%~36.6%，平均写延迟降低了8.97% ~18.92%。本文对SFFS系统结构进行了分析，相比于TFS，SFFS的中心节点负载更轻、失效恢复更快，因而在可用性方面更有优势。