❶ 什麼是靈動的分布式存儲系統
什麼是分布式系統
分布式系統是由一組通過網路進行通信、為了完成共同的任務而協調工作的計算機節點組成的系統。
分布式系統的出現是為了用廉價的、普通的機器完成單個計算機無法完成的計算、存儲任務。其目的是利用更多的機器,處理更多的數據。
首先需要明確的是,只有當單個節點的處理能力無法滿足日益增長的計算、存儲任務的時候,且硬體的提升(加內存、加磁碟、使用更好的CPU)高昂到得不償失的時候,應用程序也不能進一步優化的時候,我們才需要考慮分布式系統。
因為,分布式系統要解決的問題本身就是和單機系統一樣的,而由於分布式系統多節點、通過網路通信的拓撲結構,會引入很多單機系統沒有的問題,為了解決這些問題又會引入更多的機制、協議,帶來更多的問題。
在很多文章中,主要講分布式系統分為分布式計算(computation)與分布式存儲(storage)。
計算與存儲是相輔相成的,計算需要數據,要麼來自實時數據(流數據),要麼來自存儲的數據;而計算的結果也是需要存儲的。
在操作系統中,對計算與存儲有非常詳盡的討論,分布式系統只不過將這些理論推廣到多個節點罷了。
那麼分布式系統怎麼將任務分發到這些計算機節點呢,很簡單的思想,分而治之,即分片(partition)。
對於計算,那麼就是對計算任務進行切換,每個節點算一些,最終匯總就行了,這就是MapRece的思想;對於存儲,更好理解一下,每個節點存一部分數據就行了。當數據規模變大的時候,Partition是唯一的選擇,同時也會帶來一些好處:
(1)提升性能和並發,操作被分發到不同的分片,相互獨立
(2)提升系統的可用性,即使部分分片不能用,其他分片不會受到影響
理想的情況下,有分片就行了,但事實的情況卻不大理想。原因在於,分布式系統中有大量的節點,且通過網路通信。
單個節點的故障(進程crash、斷電、磁碟損壞)是個小概率事件,但整個系統的故障率會隨節點的增加而指數級增加,網路通信也可能出現斷網、高延遲的情況。
在這種一定會出現的「異常」情況下,分布式系統還是需要繼續穩定的對外提供服務,即需要較強的容錯性。
❷ 分布式緩存是什麼
分布式緩存使用CARP(Caching Array Routing Protocol)技術,可以產生一種高效率無接縫式的緩存,使用上讓多台緩存伺服器形同一台,並且不會造成數據重復存放的情況。
同時還有層次式緩存、動態緩存和計劃緩存三種。
❸ 緩存的分布緩存
分布式緩存系統是為了解決資料庫伺服器和web伺服器之間的瓶頸。如果一個網站的流量很大,這個瓶頸將會非常明顯,每次資料庫查詢耗費的時間將會非常可觀。對於更新速度不是很快的網站,我們可以用靜態化來避免過多的資料庫查詢。對於更新速度以秒計的網站,靜態化也不會太理想,可以用緩存系統來構建。如果只是單台伺服器用作緩存,問題不會太復雜,如果有多台伺服器用作緩存,就要考慮緩存伺服器的負載均衡。
使用Memcached分布式緩存服務來達到保存用戶的會話數據,而達到各個功能模塊都能夠跨省份、跨伺服器共享本次會話中的私有數據的目的。每個省份使用一台伺服器來做為Memcached伺服器來存儲用話的會話中的數據,當然也可以多台伺服器,但必須確保每個省份的做Memcached伺服器數量必須一致,這樣才能夠保證Memcached客戶端操作的是同一份數據,保證數據的一致性。
會話數據的添加、刪除、修改
Memcached客戶端,添加、刪除和、修改會話信息數據時,不僅要添加、刪除、修改本省的Memcached伺服器數據,而且同時要對其它省份的Memcahed伺服器做同樣的操作,這樣用戶訪問其它省份的伺服器的功能模塊進也能讀取到相同的會話數據。Memcached客戶端伺服器的列表使用區域網的內網IP(如:192.168.1.179)操作本省的Memcahed伺服器,使用公網的IP((如:202.183.62.210))操作其它省份的Memcahe伺服器。
會話數據的讀取
系統所有模塊讀取會話數據的Memcached客戶端伺服器列表都設為本省Memcached伺服器地址的內網IP來向Memcahed伺服器中讀取會話數據。
同一會話的確認
使用Cookie來保持客戶與服務端的聯系。每一次會話開始就生成一個GUID作為SessionID,保存在客戶端的Cookie中,作用域是頂級域名,這樣二級、三級域名就可以共享到這個Cookie,系統中就使用這個SessionID來確認它是否是同一個會話。
會話數據的唯一ID
會話數據存儲在Memcached伺服器上的唯一鍵Key也就是會話數據數據的唯一ID定義為:SessionID_Name, SessionID就是保存在客戶端Cookie中的SessionID,Name就是會話數據的名稱,同一次會話中各個會話數據的Name必須是唯一的,否則新的會話數據將覆蓋舊的會話數據。
會話的失效時間
會話的失效通過控制Cookie的有效時間來實現,會話的時間設為SessionID或Cookie中的有效時間,且每一次訪問SessionID時都要重新設置一下Cookie的有效時間,這樣就達到的會話的有效時間就是兩次間訪問Cookie中SessionID值的的最長時間,如果兩次訪問的間隔時間超過用效時間,保存在SessionID的Cookie將會失效,並生成新的SessionID存放在Cookie中, SessionID改變啦,會話就結束啦。Memcached伺服器中會話數據的失效,每一次向Memcache伺服器中添加會話數據時,都把有效時間設為一天也就是24小時,讓Memcached服務使用它內部的機制去清除,不必在程序中特別做會話數據的刪除操作。數據在Memcache伺服器中有有效時間只是邏輯上的,就算是過了24 小時,如果分配給Memcached服務的內存還夠用的話,數據還是保存在內存當中的,只是Memcache客戶端讀取不到而已。只有到了分配給Memcached服務的內存不夠用時,它才會清理沒用或者比較舊的數據,也就是懶性清除。
❹ 什麼是分布式存儲系統
分布式存儲系統,是將數據分散存儲在多台獨立的設備上。傳統的網路存儲系統採用集中的存儲伺服器存放所有數據,存儲伺服器成為系統性能的瓶頸,也是可靠性和安全性的焦點,不能滿足大規模存儲應用的需要。分布式網路存儲系統採用可擴展的系統結構,利用多台存儲伺服器分擔存儲負荷,利用位置伺服器定位存儲信息,它不但提高了系統的可靠性、可用性和存取效率,還易於擴展。
(4)分布式緩存和內存鍵值數據存儲擴展閱讀:
分布式存儲,集中管理,在這個方案中,共有三級:
1、上級監控中心:上級監控中心通常只有一個,主要由數字矩陣、認證伺服器和VSTARClerk軟體等。
2、本地監控中心:本地監控中心可以有多個,可依據地理位置設置,或者依據行政隸屬關系設立,主要由數字矩陣、流媒體網關、iSCSI存儲設備、VSTARRecorder軟體等組成;音視頻的數據均主要保存在本地監控中心,這就是分布式存儲的概念。
3、監控前端:主要由攝像頭、網路視頻伺服器組成,其中VE4000系列的網路視頻伺服器可以帶硬碟,該硬碟主要是用於網路不暢時,暫時對音視頻數據進行保存,或者需要在前端保存一些重要數據的情況。
❺ 分布式緩存是什麼
分布式緩存主要用於在高並發環境下,減輕資料庫的壓力,提高系統的響應速度和並發吞吐。當大量的讀、寫請求湧向資料庫時,磁碟的處理速度與內存顯然不在一個量級,因此,在資料庫之前加一層緩存,能夠顯著提高系統的響應速度,並降低資料庫的壓力。作為傳統的關系型資料庫,MySQL提供完整的ACID操作,支持豐富的數據類型、強大的關聯查詢、where語句等,能夠非常客易地建立查詢索引,執行復雜的內連接、外連接、求和、排序、分組等操作,並且支持存儲過程、函數等功能,產品成熟度高,功能強大。但是,對於需要應對高並發訪問並且存儲海量數據的場景來說,出於對性能的考慮,不得不放棄很多傳統關系型資料庫原本強大的功能,犧牲了系統的易用性,並且使得系統的設計和管理變得更為復雜。這也使得在過去幾年中,流行著另一種新的存儲解決方案——NoSQL,它與傳統的關系型資料庫最大的差別在於,它不使用SQL作為查詢語言來查找數據,而採用key-value形式進行查找,提供了更高的查詢效率及吞吐,並且能夠更加方便地進行擴展,存儲海量數據,在數千個節點上進行分區,自動進行數據的復制和備份。在分布式系統中,消息作為應用間通信的一種方式,得到了十分廣泛的應用。消息可以被保存在隊列中,直到被接收者取出,由於消息發送者不需要同步等待消息接收者的響應,消息的非同步接收降低了系統集成的耦合度,提升了分布式系統協作的效率,使得系統能夠更快地響應用戶,提供更高的吞吐。
當系統處於峰值壓力時,分布式消息隊列還能夠作為緩沖,削峰填谷,緩解集群的壓力,避免整個系統被壓垮。垂直化的搜索引擎在分布式系統中是一個非常重要的角色,它既能夠滿足用戶對於全文檢索、模糊匹配的需求,解決資料庫like查詢效率低下的問題,又能夠解決分布式環境下,由於採用分庫分表,或者使用NoSQL資料庫,導致無法進行多表關聯或者進行復雜查詢的問題。
❻ 什麼是分布式緩存
分布式緩存能夠處理大量的動態數據,因此比較適合應用在Web 2.0時代中的社交網站等需要由用戶生成內容的場景。從本地緩存擴展到分布式緩存後,關注重點從CPU、內存、緩存之間的數據傳輸速度差異也擴展到了業務系統、資料庫、分布式緩存之間的數據傳輸速度差異。
常用的分布式緩存包括Redis和Memcached。
Memcached
Memcached是一個高性能的分布式內存對象緩存系統,用於動態Web應用以減輕資料庫負載。Memcached通過在內存中緩存數據和對象來減少讀取資料庫的次數,從而提高動態、資料庫驅動網站的速度。
特點:哈希方式存儲;全內存操作;簡單文本協議進行數據通信;只操作字元型數據;集群由應用進行控制,採用一致性哈希演算法。
限制性:數據保存在內存當中的,一旦機器重啟,數據會全部丟失;只能操作字元型數據,數據類型貧乏;以root許可權運行,而且Memcached本身沒有任何許可權管理和認證功能,安全性不足;能存儲的數據長度有限,最大鍵長250個字元,儲存數據不能超過1M。
Redis
Redis是一個開源的使用ANSI C語言編寫、支持網路、可基於內存亦可持久化的日誌型、Key-Value資料庫,並提供多種語言的API。
特點:
Redis支持的數據類型包括:字元串、string、hash、set、sortedset、list;Redis實現持久化的方式:定期將內存快照寫入磁碟;寫日誌;Redis支持主從同步。
限制性:單核運行,在存儲大數據的時候性能會有降低;不是全內存操作;主從復制是全量復制,對實際的系統運營造成了一定負擔。
❼ 如何實現分布式緩存技術
分布式緩存系統是為了解決資料庫伺服器和web伺服器之間的瓶頸。
如果一個網站的流量很大,這個瓶頸將會非常明顯,每次資料庫查詢耗費的時間將會非常可觀。
對於更新速度不是很快的網站,可以用靜態化來避免過多的資料庫查詢。
對於更新速度以秒計的網站,靜態化也不會太理想,可以用緩存系統來構建。
如果只是單台伺服器用作緩存,問題不會太復雜,如果有多台伺服器用作緩存,就要考慮緩存伺服器的負載均衡。
❽ 什麼是key value 存儲
key是關鍵字、value是值。
key-value分布式存儲系統查詢速度快、存放數據量大、支持高並發,非常適合通過主鍵進行查詢,但不能進行復雜的條件查詢。
Key-value資料庫是一種以鍵值對存儲數據的一種資料庫,類似Java中的map。可以將整個資料庫理解為一個大的map,每個鍵都會對應一個唯一的值
(8)分布式緩存和內存鍵值數據存儲擴展閱讀:
由於key-value的鍵值對特性,被廣泛應用鍵值對資料庫中,如redis、memchaced,查詢速度快、存放數據量大、支持高並發,非常適合通過主鍵進行查詢,但不能進行復雜的條件查詢。
key-value型內存資料庫還具有以下特性:
1、亞毫秒級延時。
2、語法簡單,易用性強。
3、支持集群方式水平擴展。
4、支持哈希、列表、集合、有序集合等復雜的數據結構。有更多的應用場景