江蘇大規(guī)模分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)原理

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2022-01-15

面對(duì)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需求,分布式存儲(chǔ)顯然在架構(gòu)上有著天然優(yōu)勢(shì),但在這波數(shù)據(jù)洪流之中也面臨著性能上的全新挑戰(zhàn)。于分布式存儲(chǔ)的工作原理是將各個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)使用網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的方式構(gòu)建為集群,向外部提供更加可靠的高性能服務(wù),因此可以說(shuō)分布式存儲(chǔ)本質(zhì)上是一種網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ),其性能在很大程度上受網(wǎng)絡(luò)的影響。在高性能的分布式存儲(chǔ)中,使用傳統(tǒng)的TCP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行各存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)很容易形成網(wǎng)絡(luò)瓶頸,而在分布式存儲(chǔ)容易讓用戶詬病的IO延時(shí)方面,網(wǎng)絡(luò)部分的開(kāi)銷是不可忽視的一部分。 分布式存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)治理過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)。江蘇大規(guī)模分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)原理

分布式存儲(chǔ)包含的種類繁多,除了傳統(tǒng)意義上的分布式文件系統(tǒng)、分布式塊存儲(chǔ)和分布式對(duì)象存儲(chǔ)外,還包括分布式數(shù)據(jù)庫(kù)和分布式緩存等,但其中架構(gòu)無(wú)外乎于三種;以Ceph為代biao的架構(gòu)是其典型的代biao。在該架構(gòu)中與HDFS不同的地方在于該架構(gòu)中沒(méi)有中心節(jié)點(diǎn)??蛻舳耸峭ㄟ^(guò)一個(gè)設(shè)備映射關(guān)系計(jì)算出來(lái)其寫(xiě)入數(shù)據(jù)的位置,這樣客戶端可以直接與存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)通信,從而避免中心節(jié)點(diǎn)的性能瓶頸。以Ceph為代biao的架構(gòu)是其典型的代biao。在該架構(gòu)中與HDFS不同的地方在于該架構(gòu)中沒(méi)有中心節(jié)點(diǎn)。客戶端是通過(guò)一個(gè)設(shè)備映射關(guān)系計(jì)算出來(lái)其寫(xiě)入數(shù)據(jù)的位置,這樣客戶端可以直接與存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)通信,從而避免中心節(jié)點(diǎn)的性能瓶頸。 視頻分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)原理相較于傳統(tǒng)存儲(chǔ)黑盒子的管理方式,分布式存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)硬件的交付,標(biāo)準(zhǔn)硬件服務(wù)器的運(yùn)維管理會(huì)更簡(jiǎn)單。

分布式存儲(chǔ)在大數(shù)據(jù)環(huán)境下,數(shù)據(jù)規(guī)模和復(fù)雜度的增加往往非常迅速,對(duì)系統(tǒng)的擴(kuò)展性能要求較高。實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)系統(tǒng)的高可擴(kuò)展性首先要解決兩個(gè)方面的重要問(wèn)題,包含元數(shù)據(jù)的分配和數(shù)據(jù)的透明遷移。元數(shù)據(jù)的分配主要通過(guò)靜態(tài)子樹(shù)劃分技術(shù)實(shí)現(xiàn),后者則側(cè)重?cái)?shù)據(jù)遷移算法的優(yōu)化。此外,大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體系規(guī)模龐大.結(jié)點(diǎn)失效率高,因此還需要完成一定的自適應(yīng)管理功能。系統(tǒng)必須能夠根據(jù)數(shù)據(jù)量和計(jì)算的工作量估算所需要的結(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù),并動(dòng)態(tài)地將數(shù)據(jù)在結(jié)點(diǎn)間遷移。以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡;同時(shí).結(jié)點(diǎn)失效時(shí),數(shù)據(jù)必須可以通過(guò)副本等機(jī)制進(jìn)行恢復(fù),不能對(duì)上層應(yīng)用產(chǎn)生影響。

說(shuō)起分布式存儲(chǔ),大家可能都會(huì)覺(jué)得這是一個(gè)老生常談的問(wèn)題,雖然分布式存儲(chǔ)并不是一個(gè)年輕的技術(shù),許多開(kāi)發(fā)者也對(duì)分布式存儲(chǔ)耳熟能詳,但分布式存儲(chǔ)卻并不是像想象中的那種簡(jiǎn)單的技術(shù),它是一個(gè)涉及到文件系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、算法、管理等多方面技術(shù)的匯聚,因此,要想真正的掌握分布式存儲(chǔ)技術(shù),絕不是一件輕松的事。但對(duì)于開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō),如果不了解分布式存儲(chǔ)技術(shù),實(shí)際上對(duì)他們的開(kāi)發(fā)工作還是會(huì)有很大的影響,特別是現(xiàn)在基于互聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)發(fā)更是離不開(kāi)對(duì)分布式存儲(chǔ)技術(shù)的深入了解。 分布式存儲(chǔ)還能夠容忍服務(wù)器故障,存儲(chǔ)系統(tǒng)依然穩(wěn)定可用,可靠性更優(yōu)。

在分布式存儲(chǔ)的容災(zāi)中,一個(gè)重要的手段就是多時(shí)間點(diǎn)快照技術(shù),使得用戶生產(chǎn)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)一定時(shí)間間隔下的各版本數(shù)據(jù)的保存。特別值得一提的是,多時(shí)間點(diǎn)快照技術(shù)支持同時(shí)提取多個(gè)時(shí)間點(diǎn)樣本同時(shí)恢復(fù),這對(duì)于很多邏輯錯(cuò)誤的災(zāi)難定位十分有用,如果用戶有多臺(tái)服務(wù)器或虛擬機(jī)可以用作系統(tǒng)恢復(fù),通過(guò)比照和分析,可以快速找到哪個(gè)時(shí)間點(diǎn)才是需要回復(fù)的時(shí)間點(diǎn),降低了故障定位的難度,縮短了定位時(shí)間。這個(gè)功能還非常有利于進(jìn)行故障重現(xiàn),從而進(jìn)行分析和研究,避免災(zāi)難在未來(lái)再次發(fā)生。多副本技術(shù),數(shù)據(jù)條帶化放置,多時(shí)間點(diǎn)快照和周期增量復(fù)制等技術(shù)為分布式存儲(chǔ)的高可靠性提供了保障。 分布式存儲(chǔ)提供豐富的API,根據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用要求,自動(dòng)按需部署存儲(chǔ)資源,實(shí)現(xiàn)基于存儲(chǔ)策略的自動(dòng)化管理目標(biāo)。湖州四大開(kāi)源分布式存儲(chǔ)設(shè)備

布式存儲(chǔ)解決如何將數(shù)據(jù)存到多臺(tái)機(jī)器上,并且提供可用性,可靠性和一致性等問(wèn)題。江蘇大規(guī)模分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)原理

    分布式存儲(chǔ)的興起與互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展密不可分,互聯(lián)網(wǎng)公司由于其數(shù)據(jù)量大而資本積累少,而通常都使用大規(guī)模分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的高duan服務(wù)器、高duan存儲(chǔ)器和高duan處理器不同的是,互聯(lián)網(wǎng)公司的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)由數(shù)量眾多的、低成本和高性價(jià)比的普通PC服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接而成。其主要原因有以下三點(diǎn)(1)互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)發(fā)展很快,而且注意成本消耗,這就使得存儲(chǔ)系統(tǒng)不能依靠傳統(tǒng)的縱向擴(kuò)展的方式,即先買小型機(jī),不夠時(shí)再買中型機(jī),甚至大型機(jī)?;ヂ?lián)網(wǎng)后端的分布式系統(tǒng)要求支持橫向擴(kuò)展,即通過(guò)增加普通PC服務(wù)器來(lái)提高系統(tǒng)的整體處理能力。(2)普通PC服務(wù)器性價(jià)比高,故障率也高,需要在軟件層面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)容錯(cuò),保證數(shù)據(jù)的一致性。(3)另外,隨著服務(wù)器的不斷加入,需要能夠在軟件層面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)負(fù)載均衡,使得系統(tǒng)的處理能力得到線性擴(kuò)展。 江蘇大規(guī)模分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)原理

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