① 什麼是分布式數據存儲
什麼是分布式存儲
分布式存儲是一種數據存儲技術,它通過網路使用企業中每台機器上的磁碟空間,這些分散的存儲資源構成了虛擬存儲設備,數據分布存儲在企業的各個角落。
分布式存儲系統,可在多個獨立設備上分發數據。傳統的網路存儲系統使用集中存儲伺服器來存儲所有數據。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,無法滿足大規模存儲應用的需求。分布式網路存儲系統採用可擴展的系統結構,使用多個存儲伺服器共享存儲負載,利用位置伺服器定位存儲信息,不僅提高了系統的可靠性,可用性和訪問效率,而且易於擴展。
② 分布式文件存儲系統通過什麼方式提高可用性和安全性
分布式存儲的六大優點
1. 高性能
一個具有高性能的分布式存戶通常能夠高效地管理讀緩存和寫緩存,並且支持自動的分級存儲。分布式存儲通過將熱點區域內數據映射到高速存儲中,來提高系統響應速度;一旦這些區域不再是熱點,那麼存儲系統會將它們移出高速存儲。而寫緩存技術則可使配合高速存儲來明顯改變整體存儲的性能,按照一定的策略,先將數據寫入高速存儲,再在適當的時間進行同步落盤。
2. 支持分級存儲
由於通過網路進行松耦合鏈接,分布式存儲允許高速存儲和低速存儲分開部署,或者任意比例混布。在不可預測的業務環境或者敏捷應用情況下,分層存儲的優勢可以發揮到最佳。解決了目前緩存分層存儲最大的問題是當性能池讀不命中後,從冷池提取數據的粒度太大,導致延遲高,從而給造成整體的性能的抖動的問題。
3. 多副本的一致性
與傳統的存儲架構使用RAID模式來保證數據的可靠性不同,分布式存儲採用了多副本備份機制。在存儲數據之前,分布式存儲對數據進行了分片,分片後的數據按照一定的規則保存在集群節點上。為了保證多個數據副本之間的一致性,分布式存儲通常採用的是一個副本寫入,多個副本讀取的強一致性技術,使用鏡像、條帶、分布式校驗等方式滿足租戶對於可靠性不同的需求。在讀取數據失敗的時候,系統可以通過從其他副本讀取數據,重新寫入該副本進行恢復,從而保證副本的總數固定;當數據長時間處於不一致狀態時,系統會自動數據重建恢復,同時租戶可設定數據恢復的帶寬規則,最小化對業務的影響。
4. 容災與備份
在分布式存儲的容災中,一個重要的手段就是多時間點快照技術,使得用戶生產系統能夠實現一定時間間隔下的各版本數據的保存。特別值得一提的是,多時間點快照技術支持同時提取多個時間點樣本同時恢復,這對於很多邏輯錯誤的災難定位十分有用,如果用戶有多台伺服器或虛擬機可以用作系統恢復,通過比照和分析,可以快速找到哪個時間點才是需要回復的時間點,降低了故障定位的難度,縮短了定位時間。這個功能還非常有利於進行故障重現,從而進行分析和研究,避免災難在未來再次發生。多副本技術,數據條帶化放置,多時間點快照和周期增量復制等技術為分布式存儲的高可靠性提供了保障。
5. 彈性擴展
得益於合理的分布式架構,分布式存儲可預估並且彈性擴展計算、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) 節點擴展後,舊數據會自動遷移到新節點,實現負載均衡,避免單點過熱的情況出現;
2) 水平擴展只需要將新節點和原有集群連接到同一網路,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,此後新節點的資源就會被管理平台接管,被用於分配或者回收。
6. 存儲系統標准化
隨著分布式存儲的發展,存儲行業的標准化進程也不斷推進,分布式存儲優先採用行業標准介面(SMI-S或OpenStack Cinder)進行存儲接入。在平台層面,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,並能夠自動執行創建、變更、回收等整個存儲生命周期流程。基於異構存儲整合的功能,用戶可以實現跨不同品牌、介質地實現容災,如用中低端陣列為高端陣列容災,用不同磁碟陣列為快閃記憶體陣列容災等等,從側面降低了存儲采購和管理成本。
③ 分布式基礎-存儲引擎
題目和文章內容有點不太符合,這里存儲引擎是指單機存儲引擎。對於分布式存儲系統來說,存儲引擎是必須的。存儲引擎決定了數據在內存和磁碟中具體如何存儲的,如何方便地拿出來的問題。可以說直接決定了存儲系統的性能和可以干什麼,不可以干什麼的問題;本文參考《數據密集型應用系統的設計》 和《大規模分布式存儲系統原理解析和架構實戰》。
存儲系統的功能做機制的簡化就是存儲和查詢,如果從一般功能出發就是基礎的增刪改查。從最簡單的開始想起,最簡單的存儲系統,無非就是把數據直接寫入到文件中(可以按照K,V一行方式存儲),需要的時候就順序讀取文件,找到可以需要查詢的行。這在少量的數據的時候並沒有問題,但是如果是大批量數據,幾百MB或者幾GB,甚至TB,PB的時候,順序讀取大量文件那速度慢的嚇人。
順序讀取文件做遍歷查找,速度很慢,我們第一想到的思路是建索引,索引最常用的就是哈希表了,如果我們對文件中的數據建個索引,Key 保存著我們下次要查詢的值,Value對應這哪個文件的哪個位置。在內存中保存這個索引,下次查詢的時候,我們通過哈希錶快速定位到文件和位置,就可以迅速取到需要的值了。Bitcask折中日誌型小型文件系統就採用這種存儲方法,它可以提供高性能的讀寫,只需要經過一次磁碟的定址就可以獲取到所需要的數據。
作為日誌型的存儲系統,Bitcask的刪除和修改是通過順序記錄到文件中,並不是對原來的文件進行修改,這減少了隨機磁碟的讀寫操作。數據寫入到文件中,如果一直寫,顯然文件越來越大,不便於操作,所以限制文件的大小,當大小達到一定規模後,重新寫入一個文件。 對於更新和刪除的數據,如果不處理,會產生大量的垃圾數據,佔用了空間,所以後台會定時進行文件合並,合並的時候刪除標記刪除的具體數據。
Bitcask
哈希存儲引擎的數據分為兩份,一份是內存中的數據,一個是磁碟的文件,系統崩潰後,磁碟中的哈希表就沒有了。如果恢復的時候通過讀取文件的方式也是可以重建的,但是如果文件很多,很大,恢復的時間就會很長,Bitcask對每個段的文件的哈希錶快照存儲在文件中,下次恢復的時候可以快速恢復。
Bitcask只有一個寫入線程追加,可以採用多個讀取的線程並發讀取,性能上還是很不錯。
哈希存儲引擎 因為採用哈希表,查找的性能不錯,但是同樣因為採用哈希存儲引擎,會導致范圍查詢,只能通過遍歷的方式去查詢數據,范圍查詢慢。
剛才結構也說了,索引必須可以保存在內存中,才可以性能夠好,但是如果數據量超大,內存中無法保存,保存到磁碟中,會產生大量的隨機訪問。另外哈希還存在著哈希沖突的問題。
剛才的哈希存儲引擎的兩個缺點,一是范圍查詢性能很差,我們要做范圍查詢,最好數據是有序的,有序的就可以不用遍歷全部數據去做范圍查詢了。所以我們內存的數據不就不適合哈希索引,我們可以考慮改造成一個支持排序的數據結構。 另外剛才的哈希存儲引擎,數據是按照順序寫入到數據文件中的,如果同一個key的多次更新,只保留最後一個數據的時候,是不是挺麻煩。
我們可以將文件中和內存中的數據都排序,這種格式稱為排序字元串,在Level DB中叫SSTable。文件中的K-V結構排序後,好處是我們在做多文件合並的時候,可以按照多路歸並的演算法,快速排序,用多個指針依次比較和後移就可以辦到。多個文件含有同一個值的時候,我們可以保留最新的欄位值。
內存中的數據排序後,我們不一定對所有的數據的key都保存,可以只保存部分,根據key的排序特性,也可以很容易找到要找的值。 由於要對內存中的數據排隊,而且數據要經常插入和刪除,所以紅黑樹和AVL樹是比較適合這種場合。對於存儲在磁碟上的文件,也是有序的,用普通的AVL樹或紅黑樹,保存到磁碟上後,數據多的話,樹的層次會很高,這樣通過多個指針需要多次隨機讀取,所以一般採用專門為大數據存儲磁碟而設計的B+樹,B+樹的每個節點的分叉很多,一個節點可能有上千個分支。這樣很少的層次就可以支持大量的數據了。
這種引擎如何寫入數據:
如何讀取數據:
這個存儲引擎就是LSM 存儲引擎的本質了,Level DB 就是採用這個存儲引擎的。
類似的存儲引擎還用於HBASE,以前還記得學習HBase的時候minor compaction(少量的HFile合適小文件合並,為提升性能同時減少IO壓力)和major compaction(一個Node節點的所有文件合並),還比較迷茫。 從上圖的Level DB存儲引擎圖可以看出,數據處理過程:
說明清單文件保存的是元數據信息,記錄了每個SSTable文件所屬的Level,文件中的key的最大值和最小值。同時由於SSTable文件經常變動的,所以增加個當前文件指向當前的清單文件這樣操作起來就不用加鎖了。
相對於以上兩種引擎,B樹存儲引擎應用的最廣泛,在關系型資料庫中運用的很多。B樹存儲引擎不光支持隨機查詢,還很好地支持范圍查詢。像SSTable一樣,B樹引擎同樣保持了對key的排序。在文件存儲上,還是有很大的差異。LSM存儲引擎的段文件大小不一,是順序寫入到磁碟的。B-Tree不像LSM樹那樣有內存表和SSTable,而只有一個B樹,當然一些頂層塊常在內存中。
B樹是按照塊存儲資料庫的數據的,它一般是一個多叉樹,比如InnoDB引擎採用B+樹存儲,每個節點大概有1200個子分支。B樹分為葉子節點和非葉子節點,葉子節點存儲的是key和具體的數據,而非葉子節點存的是key和磁碟地址。
B樹存儲結構
以B+樹為例說明查詢和插入的基本流程
讀取一個節點,如果對應的節點所在的數據頁不在內存中,需要按照下面的過程從磁碟中讀取,然後緩存在內存中。
插入和更新按照InnoDB引擎為例的話,還是比較復雜。
實際中還涉及到bin log日誌。可以看到實際工程中,B-樹引擎還是通過redo log這種WAL日誌,用順序磁碟讀寫替換了隨機讀寫;change buffer 減少了隨機讀數據的過程,可以合並多條修改記錄,一次性寫,增加了性能。
B樹和LSM樹相比有以下特點: B-樹引擎特點:
④ 什麼是分布式數據存儲
什麼是分布式存儲
這個詞彙是源於國外,簡稱是DSS,簡單來說,就是存儲設備分布在不同的地理位置,數據就近存儲,將數據分散在多個存儲節點上,各個節點通過網路相連,對這些節點的資源進行統一的管理,從而大大緩解帶寬壓力,同時也解決了傳統的本地文件系統在文件大小、文件數量等方面的限制。
為什麼分布式存儲這么重要
分布式存儲的誕生有著很強的優越性,主要體現在靈活性、速度、成本等方面。
靈活性方面:分布式存儲系統使用強大的標准伺服器(在CPU,RAM以及網路連接/介面中),它不再需要專門的盒子來處理存儲功能。而且允許標准伺服器運行存儲,這是一項重大突破,這意味著簡化IT堆棧並為數據中心創建單個構建塊。通過添加更多伺服器進行擴展,從而線性地增加容量和性能。
速度方面:如果你研究一個專門的存儲陣列,你會發現它本質上是一個伺服器,但是他只能用於存儲,為了擁有快速存儲系統,你要花費的成本非常高。即使在今天大多數系統中,當你為存儲系統進行擴展時,也不會提高整個系統的性能,因為所有流量都必須通過「頭節點」或主伺服器(充當管理節點)。但是在分布式存儲系統中,任何伺服器都有CPU,RAM,驅動器和網路介面,它們都表現為一個組。因此,每次添加伺服器時,都會增加總資源池,從而提高整個系統的速度。
成本方面:分布式存儲組織將最大限度地降低基礎設施成本高達90%!沒錯,是90%,因為驅動器和網路所花費的成本非常低,極大的提高了伺服器的使用效率,同時,數據中心所花費的電力、空調費、所佔空間等費用也減少了,管理起來更加方面,所需要的人也更少。這也是為什麼如今各大公司都在部署分布式存儲。
⑤ 如何實現高性能分布式文件存儲
其實分布式文件存儲,最復雜的就是元數據的保存和處理,而我使用的XGFS文件存儲軟體只需要三個全快閃記憶體元數據高可用節點,就可以高效保存和處理 100 億文件規模的數據,可以靈活擴展,滿足公司不斷增長的業務對性能和容量的需求,XSKY星辰天合這款產品還是很有性價比的。
⑥ 分布式儲能技術優勢是什麼
分布式存儲,無疑是雲計算時代最受關注的一門技術。
到底什麼是分布式存儲?
簡單來說,人多力量大,利用多個存儲伺服器構建存儲池,滿足互聯網時代越來越多的存儲需求。
互聯網行業的發展,數據成指數級增長,人們對存儲的需求越來越大,採用集中式的存儲成為數據中心系統的瓶頸,不能滿足大規模存儲應用的需要。
受益於伺服器技術的發展和成熟,與標准伺服器的分布式存儲開始出現,分布式存儲開始被廣泛的應用起來。
分布式存儲就是將數據分散存儲到多個存儲伺服器上,並將這些分散的存儲資源構成一個虛擬的存儲設備,實際上數據分散的存儲在企業的各個角落。分布式存儲的好處是提高了系統的可靠性、可用性和存取效率,還易於擴展。
1、易於擴展
得益於合理的分布式架構,分布式存儲可預估並且彈性擴展計算、存儲容量和性能。
2、高性能
一個具有高性能的分布式存儲通常能夠高效地管理讀緩存和寫緩存,並且支持自動的分級存儲。
3、支持分級存儲
由於通過網路進行松耦合鏈接,分布式存儲允許高速存儲和低速存儲分開部署,或者任意比例混布。
4、多副本一致性
與傳統的存儲架構使用RAID模式來保證數據的可靠性不同,分布式存儲採用了多副本備份機制,最小化對業務的影響。
5、存儲系統標准化
隨著分布式存儲的發展,存儲行業的標准化進程也不斷推進,分布式存儲優先採用行業標准介面(SMI-S或OpenStackCinder)進行存儲接入,用戶可以實現跨不同品牌、介質地實現容災,從側面降低了存儲采購和管理成本。
▉最後總結
分布式存儲是一個大的概念,其包含的種類繁多,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,還包括分布式資料庫和分布式緩存等。
⑦ 分布式是什麼
分布式存儲是一種數據存儲技術,通過網路使用企業中的每台機器上的磁碟空間,並將這些分散的存儲資源構成一個虛擬的存儲設備,數據分散的存儲在企業的各個角落。
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。
⑧ 中國分布式存儲十大排行榜
時空雲,星際無限,天茹,先河等在分布式存儲行業內都屬於老牌公司了,在業內也相對擁有一定的名氣與粉絲,IPFS星際無限是國內頂尖的區塊鏈科技公司,致力於IPFS的生態建設讓每一個分布式存儲的愛好者都能了解IPFS!目前已經為30+家大型礦商提供獨家技術,同時也做到了在IPFS前20排名里占據了8個節點的好成績!
⑨ 分布式架構和分布式系統存儲研發的區別是什麼
分布式架構是軟體系統
分布式系統存儲是基於存儲、伺服器、資料庫技術、容災熱備等技術的系統集成。
hps+ssan多節點+ibm6000伺服器+Oraclerac是一套基於全快閃記憶體融合擴容hds的分布式存儲系統。
在這個上面允許的xx雲軟體,是一個基於分布式架構的軟體系統
人才少,需求量大是什麼意思?
我基本上除了阿里王博士,和阿里超融合一體機的相關負責人,還沒有見過聽說過能一個人把整套分布式系統存儲技術搞定的
所以你說的人才少是合理的
需求量大就存疑了.......
人家大廠研發好了,一般技術人員去實施運維就好了啊
以聯想為例,他的超融合一體機研發,需求量大么...
哦,博士確實挺缺的....
分布式架構是軟體系統
分布式系統存儲是基於存儲、伺服器、資料庫技術、容災熱備等技術的系統集成
數字經濟時代,各個企業、個人都在生產數據,利用數據,數據也在 社會 中不斷流動、循環,為這個時代創造著價值與機遇。盡管數據如此珍貴,但我們仍然會聽到在集中式存儲場景中,由於網路攻擊、火災、地震而造成數據故障、丟失等問題。
為了防止數據出現故障、數據丟失、伺服器出錯、數據無法恢復等情況,越來越多企業開始把集中存儲轉變為分布式存儲。分布式存儲,類似於「把雞蛋放到不同的籃子里」,簡單來說就是把一張照片或文件切碎並放在不同的存儲伺服器上,任何人都可以成為節點,任何人都可以成為中心,因此,無論數據中心發生數據丟失,數據存儲都可以實現永久存儲,只要存在存儲伺服器,就能恢復數據。
其實,分布式存儲已經不是什麼新鮮事物,而是經歷了多年的積累和發展,用戶對支撐的伺服器需求也越來越明確:相比傳統伺服器,分布式存儲需要更大存儲容量,兼具性能的同時,還要更靈活的存儲能力,專門的存儲伺服器應運而生。
存儲伺服器是隨著互聯網分布式存儲架構迅速崛起而出現的一個伺服器品類,隨著大數據、視頻、圖片搜索等互聯網創新應用的發展,適用於不同場景的存儲伺服器種類也越來越多。當前,不僅互聯網運營商在大規模采購存儲伺服器,傳統的企業和政府也在批量部署,用於視頻、文件歸檔、郵件以及大數據分析等應用。
浪潮信息一直是存儲伺服器的主要供應商,今年4月浪潮信息發布了全新的M6系列伺服器,其中就包含存儲伺服器子系列,包含2U24盤、4U46盤、4U60盤、4U106盤等一系列產品,覆蓋冷存儲、溫存儲以及視頻分析等不同用戶不同類型的應用場景。其中,NF5466M6就是一款4U46盤,兼顧高存儲容量、強大計算性能和極致IO擴展能力的雙路存儲優化伺服器,是分布式存儲架構的不二之選。