什么是分布式存儲呢?如果一個存儲系統,不管是對象、塊、文件、kv、log、olap、oltp,只要對所管理的數據做了Partitioning&Replication,不管姿勢對不對,其實都可以歸納于分布式存儲。分布式存儲就是:Partitioning以多機scale,Replication以災備容錯。復制是解決可用性,可擴展性和高性能的關鍵。為了災備,數據需要冗余存儲;為了高可用,服務需要hotstandby。缺乏災備的系統難以在生產環境使用。元數據和數據的維護均離不開復制,復制可轉移而不可消除。復制引出了多副本一致性問題,而一致性保證需要考慮各種軟件和硬件故障,以及誤操作。 萬萬沒想到,分布式存儲系統的一致性是......!合肥大道云行分布式存儲系統架構
分布式存儲的興起與互聯網的發展密不可分,互聯網公司由于其數據量大而資本積累少,而通常都使用大規模分布式存儲系統。與傳統的高duan服務器、高duan存儲器和高duan處理器不同的是,互聯網公司的分布式存儲系統由數量眾多的、低成本和高性價比的普通PC服務器通過網絡連接而成。其主要原因有以下三點(1)互聯網的業務發展很快,而且注意成本消耗,這就使得存儲系統不能依靠傳統的縱向擴展的方式,即先買小型機,不夠時再買中型機,甚至大型機。互聯網后端的分布式系統要求支持橫向擴展,即通過增加普通PC服務器來提高系統的整體處理能力。(2)普通PC服務器性價比高,故障率也高,需要在軟件層面實現自動容錯,保證數據的一致性。(3)另外,隨著服務器的不斷加入,需要能夠在軟件層面實現自動負載均衡,使得系統的處理能力得到線性擴展。 徐州魏晉元興分布式存儲系統架構分布式存儲不僅是存儲,而是下一代互聯網。
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。軟硬件一體的分布式存儲有機會克服如上兩大缺陷。我們看到業界先進的分布式存儲產品,采用了類似于全閃存存儲的電池保護(BBU)、系統級全局垃圾回收,達到了媲美傳統生產存儲的高并發壓力下的1ms穩定時延,從而為分布式存儲進入企業生產應用提供了性能的SLA保障。
得益于合理的分布式架構,分布式存儲可預估并且彈性擴展計算、存儲容量和性能。分布式存儲的水平擴展有以下幾個特性:1)節點擴展后,舊數據會自動遷移到新節點,實現負載均衡,避點過熱的情況出現;2)水平擴展只需要將新節點和原有集群連接到同一網絡,整個過程不會對業務造成影響;3)當節點被添加到集群,集群系統的整體容量和性能也隨之線性擴展,此后新節點的資源就會被管理平臺接管,被用于分配或者回收。隨著分布式存儲的發展,存儲行業的標準化進程也不斷推進,分布式存儲優先采用行業標準接口進行存儲接入。在平臺層面,通過將異構存儲資源進行抽象化,將傳統的存儲設備級的操作封裝成面向存儲資源的操作,從而簡化異構存儲基礎架構的操作,以實現存儲資源的集中管理,并能夠自動執行創建、變更、回收等整個存儲生命周期流程,從而降低了存儲采購和管理成本。 超大規模時空數據的分布式存儲與應用。
為了保證分布式存儲系統的高可靠和高可用,數據在系統中一般存儲多個副本。當某個副本所在的存儲節點出現故障時,分布式存儲系統能夠自動將服務切換到其他的副本,從而實現自動容錯。分布式存儲系統通過復制協議將數據同步到多個存儲節點,并確保多個副本之間的數據一致性。客戶端將寫請求發送給主副本,主副本將寫請求復制到其他備副本,常見的做法是同步操作日志(CommitLog)。主副本首先將操作日志同步到備副本,備副本回放操作日志,完成后通知主副本。接著,主副本修改本機,等到所有的操作都完成后再通知客戶端寫成功。下圖中的復制協議要求主備同步成功才可以返回客戶端寫成功,這種協議稱為強同步協議。 布式存儲幫助企業打造智能化的數據治理平臺。鎮江大道云行分布式存儲系統架構
分布式存儲系統通過復制協議將數據同步到多個存儲節點,并確保多個副本之間的數據一致性。合肥大道云行分布式存儲系統架構
分布式存儲包含的種類繁多,除了傳統意義上的分布式文件系統、分布式塊存儲和分布式對象存儲外,還包括分布式數據庫和分布式緩存等,但其中架構無外乎于三種;以Ceph為代biao的架構是其典型的代biao。在該架構中與HDFS不同的地方在于該架構中沒有中心節點。客戶端是通過一個設備映射關系計算出來其寫入數據的位置,這樣客戶端可以直接與存儲節點通信,從而避免中心節點的性能瓶頸。以Ceph為代biao的架構是其典型的代biao。在該架構中與HDFS不同的地方在于該架構中沒有中心節點。客戶端是通過一個設備映射關系計算出來其寫入數據的位置,這樣客戶端可以直接與存儲節點通信,從而避免中心節點的性能瓶頸。 合肥大道云行分布式存儲系統架構
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