e bem vindo a este eterno problema.
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Às vezes, um servidor de arquivos separado e, em seguida, um número X de servidores da Web com a raiz da Web montada sobre o NFS funciona bem. Para o material orientado para leitura, muito provavelmente. Você não nos deu números sobre o tráfego, então não pode ter certeza.
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Às vezes, uma abordagem semelhante a "Puppet (ou apenas rsync antigo e alguns scripts) espalha os arquivos para cada nó do servidor web" funciona bem.
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Para alguns GFS / GPFS funciona bem - não recomendaria com muitos arquivos pequenos.
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Há coisas como o LVM em cluster e a versão em cluster do XFS chamada CXFS. Então você poderia ter um único SAN LUN e ter cada nó do servidor da Web montando-o, semelhante ao GFS / GPFS. Eu não tenho idéia se isso funciona melhor com muitos arquivos pequenos, no entanto. Eu sempre suspeito que isso não funciona.
Pessoalmente, eu evitaria tudo que atuasse como um único ponto de falha. Se alguém tiver boas sugestões para resolver este problema, também estou muito interessado. +1 à sua pergunta, senhor!