从技术的角度,分布式存储的发力点在大规模的扩展性,基于此逐步优化性能、可靠性,让海量数据存得下、用得起;集中式存储的技术方向在于保持稳定性的基础上,利用更快的介质、更低时延的网络为核xin业务提供加速,让业务更稳、效率更高。因此,从技术方向上来看,二者也是各有侧重的。云和分布式存储一样,这些年正在大行其道、炙手可热。CloudFirst、AllinCloud、CloudNative等概念风靡业界,CIO见面不提云貌似都不好意思打招呼。早期人们也习惯把分布式存储叫做“云存储”,那么分布式存储和云是什么关系?笔者认为,分布式存储是一种技术架构,而云是一种商业模式。分布式存储可以被用作各种云的数据底座,也可以单独成为数据底座,是配合的关系,而非替换和包含关系。 分布式存储系统,分布式存储架构及原理。大数据分布式存储系统架构
分布式存储在大数据环境下,元数据的体量也非常大,元数据的存取性能是整个分布式文件系统性能的关键。常见的元数据管理可以分为集中式和分布式元数据管理架构。集中式元数据管理架构采用单一的元数据服务器,实现简单.但是存在单点故障等问题。分布式元数据管理架构则将元数据分散在多个结点上.进而解决了元数据服务器的性能瓶颈等问题.并提高了元数据管理架构的可扩展性,但实现较为复杂,并引入了元数据一致性的问题。另外,还有一种无元数据服务器的分布式架构,通过在线算法组织数据,不需要专yong的元数据服务器。但是该架构对数据一致性的保障很困难.实现较为复杂。文件目录遍历操作效率低下,并且缺乏文件系统全局监控管理功能。 大数据分布式存储系统架构超大规模时空数据的分布式存储与应用。
分布式存储采用分布式的系统结构,将数据以切片式或粉碎式分散在多个du立存储服务器。它不但提高了系统的可靠性、可用性和存取效率,还易于扩展,将通用硬件引入的不稳定因素降到比较低。优点如下:1、高性能。2、支持分级存储。3、多副本的一致性。4、容灾与备份。5、弹性扩展。6、存储系统标准化。随着分布式存储的发展,存储行业的标准化进程也不断推进,分布式存储优先采用行业标准接口进行存储接入。在平台层面,通过将异构存储资源进行抽象化,将传统的存储设备级的操作封装成面向存储资源的操作,从而简化异构存储基础架构的操作,以实现存储资源的集中管理,并能够自动执行创建、变更、回收等整个存储生命周期流程,从而降低了存储采购和管理成本。
实际上分布式存储,高性能与高可用是矛盾的,比如要设计一个分布式存储系统,出于对性能的考虑,记录数据时先写一个份数据到某个机器上并立即返回,然后异步发起多个数据备份过程(副本)。这种设计的性能比较好,但存在“容错性”的风险,即写完数据后,目标机器立即发生故障,会导致数据丢失!如果同时写多个副本,每个副本写成功以后再返回,则又导致性能下降,因为这个过程取决于慢的那台机器的性能。这就是高性能与高可用之间的矛盾。而要真正从根本上克服这些矛盾,解决分布式存储的高性能和高可用问题,更有效的是对于分布式文件系统和分布式存储系统架构进行优化和改进,从而从源头解决这些问题。 可以从两方面来理解分布式存储:用户侧和实现侧。
得益于合理的分布式架构,分布式存储可预估并且弹性扩展计算、存储容量和性能。分布式存储的水平扩展有以下几个特性:1)节点扩展后,旧数据会自动迁移到新节点,实现负载均衡,避点过热的情况出现;2)水平扩展只需要将新节点和原有集群连接到同一网络,整个过程不会对业务造成影响;3)当节点被添加到集群,集群系统的整体容量和性能也随之线性扩展,此后新节点的资源就会被管理平台接管,被用于分配或者回收。随着分布式存储的发展,存储行业的标准化进程也不断推进,分布式存储优先采用行业标准接口进行存储接入。在平台层面,通过将异构存储资源进行抽象化,将传统的存储设备级的操作封装成面向存储资源的操作,从而简化异构存储基础架构的操作,以实现存储资源的集中管理,并能够自动执行创建、变更、回收等整个存储生命周期流程,从而降低了存储采购和管理成本。 分布式存储还能够容忍服务器故障,存储系统依然稳定可用,可靠性更优。安徽魏晋元兴分布式存储数据库
难言之隐,分布式存储软硬件解耦究竟难在哪里?大数据分布式存储系统架构
为了保证分布式存储系统的高可靠和高可用,数据在系统中一般存储多个副本。当某个副本所在的存储节点出现故障时,分布式存储系统能够自动将服务切换到其他的副本,从而实现自动容错。分布式存储系统通过复制协议将数据同步到多个存储节点,并确保多个副本之间的数据一致性。客户端将写请求发送给主副本,主副本将写请求复制到其他备副本,常见的做法是同步操作日志(CommitLog)。主副本首先将操作日志同步到备副本,备副本回放操作日志,完成后通知主副本。接着,主副本修改本机,等到所有的操作都完成后再通知客户端写成功。下图中的复制协议要求主备同步成功才可以返回客户端写成功,这种协议称为强同步协议。 大数据分布式存储系统架构
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