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紹興大數據分布式存儲系統原理解析

來源: 發布時間:2021-12-16

隨著網絡帶寬的高速增長,在軟件上的消耗已成為網絡性能的瓶頸,而通過繞過CPU實現高性能傳輸的RDMA網絡成為分布式存儲不錯的選擇。RDMA(RemoteDirectMemoryAccess),可以簡單理解為網卡完全繞過CPU實現兩個服務器之間的內存數據交換。其作為一種硬件實現的網絡傳輸技術,可以大幅提升網絡傳輸效率,幫助網絡IO密集的業務(比如分布式存儲、分布式數據庫等)獲得更低的時延以及更高的吞吐。初的RDMA是實現在IB(Infiniband)上,由于其新的硬件技術棧成本比較高,主要用于HPC(高性能計算)等少數場景。而新的技術發展下,能夠實現在以太網上使用RDMA。 分布式存儲的基本理論。紹興大數據分布式存儲系統原理解析

分布式存儲構建存儲系統時.需要基于成本和性能來考慮,因此存儲系統通常采用多層不同性價比的存儲器件組成存儲層次結構。大數據的規模大,因此構建高效合理的存儲層次結構,可以在保證系統性能的前提下,降低系統能耗和構建成本,利用數據訪問局部性原理.可以從兩個方面對存儲層次結構進行優化。從提高性能的角度,可以通過分析應用特征,識別熱點數據并對其進行緩存或預取,通過高效的緩存預取算法和合理的緩存容量配比,以提高訪問性能。從降低成本的角度,采用信息生命周期管理方法,將訪問頻率低的冷數據遷移到低速廉價存儲設備上,可以在小幅犧sheng系統整體性能的基礎上,大幅降低系統的構建成本和能耗。 南通聯想分布式存儲設備分布式存儲能夠實現內容感知,配合前端應用對海量數據進行大數據分析和價值挖掘。

隨著企業數字化轉型的深入,分布式存儲由初的開發測試、桌面云等非關鍵應用,逐步走向生產應用。生產應用除了上述可靠性SLA要求之外,對分布式存儲的性能,尤其是數據訪問的穩定低時延提出了更嚴苛的要求。軟硬件解耦的分布式存儲在性能設計上存在兩大天然缺陷:標準服務器不具備機房突然斷電時保護內存數據的電池(BBU),所以只能用SSD卡/盤來做數據緩存。SSD的時延遠高于內存,導致業界絕大多數的軟硬解耦的分布式存儲時延無法和生產存儲媲美。單獨采購的分布式存儲軟件無法和第三方服務器的SSD盤緊密配合,從而無法像業界先進的全閃存存儲一樣實現全局垃圾回收,控制數量眾多的SSD盤各自的垃圾回收導致的生產應用時延波動。

分布式存儲在大數據環境下,數據規模和復雜度的增加往往非常迅速,對系統的擴展性能要求較高。實現存儲系統的高可擴展性首先要解決兩個方面的重要問題,包含元數據的分配和數據的透明遷移。元數據的分配主要通過靜態子樹劃分技術實現,后者則側重數據遷移算法的優化。此外,大數據存儲體系規模龐大.結點失效率高,因此還需要完成一定的自適應管理功能。系統必須能夠根據數據量和計算的工作量估算所需要的結點個數,并動態地將數據在結點間遷移。以實現負載均衡;同時.結點失效時,數據必須可以通過副本等機制進行恢復,不能對上層應用產生影響。 分布式存儲系統通過統一硬件資源池,同時提供塊、文件、對象三種存儲服務。

    分布式存儲系統具有如下特性:數據分為多個分片存儲在多臺服務節點上。每個分片有多個副本,存儲在不同的服務節點上。許多客戶端并發訪問系統,執行讀寫操作,每個讀寫操作在系統中需要花費不等的時間。除非下文中特別注明和討論,讀寫操作是原子的。與數據庫事務一致性的區別:數據庫事務的ACID的中也有一個一致性(consistency),但彼一致性非此一致性。ACID中的一致性是指,數據庫的事務的執行,或者說事務觀察到的數據,總是要滿足某些全局的一致性約束條件,如性約束,外鍵約束等。這個概念和數據庫的數據是否多副本沒關系。而本文的一致性在多副本的語境下才有意義。所以,數據庫事務的一致性,是指數據項之間總是滿足某些約束條件,或者說整個數據庫在滿足約束條件的意義上是正確的。 分布式存儲“避坑”指南。鎮江聯想分布式存儲設備

分布式存儲的小知識,你值得擁有!紹興大數據分布式存儲系統原理解析

面對海量數據的存儲需求,分布式存儲顯然在架構上有著天然優勢,但在這波數據洪流之中也面臨著性能上的全新挑戰。于分布式存儲的工作原理是將各個存儲節點使用網絡互聯的方式構建為集群,向外部提供更加可靠的高性能服務,因此可以說分布式存儲本質上是一種網絡存儲,其性能在很大程度上受網絡的影響。在高性能的分布式存儲中,使用傳統的TCP網絡進行各存儲節點之間的網絡互聯很容易形成網絡瓶頸,而在分布式存儲容易讓用戶詬病的IO延時方面,網絡部分的開銷是不可忽視的一部分。 紹興大數據分布式存儲系統原理解析

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