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无锡大数据分布式存储架构实战

发布时间: 2022-12-29 15:22:05

‘壹’ 《大规模分布式存储系统原理解析与架构实战》epub下载在线阅读,求百度网盘云资源

《大规模分布式存储系统》(杨传辉)电子书网盘下载免费在线阅读

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书名:大规模分布式存储系统

作者:杨传辉

豆瓣评分:7.8

出版社:机械工业出版社

出版年份:2013-9-1

页数:293

内容简介:

《大规模分布式存储系统:原理解析与架构实战》是分布式系统领域的经典着作,由阿里巴巴高级技术专家“阿里日照”(OceanBase核心开发人员)撰写,阳振坤、章文嵩、杨卫华、汪源、余锋(褚霸)、赖春波等来自阿里、新浪、网易和网络的资深技术专家联袂推荐。理论方面,不仅讲解了大规模分布式存储系统的核心技术和基本原理,而且对谷歌、亚马逊、微软和阿里巴巴等国际型大互联网公司的大规模分布式存储系统进行了分析;实战方面,首先通过对阿里巴巴的分布式数据库OceanBase的实现细节的深入剖析完整地展示了大规模分布式存储系统的架构与设计过程,然后讲解了大规模分布式存储技术在云计算和大数据领域的实践与应用。

《大规模分布式存储系统:原理解析与架构实战》内容分为四个部分:基础篇——分布式存储系统的基础知识,包含单机存储系统的知识,如数据模型、事务与并发控制、故障恢复、存储引擎、压缩/解压缩等;分布式系统的数据分布、复制、一致性、容错、可扩展性等。范型篇——介绍谷歌、亚马逊、微软、阿里巴巴等着名互联网公司的大规模分布式存储系统架构,涉及分布式文件系统、分布式键值系统、分布式表格系统以及分布式数据库技术等。实践篇——以阿里巴巴的分布式数据库OceanBase为例,详细介绍分布式数据库内部实现,以及实践过程中的经验。专题篇——介绍分布式系统的主要应用:云存储和大数据,这些是近年来的热门领域,本书介绍了云存储平台、技术与安全,以及大数据的概念、流式计算、实时分析等。

作者简介:

杨传辉,阿里巴巴高级技术专家,花名日照,OceanBase核心开发人员,对分布式系统的理论和工程实践有深刻理解。曾在网络作为核心成员参与类MapRece系统、类Bigtable系统和网络分布式消息队列等底层基础设施架构工作。热衷于分布式存储和计算系统设计,乐于分享,有技术博客NosqlNotes。

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《大规模分布式系统架构与设计实战(含光盘)》(彭渊)电子书网盘下载免费在线阅读

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书名:大规模分布式系统架构与设计实战(含光盘)

作者:彭渊

豆瓣评分:4.8

出版社:机械工业出版社

出版年份:2014-3

页数:231

内容简介:

【编辑推荐】

 绝技源于江湖、将军发于卒伍,本书包含作者从程序员到首席架构师十多年职业生涯所积累的实战经验。

 这不是一本讲怎么使用Hadoop的书,而是一本讲实现Hadoop功能的书,本书系统讲解构建大规模分布式系统的核心技术和实现方法,包含开源的代码,手把手教你掌握分布式技术

【内容简介】

本书从作者的实战经验出发,深入浅出地讲解了如何建立一个Hadoop那样的分布式系统,实现对多台计算机CPU、内存、硬盘的统一利用,从而获取强大计算能力去解决复杂问题。一般互联网企业的分布式存储计算系统都是个大平台,系统复杂、代码庞大,而且只适合公司的业务,工程师很难下载安装到自己的电脑里学习和吃透。本书对分布式核心技术进行了大量归纳和总结,并从中抽取出一套简化的框架和编程API进行讲解,方便工程师了解分布式系统的主要技术实现。这不是一本空谈概念、四处摘抄的书,这本书包含了大量精炼示例,手把手教你掌握分布式核心技术。

本书主要内容

 分布式并行计算的基本原理解剖;

 分布式协调的实现,包括如何实现公共配置管理,如何实现分布式锁,如何实现集群管理等;

 分布式缓存的实现,包括如何提供完整的分布式缓存来利用多机内存能力;

 消息队列的实现,包括如何实现发送和接收模式;

 分布式文件系统的实现,包括如何像操作本地文件一样操作远程文件,并利用多机硬盘存储能力;

 分布式作业调度平台的实现,包括资源隔离、资源调度等。

【参考阅读】

978-7-111-43052-0 大规模分布式存储系统:原理解析与架构实战

978-7-111-40392-0 分布式系统:概念与设计(原书第5版)

978-7-111-45244-7 Hadoop应用开发技术详解

978-7-111-41766-8 Hadoop技术内幕:深入解析Hadoop Common和HDFS架构设计与实现原理

978-7-111-42226-6 Hadoop技术内幕:深入解析MapRece架构设计与实现原理

978-7-111-44534-0 Hadoop技术内幕:深入解析YARN架构设计与实现原理

978-7-111-43514-3 网站数据分析:数据驱动的网站管理、优化和运营

978-7-111-42591-5 数据挖掘:实用案例分析

作者简介:

彭渊资深架构师,现任华为企业中间件首席架构师,主要负责中间件和大数据。前淘宝高级专家(花名:千峰),先后在淘宝交易、淘宝中间件、集团核心系统、阿里金融等部门工作。曾任金蝶总体架构部SOA架构师,负责设计ESB。曾艰苦创业,编写和销售财务软件。在Java技术领域从业十多年,撰写过多款开源软件,其中,淘宝分布式技术框架Fourinone为其代表作。他拥有软件着作权的代表作有:BS系列软件(包括财务进销存、OA产品、CRM等)、FMS视频会议、Flash网站生成软件(华军可下载),所有软件作品均贡献99%代码。

‘叁’ 如何快速的学会大数据分析实战案例深入解析

1、大数据前沿知识及hadoop入门
2、hadoop部署进阶
3、大数据导入与存储
4、Hbase理论与实战
5、Spaer配置及使用场景
6、spark大数据分析原理
7、hadoop+spark大数据分析
1.第一阶段:大数据前沿知识及hadoop入门,大数据前言知识的介绍,课程的介绍,Linux和unbuntu系统基础,hadoop的单机和伪分布模式的安装配置。
2.第二阶段:hadoop部署进阶。Hadoop集群模式搭建,hadoop分布式文件系统HDFS深入剖析。使用HDFS提供的api进行HDFS文件操作。Maprece概念及思想。
3.第三阶段:大数据导入与存储。mysql数据库基础知识,hive的基本语法。hive的架构及设计原理。hive部署安装与案例。sqoop安装及使用。sqoop组件导入到hive。
4.第四阶段:Hbase理论与实战。Hbase简介。安装与配置。hbase的数据存储。项目实战。
5.第五阶段:Spaer配置及使用场景。scala基本语法。spark介绍及发展历史,sparkstantalone模式部署。sparkRDD详解。
6.第六阶段:spark大数据分析原理。spark内核,基本定义,spark任务调度。sparkstreaming实时流计算。sparkmllib机器学习。sparksql查询。
7.第七阶段:hadoop+spark大数据分析。实战案例深入解析。hadoop+spark的大数据分析之分类。logistic回归与主题推荐。

‘肆’ 大数据的分布式数据库技术的对比

大数据技术的实现离不开很多其他的技术,我们提到最多的就是Hadoop技术,其实就目前而言,Hadoop技术看似是自成一套体系,其实并不是这样的,Hadoop和Spark以及分布式数据库其实也是存在差异的,我们就在这篇文章中给大家介绍一下这些内容。
首先我们说一说大数据分析,现在的大数据分析体系以Hadoop生态为主,而近年来逐渐火热的Spark技术也是主要的生态之一。可以这么说,Hadoop技术只能算是以HDFS+YARN作为基础的分布式文件系统,而不是数据库。我们提到的Hadoop的历史可以向前追溯10年,当年谷歌为了在几万台PC服务器上构建超大数据集合并提供极高性能的并发访问能力,从而发明了一种新的技术,而这个技术,也是Hadoop诞生的理论基础。如果我们从Hadoop的诞生背景可以看出,其主要解决的问题是超大规模集群下如何对非结构化数据进行批处理计算。实际上,在Hadoop架构中,一个分布式任务可以是类似传统结构化数据的关联、排序、聚集操作,也可以是针对非结构化数据的用户自定义程序逻辑。
那么Hadoop的发展道路是什么样的呢。最开始的Hadoop以Big、Hive和MapRece三种开发接口为代表,分别适用于脚本批处理、SQL批处理以及用户自定义逻辑类型的应用。而Spark的发展更是如此,最开始的SparkRDD几乎完全没有SQL能力,还是套用了Hive发展出的Shark才能对SQL有了一部分的支持。但是,随着企业用户对Hadoop的使用越发广泛,SQL已经渐渐成为大数据平台在传统行业的主要访问方式之一。
下面我们就说一说分布式数据库,分布式数据库有着悠久的历史,从以Oracle RAC为代表的联机交易型分布式数据库,到IBM DB2 DPF统计分析性分布式数据库,分布式数据库覆盖了OLTP与OLAP几乎全部的数据应用场景。而大部分分布式数据库功能集中在结构化计算与在线增删改查上。但是,这些传统的分布式数据库以数仓及分析类OLAP系统为主,其局限性在于,其底层的关系型数据库存储结构在效率上并不能满足大量高并发的数据查询以及大数据数据加工和分析的效率要求。因此,分布式数据库在近几年也有着极大的转型,从单一的数据模型向多模的数据模型转移,将OLTP、联机高并发查询以及支持大数据加工和分析结合起来,不再单独以OLAP作为设计目标。同时,分布式数据库在访问模式上也出现了K/V、文档、宽表、图等分支,支持除了SQL查询语言之外的其他访问模式,大大丰富了传统分布式数据库单一的用途。一般来说,多模数据库的主要目的是为了满足具有高性能要求的操作型需求以及目标明确的数据仓库功能,而不是类似大数据深度学习等数据挖掘场景。这就是分布式数据库的实际情况。
我们在这篇文章中给大家介绍了大数据分析以及分布式数据库的相关知识,通过这些内容相信大家已经理解了其中的具体区别了吧,如果这篇文章能够帮助到大家这就是我们最大的心愿。

‘伍’ 大数据下的地质资料信息存储架构设计

颉贵琴 胡晓琴

(甘肃省国土资源信息中心)

摘要 为推进我国地质资料信息服务集群化产业化工作,更大更好地发挥地质资料信息的价值,本文针对我国现有的地质资料信息集群化共享服务平台存在的缺陷和问题,基于现有系统的存储架构,设计了一种大数据下的地质资料信息存储架构,以便于我国地质资料信息服务集群化产业化工作能够适应大数据时代的数据存储。

关键词 大数据 地质资料 存储 NoSQL 双数据库

0 引言

新中国成立60多年来,我国形成了海量的地质资料信息,为国民经济和社会发展提供了重要支撑。但在地质资料管理方面长期存在资料信息分散、综合研究不够、数字化信息化程度不高、服务渠道不畅、服务能力不强等问题,使地质资料信息的巨大潜在价值未能得到充分发挥。为进一步提高地质工作服务国民经济和社会发展的能力,充分发挥地质资料信息的服务功能,扩大服务领域,国土资源部根据国内外地质工作的先进经验,做出了全面推进地质资料信息服务集群化产业化工作的部署。

目前,全国各省地质资料馆都在有条不紊地对本省成果、原始和实物地质资料进行清理,并对其中重要地质资料进行数字化和存储工作。然而,由于我国地质资源丰富,经过几十年的积累,已经形成了海量的地质资料,数据量早已经超过了几百太字节(TB)。在进行地质资料信息服务集群化工作中,随着共享数据量的不断增大,传统的数据存储方式和管理系统必然会展现出存储和检索方面的不足以及系统管理方面的缺陷。为了解决该问题,需要设计更加先进的数据存储架构来实现海量地质资料的存储。

而大数据(Big Data)作为近年来在云计算领域中出现的一种新型数据,科技工作者在不断的研究中,设计了适合大数据存储管理的非关系型数据库NoSQL进行大数据的存储和管理。本文将针对我国现有的地质资料信息集群化共享服务平台存在的缺陷和问题,利用大数据存储管理模式的思想,提出一种海量地质资料存储架构,改进现有系统存储架构,以便于我国全面推进地质资料信息服务集群化产业化工作。

1 工作现状

1.1 国内外地质资料信息的存储现状

在美国,主要有两大地质资料公共服务平台,分别是地球科学信息中心(ESIC)、地球资源观测和科学中心(EROS),其目的是通过为社会和政府提供更加便利、快速的地质信息服务。20世纪90年代初,澳大利亚出台了国家地球科学填图协议,采用先进的科学方法和技术进行数据存储,从而形成了第二代澳大利亚陆地地质图。

目前,我国地质资料信息服务集群化产业化工作刚刚起步,虽然国土资源部信息中心已经开发了地质资料信息集群化共享服务平台,并倡导各地方用户使用该系统。但由于各个地方早期的工作背景不一致,因此各地方所使用的存储系统也不尽相同,主要有Access、SQL Server、Oracle、MySQL等系统。本文以国土资源部信息中心开发的地质资料信息集群化共享服务平台的存储系统MySQL为例说明。该系统是基于关系数据库管理系统MySQL的一套分布式存储检索系统。该系统的部署使得我国地质资料信息服务集群化产业化工作取得了重大进展,同时也为我国建立标准统一的地质资料信息共享服务平台和互联互通的网络服务体系奠定了坚实的基础。然而,该系统的研发并没有考虑到地质资料信息进一步集群化以及在未来地质资料信息进入大数据时代的信息共享和存储管理问题,也没有给出明确的解决方案。

1.2 大数据的存储架构介绍

大数据是近年在云计算领域中出现的一种新型数据,具有数据量大、数据结构不固定、类型多样、查询分析复杂等特点。传统关系型数据库管理系统在数据存储规模、检索效率等方面已不再适合大数据存储。NoSQL(Not Only SQL)是与关系数据库相对的一类数据库的总称。这些数据库放弃了对关系数据库的支持,转而采用灵活的、分布式的数据存储方式管理数据,从而可以满足大数据存储和处理的需求。NoSQL基于非关系型数据存储的设计理念,以键值对进行存储,采用的数据字的结构不固定,每一个元组可以有不一样的字段,且每个元组可以根据自己的需要增加一些自己的键值对,可以减少一些检索时间和存储空间。目前,应用广泛的 NoSQL 数据库有 Google BigTable、HBase、MongoDB、Neo4 j、Infinite Graph等。

2 大数据下的地质资料信息存储架构设计

根据国土资源部做出的全面推进地质资料信息服务集群化产业化工作的部署,国土资源部倡导全国地质资料馆使用国土资源部信息中心开发的地质资料信息集群化共享服务平台,实现地质资料信息的存储和共享。该系统采用了数据库管理系统MySQL作为数据存储系统。

为了与现有系统和现有的工作进行对接,并为将来地质资料进入大数据时代后的存储工作做准备,本文设计了一种能用于海量地质资料信息存储并且兼容MySQL的分布式的数据存储架构(图1)。

整个系统可以根据不同的用户等级分为不同的用户管理层,由于图幅限制,在图1 中仅仅展示了3级:国家级管理层(即共享服务平台用户层)、省级管理层以及市级管理层(可根据实际需要延伸至县级)。

每级管理层的每个用户可以单独管理一个服务器。如国土资源部信息中心可以单独管理一个服务器;甘肃省国土资源信息中心可以单独管理一个服务器,陕西省国土资源信息中心可以单独管理一个服务器;甘肃的若干个市级国土资源局可以根据需要分别管理各自的服务器。

在服务器上分别安装两套数据库管理系统,一套是原有的MySQL数据库管理系统,另一套是为大数据存储而配备的NoSQL型数据库管理系统。在服务器上还专门开发一个数据库管理器中间件,用于进行用户层和数据库的通信以及两套数据库之间的通信。

由于各个管理层都各自维护自己的数据库和数据。当用户需要进行数据存储时,他所影响的数据库仅仅是本地数据库,存储效率较高;当用户需要从多个数据库读取数据时,顶层的共享服务平台会根据用户需求进行任务分解,将任务分发给下层的管理层进行数据库读取,由于各个数据库并行读取,从而提高了数据库读取效率。

图1 大数据下的地质资料信息存储架构框图

2.1 用户管理层

用户管理层根据权限范围,分为多层(本文以3层为例)。

位于顶层的国家级管理层(共享服务平台用户层)负责用户访问权限的分配、与其直接关联的数据库的访问、下级管理层任务的分配等工作。

用户访问权限的分配是指为访问本共享服务平台的个人用户和单位用户分配数据的使用权限、安全性的设计等。

与其直接关联的数据库访问是指直接存储在其本地数据库上的数据的访问。在该数据库中不仅要存储所需要的地质资料,还要存储注册用户信息等数据。

下级管理层任务分配是指如果用户需要访问多个下层数据库,用户只需要输入查询这几个下层数据库的命令,而如何查找下层数据库则由该功能来完成。例如某用户要查找甘肃、陕西、上海、北京的铁矿分布图,则用户只需要输入这几个地方及铁矿等查询条件,系统将自动把各个省的数据库查询任务分派到下级管理层。

同理,位于下层的省级管理层和市级管理层除了没有用户访问权限功能外,其余功能与国家级管理层是相同的。各层之间的数据库通过互联网相互连接成分布式的数据库系统。

2.2 MySQL和NoSQL的融合

MySQL是关系型数据库,它支持SQL查询语言,而NoSQL是非关系型数据库,它不支持SQL查询语言。用户要想透明地访问这两套数据库,必须要设计数据库管理器中间件,作为用户访问数据库的统一入口和两套数据库管理系统的通信平台。本文所设计的数据库管理器简单模型如图2所示。

图2 数据库管理器模型

服务器管理器通过用户程序接口与应用程序进行通讯,通过MySQL数据库接口与MySQL服务器通讯,通过NoSQL数据库接口与NoSQL数据库接口通讯。当应用程序接口接收到一条数据库访问命令之后,交由数据库访问命令解析器进行命令解析,从而形成MySQL访问命令或者NoSQL访问命令,通过相应的数据库接口访问数据库;数据库返回访问结果后经过汇总,由应用程序接口返回给应用程序。

两套数据库可以通过双数据库通信协议进行相互的通信和互访。此通信协议的建立便于地质工作人员将已经存入MySQL数据库的不适合结构化存储的数据转存到NoSQL数据库中,从而便于系统的升级和优化。

2.3 系统的存储和检索模式

在本存储框架设计中,系统采用分布式网络存储模式,即采用可扩展的存储结构,利用分散在全国各地的多台独立的服务器进行数据存储。这种方式不仅分担了服务器的存储压力,提高了系统的可靠性和可用性,还易于进行系统扩展。另外,由于地质资料信息存储的特殊性,各地方用户的数据存储工作基本都是在本地服务器进行,很少通过网络进行远程存储,所以数据存储效率较高。

在一台数据库服务器上安装有MySQL和NoSQL型两套数据库管理系统,分别用于存储地质资料信息中的结构化数据和非结构化数据。其中,NoSQL型数据库作为主数据库,用于存储一部分结构化数据和全部的非结构化数据;而MySQL数据库作为辅助数据库,用于存储一部分结构化的数据,以及旧系统中已经存储的数据。使用两套数据库不仅可以存储结构化数据而且还可以适用于大数据时代地质资料信息的存储,因此系统具有很好的适应性和灵活性。

2.4 安全性设计

地质资料信息是国家的机密,地质工作人员必须要保证它的安全。地质资料信息进入数字化时代之后,地质资料常常在计算机以及网络上进行传输,地质资料信息的安全传输和保存更是地质工作人员必须关注和解决的问题。在本存储架构的设计中设计的安全问题主要有数据库存储安全、数据传输安全、数据访问安全等问题。

数据库设计时采用多边安全模型和多级安全模型阻止数据库中信息和数据的泄露来提高数据库的安全性能,以保障地质信息在数据库中的存储安全;当用户登录系统访问数据库时,必须进行用户甄别和实名认证,这主要是对用户的身份进行有效的识别,防止非法用户访问数据库;在对地质资料进行网络传输时,应该首先将数据进行加密,然后再进行网络传输,以防止地质信息在传输过程中被窃取。

3 结语

提高地质资料数字化信息化水平,是国外地质工作强国的普遍做法。为推进我国地质资料信息服务集群化产业化工作,本文针对我国现有的地质资料信息集群化共享服务平台存在的缺陷和问题,利用大数据存储管理模式的思想,基于现有系统的存储架构,设计了一种大数据下的地质资料信息存储架构,以便于我国地质资料信息服务集群化产业化工作能够适应大数据时代的数据存储。该存储架构的设计只涉及了简单模型的构建,具体详细复杂的功能设计和软件实现还需要在进一步的研究工作中完成。

参考文献

[1]吴金朋.一种大数据存储模型的研究与应用[D].北京:北京邮电大学计算机学院,2012.

[2]吴广君,王树鹏,陈明,等.海量结构化数据存储检索系统[J].计算机研究与发展,2012,49(Suppl):1~5.

[3]黄

,易晓东,李姗姗,等.面向高性能计算机的海量数据处理平台实现与评测[J].计算机研究与发展,2012,49(Suppl):357~361.

‘陆’ 分布式基础-存储引擎

题目和文章内容有点不太符合,这里存储引擎是指单机存储引擎。对于分布式存储系统来说,存储引擎是必须的。存储引擎决定了数据在内存和磁盘中具体如何存储的,如何方便地拿出来的问题。可以说直接决定了存储系统的性能和可以干什么,不可以干什么的问题;本文参考《数据密集型应用系统的设计》 和《大规模分布式存储系统原理解析和架构实战》。

存储系统的功能做机制的简化就是存储和查询,如果从一般功能出发就是基础的增删改查。从最简单的开始想起,最简单的存储系统,无非就是把数据直接写入到文件中(可以按照K,V一行方式存储),需要的时候就顺序读取文件,找到可以需要查询的行。这在少量的数据的时候并没有问题,但是如果是大批量数据,几百MB或者几GB,甚至TB,PB的时候,顺序读取大量文件那速度慢的吓人。

顺序读取文件做遍历查找,速度很慢,我们第一想到的思路是建索引,索引最常用的就是哈希表了,如果我们对文件中的数据建个索引,Key 保存着我们下次要查询的值,Value对应这哪个文件的哪个位置。在内存中保存这个索引,下次查询的时候,我们通过哈希表快速定位到文件和位置,就可以迅速取到需要的值了。Bitcask折中日志型小型文件系统就采用这种存储方法,它可以提供高性能的读写,只需要经过一次磁盘的寻址就可以获取到所需要的数据。

作为日志型的存储系统,Bitcask的删除和修改是通过顺序记录到文件中,并不是对原来的文件进行修改,这减少了随机磁盘的读写操作。数据写入到文件中,如果一直写,显然文件越来越大,不便于操作,所以限制文件的大小,当大小达到一定规模后,重新写入一个文件。 对于更新和删除的数据,如果不处理,会产生大量的垃圾数据,占用了空间,所以后台会定时进行文件合并,合并的时候删除标记删除的具体数据。

Bitcask

哈希存储引擎的数据分为两份,一份是内存中的数据,一个是磁盘的文件,系统崩溃后,磁盘中的哈希表就没有了。如果恢复的时候通过读取文件的方式也是可以重建的,但是如果文件很多,很大,恢复的时间就会很长,Bitcask对每个段的文件的哈希表快照存储在文件中,下次恢复的时候可以快速恢复。

Bitcask只有一个写入线程追加,可以采用多个读取的线程并发读取,性能上还是很不错。

哈希存储引擎 因为采用哈希表,查找的性能不错,但是同样因为采用哈希存储引擎,会导致范围查询,只能通过遍历的方式去查询数据,范围查询慢。

刚才结构也说了,索引必须可以保存在内存中,才可以性能够好,但是如果数据量超大,内存中无法保存,保存到磁盘中,会产生大量的随机访问。另外哈希还存在着哈希冲突的问题。

刚才的哈希存储引擎的两个缺点,一是范围查询性能很差,我们要做范围查询,最好数据是有序的,有序的就可以不用遍历全部数据去做范围查询了。所以我们内存的数据不就不适合哈希索引,我们可以考虑改造成一个支持排序的数据结构。 另外刚才的哈希存储引擎,数据是按照顺序写入到数据文件中的,如果同一个key的多次更新,只保留最后一个数据的时候,是不是挺麻烦。

我们可以将文件中和内存中的数据都排序,这种格式称为排序字符串,在Level DB中叫SSTable。文件中的K-V结构排序后,好处是我们在做多文件合并的时候,可以按照多路归并的算法,快速排序,用多个指针依次比较和后移就可以办到。多个文件含有同一个值的时候,我们可以保留最新的字段值。

内存中的数据排序后,我们不一定对所有的数据的key都保存,可以只保存部分,根据key的排序特性,也可以很容易找到要找的值。 由于要对内存中的数据排队,而且数据要经常插入和删除,所以红黑树和AVL树是比较适合这种场合。对于存储在磁盘上的文件,也是有序的,用普通的AVL树或红黑树,保存到磁盘上后,数据多的话,树的层次会很高,这样通过多个指针需要多次随机读取,所以一般采用专门为大数据存储磁盘而设计的B+树,B+树的每个节点的分叉很多,一个节点可能有上千个分支。这样很少的层次就可以支持大量的数据了。

这种引擎如何写入数据:

如何读取数据:

这个存储引擎就是LSM 存储引擎的本质了,Level DB 就是采用这个存储引擎的。

类似的存储引擎还用于HBASE,以前还记得学习HBase的时候minor compaction(少量的HFile合适小文件合并,为提升性能同时减少IO压力)和major compaction(一个Node节点的所有文件合并),还比较迷茫。 从上图的Level DB存储引擎图可以看出,数据处理过程:

说明清单文件保存的是元数据信息,记录了每个SSTable文件所属的Level,文件中的key的最大值和最小值。同时由于SSTable文件经常变动的,所以增加个当前文件指向当前的清单文件这样操作起来就不用加锁了。

相对于以上两种引擎,B树存储引擎应用的最广泛,在关系型数据库中运用的很多。B树存储引擎不光支持随机查询,还很好地支持范围查询。像SSTable一样,B树引擎同样保持了对key的排序。在文件存储上,还是有很大的差异。LSM存储引擎的段文件大小不一,是顺序写入到磁盘的。B-Tree不像LSM树那样有内存表和SSTable,而只有一个B树,当然一些顶层块常在内存中。

B树是按照块存储数据库的数据的,它一般是一个多叉树,比如InnoDB引擎采用B+树存储,每个节点大概有1200个子分支。B树分为叶子节点和非叶子节点,叶子节点存储的是key和具体的数据,而非叶子节点存的是key和磁盘地址。

B树存储结构

以B+树为例说明查询和插入的基本流程

读取一个节点,如果对应的节点所在的数据页不在内存中,需要按照下面的过程从磁盘中读取,然后缓存在内存中。

插入和更新按照InnoDB引擎为例的话,还是比较复杂。

实际中还涉及到bin log日志。可以看到实际工程中,B-树引擎还是通过redo log这种WAL日志,用顺序磁盘读写替换了随机读写;change buffer 减少了随机读数据的过程,可以合并多条修改记录,一次性写,增加了性能。

B树和LSM树相比有以下特点: B-树引擎特点:

‘柒’ 分布式架构和分布式系统存储研发的区别是什么

分布式架构是软件系统

分布式系统存储是基于存储、服务器、数据库技术、容灾热备等技术的系统集成。

hps+ssan多节点+ibm6000服务器+Oraclerac是一套基于全闪存融合扩容hds的分布式存储系统。

在这个上面允许的xx云软件,是一个基于分布式架构的软件系统

人才少,需求量大是什么意思?

我基本上除了阿里王博士,和阿里超融合一体机的相关负责人,还没有见过听说过能一个人把整套分布式系统存储技术搞定的

所以你说的人才少是合理的

需求量大就存疑了.......

人家大厂研发好了,一般技术人员去实施运维就好了啊

以联想为例,他的超融合一体机研发,需求量大么...

哦,博士确实挺缺的....

分布式架构是软件系统

分布式系统存储是基于存储、服务器、数据库技术、容灾热备等技术的系统集成

数字经济时代,各个企业、个人都在生产数据,利用数据,数据也在 社会 中不断流动、循环,为这个时代创造着价值与机遇。尽管数据如此珍贵,但我们仍然会听到在集中式存储场景中,由于网络攻击、火灾、地震而造成数据故障、丢失等问题。

为了防止数据出现故障、数据丢失、服务器出错、数据无法恢复等情况,越来越多企业开始把集中存储转变为分布式存储。分布式存储,类似于“把鸡蛋放到不同的篮子里”,简单来说就是把一张照片或文件切碎并放在不同的存储服务器上,任何人都可以成为节点,任何人都可以成为中心,因此,无论数据中心发生数据丢失,数据存储都可以实现永久存储,只要存在存储服务器,就能恢复数据。

其实,分布式存储已经不是什么新鲜事物,而是经历了多年的积累和发展,用户对支撑的服务器需求也越来越明确:相比传统服务器,分布式存储需要更大存储容量,兼具性能的同时,还要更灵活的存储能力,专门的存储服务器应运而生。

存储服务器是随着互联网分布式存储架构迅速崛起而出现的一个服务器品类,随着大数据、视频、图片搜索等互联网创新应用的发展,适用于不同场景的存储服务器种类也越来越多。当前,不仅互联网运营商在大规模采购存储服务器,传统的企业和政府也在批量部署,用于视频、文件归档、邮件以及大数据分析等应用。

浪潮信息一直是存储服务器的主要供应商,今年4月浪潮信息发布了全新的M6系列服务器,其中就包含存储服务器子系列,包含2U24盘、4U46盘、4U60盘、4U106盘等一系列产品,覆盖冷存储、温存储以及视频分析等不同用户不同类型的应用场景。其中,NF5466M6就是一款4U46盘,兼顾高存储容量、强大计算性能和极致IO扩展能力的双路存储优化服务器,是分布式存储架构的不二之选。

‘捌’ 大数据时代需要什么样的存储

众多专家认为,大数据时代的存储,应当是分布式的存储,并呈现出与计算融合的趋势。当然,不同专家对融合的理解也有所区别。 SNIA-China技术委员会主席雷涛表示,在当前的大数据时代,由于数据量TB、PB级的急剧膨胀,传统的数据搬移工作已经不现实,因而存储服务器出现新的融合趋势。在这样的架构中,数据不再移动,写入以后分散在STORAGE,它的计算节点融合在数据旁边的CPU,数据越来越贴近计算。 雷涛补充说,大数据只谈商业分析的数据支持,这是小数据思维,从金融、运营商、政府行业我们做的项目里面发现,大数据是嵌入到整个行业里面,替换以前的存储和计算的系统架构的过程。 华为存储产品线Marketing部长经宁认为,大数据带来的三大变化,包括从集中式走向分布式,从水平走向纵向,从计算为中心转向以数据为中心,总结一句话,即在大数据下架构方向走向分布式存储的架构。 2013年,华为存储产品线把理念进行升级,变成“存以致用,融以致远”。经宁表示,融合架构是我们面对大数据挑战一个很好的选择。华为更多的希望把数据智能用起来产生价值,通过融合架构实现计算存储融合,可以带来更高的管理效率更高效能,大大降低我们管理上的开销。 中桥国际调研咨询公司首席分析师王丛女士则从虚拟化、云计算数据保护和融合架构三个维度谈了中国数据中心的发展变化。她表示,具有高可移动性的虚拟机用于生产,掉了链子就很难判断是哪个物理环境,这就驱动了融合架构。融合架构避免了整合的时间和网络问题判断的时间,能够实现统一集中透明管理,可以根据工作负载去实时动态配置资源,也可以实时监控哪里出了问题,怎么解决问题。 王丛还指出,融合架构有不同的形态,其中一种是在原来硬件基础上用一个软件罩上,然后形成融合架构,实现目的是可以在线扩展,所有动态可以负载均衡,在最大限度提高部署效率前提下,又能够降低因为硬件问题而导致的应用性能降低和应用的不稳定。 老牌存储厂商NetApp同样对存储架构很有体会。NetApp公司北方区及电信事业部技术总监刘炜表示,在今天把数据存起来不是很难的问题,买一个移动硬盘就可以存储数据,但是在上面存储享受的服务级别不同的,不同于放在数据中心和网络云上面的服务级别的。 为了不让数据成为整个企业发展的负担,而是成为真正的价值点,从资料变成资产,基础架构需要快速、安全地支持一些新的技术手段。刘炜认为,应用级别和服务级别怎么定义需要有很好存储架构。NetApp集群存储系统,并不是简单地迎合新概念,而是面向实际的应用设计。NetApp做了很多IT架构的设计,满足应用分级、资源分层的需求,你可以用虚拟化,也可以不用。 Fusion-io大中国区技术总监Tonny Ai与英特尔公司通信和存储基础架构事业部存储部市场总监 Christine M Rice女士谈到了SSD在大数据时代数据中心的应用。Tonny Ai表示,让包括非结构化数据的大量数据快速变成信息,不仅仅是服务器要快,存储速度也要跟上CPU的速度,闪存正是针对当前网络存储速度落后的解决方案,能够有效提高存储的性能。 同时,Tonny Ai认为,在云计算、大数据时代,集中式存储需要的管理和维护非常困难,分布式存储模型是大势所趋。在这其中,Fusion-io提供了PCIe闪存卡、全闪存阵列以及SDK工具,支持提升各种应用的性能。 Christine M Rice女士指出,SSD不只是让数据变快。她认为,通过SSD在数据中心的使用,能够帮助节约成本,降低延迟,加快访问数据的速度,同时还能够提供非常高的可靠性和管理级别,结合了DRM的使用进行软件分层管理。 戴尔亚太存储技术总监许良谋则强调了SSD的利用要在成本和性能之间的平衡,如何更好地应对大数据——闪存的成本和寿命让很多企业对它爱恨交加。许良谋认为,大数据需要一个高容量高速度的共享存储,戴尔的流动数据架构就是一个让数据平滑迁移的平台。 戴尔实现了一个新的技术突破,即快速SLC和eMLC大容量盘可以用到流动架构里面,再加上普通的大容量盘,两级固态盘优化和流动数据架构的配合,这种方案可以比普通纯闪存的方式实现75%以上的成本节约。 许良谋介绍到,戴尔一直通过收购、合作等方式,在自身产品线中不断引入新的存储技术,力图把最好的存储产品以最经济的方式提供给用户。