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分布式存储网络通信

发布时间: 2023-01-08 13:37:08

① Ziwa新一代分布式存储通信协议

ZiwaNetwork是由ziwa实验室开发的新一代分布式存储和通信协议,Ziwa主要基于以太坊的DApp代码、用户基础数据、区块链和状态数据,以及无法追踪的分散和冗余存储等问题提供解决方案,以太坊开发者可以直接通过ziwa完成数据去中心化存储的任务,而不是直接依赖IPFS、AR,BitTorrent等外部生态系统,构建自己的去中心化应用程序。

Ziwa的发展来源于以太坊需求的引导和启发。

Ziwa团队正在努力打造无停机、零故障、反审计的点对点存储和服务解决方案。在紫洼内部建立经济激励体系,将促进资源交换价值的支付和转移。该项目在以太坊区块链中使用了不同的协议和技术。 Ziwa 的存在使互联网再次去中心化。 Ziwa 的长期愿景是成为一个重新分布的互联网操作系统。它将为数据的供应链经济提供可扩展和自我维持的基础设施。

Ziwa实现了哪些功能

随着Web 2.0的席卷全球,P2P(P2P)的革命正在加速并同步悄然发展。事实上,P2P已经接管了大量的数据包。毫无疑问,所有用户最终都可以使用到目前为止尚未充分利用的上行带宽,这可以提供具有相同可用性和吞吐量的内容,而这只能在大公司及其数据中心的帮助下才能实现。依靠互联网骨干网最宽的带宽,可以以很小的成本实现。更重要的是,用户对其数据保留了更多的控制权和自由度。最后,即使面对关闭强大且资金充足的实体的暴力手段,这种数据分配方法也被证明具有显着的灵活性。然而,即使是最先进的 P2P 文件共享模式,没有跟踪器的 BitTorrent 也只是文件级别的共享。这根本不是 Web 2.0 上的 Web 应用程序所期望提供的那种交互式、响应式体验。此外,虽然BitTorrent已经变得非常流行,但它并没有考虑到经济学或博弈论的概念。

BitTorrent 的天才在于其巧妙的资源优化,它解决了旧的和中心化的超文本传输协议 (HTTP),这是主从设计中最困难和根深蒂固的问题。该协议是万维网的基础。它通过使用分层分段散列来防止作弊,但这种精致而简单的方法有五个相应的缺点,

例如:

*缺乏经济激励——没有内在的激励来传播下载的内容

*初始延迟 - 通常,下载开始缓慢且有一些延迟

*特殊性严重限制了BitTorrent在需要快速响应和高带宽的交互式应用程序中的使用。

*缺乏细粒度的内容寻址 - 小数据块只能作为它们包含的较大文件的一部分共享。

*没有隐私或歧义——攻击者可以轻松地发现托管他们想要删除的内容的对等点的 IP 地址,然后作为攻击者使用 DDoS 攻击。

*没有继续共享的动力——一旦节点达到其目标(即从对等方检索所有必需的文件),它将不会因其共享的工作(存储和带宽)而获得奖励。

然而,随着区块链技术的加入,我们最终将迎来真正的 Web 3.0:一个去中心化和反审查的设备,用于共享和集体创建内容,同时保持对其的完全控制。而且,利用和共享利用率低的计算机的强大功能,完全可以解决上述问题。 Ziwa 项目的目的是为未来的自主主权数字 社会 构建一个未经许可的存储和通信基础设施。

Ziwa 的主要目标是为以太坊公共记录提供完全去中心化和冗余的存储,特别是存储和分发 DAPP 代码和数据以及区块链数据。从经济的角度来看,它允许参与者有效地池化他们的存储容量和带宽资源,为网络中的所有参与者提供这些服务,并接受以太坊的激励。 Ziwa 更广泛的目标是为去中心化 Web 应用程序 (DAPP) 开发人员提供基础设施服务,尤其是:消息传递、数据流、点对点会计、可变资源更新、存储保险、监管扫描和修复、支付渠道和数据库服务。

以太坊对世界计算机的愿景构成了即将到来的数据场景的免信任(即完全信任)结构:支持数据存储、传输和处理的全球基础设施。

如果说以太坊区块链是世界计算机的 CPU,那么 Ziwa 最好被视为它的“硬盘”。当然,这个模型掩盖了Ziwa的复杂特性,其功能远不止简单的存储。Ziwa的范围和数据完整性在三个维度从开发人员的角度来看,Ziwa 最好被视为一种公共基础设施,它为 Web 2.0 时代熟悉的实时交互式 Web 应用程序提供动力。它为作为复杂应用程序构建块的原语提供低级 API,并为基于 Ziwa 的 Web 3.0 开发堆栈的工具和库提供基础。 API 和工具旨在允许从任何传统 Web 浏览器访问 Ziwa 网络。

② 分布式是什么

分布式存储是一种数据存储技术,通过网络使用企业中的每台机器上的磁盘空间,并将这些分散的存储资源构成一个虚拟的存储设备,数据分散的存储在企业的各个角落。
分布式存储系统,是将数据分散存储在多台独立的设备上。传统的网络存储系统采用集中的存储服务器存放所有数据,存储服务器成为系统性能的瓶颈,也是可靠性和安全性的焦点,不能满足大规模存储应用的需要。分布式网络存储系统采用可扩展的系统结构,利用多台存储服务器分担存储负荷,利用位置服务器定位存储信息,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。

③ ipfs是什么

IPFS(InterPlanetary File System,星际文件系统),它是一种全新的超媒体文本传输协议,可以把它理解为一种支持分布式存储的网站。IPFS 诞生于2015年、2017年8月,IPFS 的激励层filecoin,公开众筹在很短时间内,就募集了超过2.57亿美金,相当于接近20个亿人民币的投资!所以它引起了全世界投资人的高度关注!与此同时它打破纪录,创造了当年全球ICO的奇迹,当之无愧的成为了一个全球瞩目堪比当年以太坊的明星项目!
相对应的就是现在大家所熟悉的以 http 开头的中心化存储网站。这跟我们平时使用的网络云,阿里云这些网站有什么不一样呢?各位不妨思考一下,你存储在U盘,网盘上的这些数据 是绝对的安全吗?答案是否定的!它会丢失,甚至会被和谐掉,对吗?比如从前的金山网盘,360网盘,官方通道已经关闭了,文件需要大量的转移,时间精力都浪费了,另外像网络网盘,免费用户使用的空间也是有限的,如果你想增加储存容量就必须得充值,而且安全性也是有待考究的。
而 IPFS 的网络存储文件,使用的是去中心化分片加密存储技术,把文件分割成了多个片段,存储在网络的各个节点上,而这些节点就是我们使用的电脑,当你下载文件的时候,或者想
要打开文件的时候,IPFS 网络会自动把文件还原,给你使用、供你下载,可以防止某个人或者某个机构控制你的数据,也可以防止被黑客攻击,这样就可以保护我们的存储数据,不会被随意篡改、删除了!此外,使用IPFS 网络进行文件存储、文件下载,在速度方面 可是相当的快!IPFS 最大的神奇之处呢,是彻底告别了传统的HTTP协议常见的卡顿和404错误。
互联网的发展一共经历的三个阶段:
所谓的Web1.0,就是互联网的早期形态。
提出年代:20世纪90年代中期
特征表现:国内以搜狐、网易、新浪、腾讯为代表的一批门户型网站诞生,人们对新闻信息的获取是其利用网络的主要驱动力,巨大的点击流量诞生了新的商业模式。
由网站的运营者生产内容。那时候的网站几乎不记录用户数据。这使得想在网上进行复杂的活动几乎不可能。因为你不知道谁来过,看得啥,做了什么。
随着微博,微信的崛起,我们进入了现在所处的Web2.0时代。
提出年代:21世纪初期
特征表现:BBS、博客、RSS(聚合内容)兴起与繁荣。人的重要性与参与性上升,用户既是互联网内容的浏览者,也是制造者。
在这个时代,每个人都是内容的生产者。如果说Web1.0时代给了我们一个绚丽的画廊,我们只是过客。只能被动的观看画廊中布置的作品。
那么进入Web2.0时代,我们迎来了一个可以自由创新的共享空间。在这里我们即欣赏他人创作,可共享我们的创意。但这个空间的主人并不是我们。比如有一天你不用微信了,那么你在上面的所有信息也就没有了。换句话说,在Web2.0时代,你的网络身份不属于你自己。而是属于这些科技巨头。我们有没有可能主宰自己的数据呢?
有!这就是Web3.0
提出年代:2010年左右
特征表现:网络模式实现不同终端的兼容,从PC互联网到WAP手机,移动互联让普通人群的参与方式呈现更多的可能。基于物联技术的飞跃,跨平台支付、大数据经济等发力迅猛。
Web3.0的提法来自区块链,以太坊的联合创始人Gavin Wood博士。第一个提出了Web3.0的概念在这个网络中一切都是去中心化。
没有服务器,没有中心化机构。更没有权威或垄断组织掌控信息流。而要构造这个一个庞大的Web3.0,信息存储和文件传输的去中心化就是核心之一。
人类社会自进入互联网时代以来,信息爆发式增长,过去两年,新产生的数据占据了人类文明的90%,传统的硬盘级别磁盘列阵存储方式。也渐渐被在最新的云存储技术所替代。云存储就是把存储资源放到云上,然后供人存取。各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作,保证数据的安全性并节约了存储空间。使用者可以在任何时间任何地点通过任何可联网的装置,使用云上数据。
云存储同时也带来了很多隐患,最大的就是数据存储安全方面的问题。分为以下四类。
第一类:最常见的就是服务器被攻击,数据被盗取的风险。
第二类:属于操作失误或运作流程的缺陷比如腾讯云因为操作失误,导致创业公司,前言数控技术。存在在上面价值上千万的核心数据全部丢失,导致该公司直接停业。
第三类:属于服务器自身故障,导致数据丢失或错误。比如亚马逊云。2019年8月,币安在使用过程中由于出现故障,导致比特币交易价格由正常的接近一万美元变为0.32美元 造成巨大损失
第四类:如果服务商,因为亏损或者政策等原因停止运营,那用户的数据像何处迁移。数据安全由谁负责,这些都是云存储服务提供商所面临的困境。再说说中心化文件传输方案所面临的问题。主要是文件获取效率低下。有两种情况:1,当我们浏览或者下载一部高清电影。那么这台计算机服务器的响应速度和他 网络通信环境就限制了我们浏览和下载文件的速度。第二张我们要获取的这个文件。可能存储在地球的另一端的服务器上,在这种情况下。获取文件的速度也会低下。面对传统互联网安全性能查和效率低下的问题。有没有更好的解决办法呢?有,这就是基于点对点网络的去中心化文件存储及传输协议IPFS。
IPFS,全称是星际文件系统(interplanetary file eystem)由毕业于斯坦福大学的创始人Juan Benet(胡安,贝内特)和他的团队创办。IPFS协议,主要从数据存储和文件传输。两个方面做了架构性的革新。比如大卫要在IFPS系统中保存一段视频,系统会把文件打碎成若干个大小一样的碎片。然后对每个碎片进行哈希运算得到一个数值,称为哈希值,然后再将所有这些碎片的哈希值及相关数据一起整理并在此进行哈希运算。得到一个最终的哈希值。然后被传输到IPFS系统中。很有可能你的文件中一部分碎片就存储在你邻居家的硬盘中。可是他既不知道这些碎片的内容是什么,也不知道替谁存储了文件,只要没有该文件对应的哈希值任何个人和机构就无法查看你的文件内容,这样我们就不用担心自己我数据被人利用。文件的碎片会被备份多次保留在IPFS系统中的多个节点上。这样即使黑客能攻击其中的个别节点。或者发生区域性的自然灾害,甚至类似911的这种。其他节点依然能保持文件的完整性,在文件传输方面。当我们使用IPFS访问或者下载文件时。我们像系统提交的是改文件的哈希值,因此,只要文件存在于整个IPFS系统中。系统就能帮我们通过最近的网络距离找出这个内容。
这样的处理方式,至少在两个方面都比传统互联网有优势,在搜索方面。HTTP是根据地质寻找内容,比如在没有电话,电报的年代。张三的朋友李四住在北京东城区灯草胡同730号。如果张三要从杭州去找李四就得根据这个地址千里走单骑,结果好不容易到了地方。发现房子还在可是李四已经搬走了。这就是我们传统互联网搜索内容经常会碰到的问题。而在IPFS中,文件是按照内容进行搜索的。甭管李四在世界的哪个角落,我都可以通过各种通信设备找到他,而不再是通过古老的地址检索,在效率方面。比如张三要下载一份视频资料,一共10GB大小,如果这份资料存储在地球另一端某个服务器上。那得经过若干路由从遥远的服务器中,像蚂蚁搬家那样一点点的下载。就好比一艘货轮拉了满仓货物通过海洋慢慢的给运过来。而在IPFS中,系统会从离我们网络距离若干节点,同时向我们传输这个文件的碎片。由于每个碎片只有256KB大小,所以速度将快的惊人。因此无论从传输距离还是从传输容量上。IPFS都大大优于HTTP协议。尽管IPFS有大大了优点,但同时也有缺陷。比如在隐私的保护方面。
由于在IPFS中,文件的检索是根据文件内容的哈希值来进行的,因此这个哈希值如果泄露给第三方。那么第三方就可以毫无门槛的下载这个文件,对此有没有解决办法呢?
有!那就是用户把文件上传到IPFS之前,先对他进行加密。将即使第三方下载了这个文件,他也看不到原始内容。
因此在Web3.0即将开启的时代,IPFS在数据确权,存储安全文件封发及传输效率方面都比Web2.0大大的迈进了一步,新生的IPFS虽然还不尽完善,但这并不影响他的贡献和价值。1991年,蒂姆 博纳斯 李发明的HTTP协议搭建了互联网世界的高速公路,从此我们对信息的传递可以在一瞬间抵达世界的各个角落。30年后,胡安 贝内特和他的团队创建了IPFS协议将重塑这个新世界的数据航道,让人类信息得以永存!正是因为有这样的一群人,推进着科技文明的进步。才得以让我们对未来的探索,有了更多的可能。然而如此宏大的系统要实现稳健运行,就得需要充足的燃料来维持,IPFS要想在完整的应用生态中发挥作用,还需要激励机制和一套完整的运行系统。
为此Filecoin应运而生。

④ 分布式系统特点有哪些

分布式系统特点:

1、分布性。分布式系统由多台计算机组成,它们在地域上是分散的,可以散布在一个单位、一个城市、一个国家,甚至全球范围内。整个系统的功能是分散在各个节点上实现的,因而分布式系统具有数据处理的分布性。

2、自治性。分布式系统中的各个节点都包含自己的处理机和内存,各自具有独立的处理数据的功能。通常,彼此在地位上是平等的,无主次之分,既能自治地进行工作,又能利用共享的通信线路来传送信息,协调任务处理。

3、并行性。一个大的任务可以划分为若干个子任务,分别在不同的主机上执行。

4、全局性。分布式系统中必须存在一个单一的、全局的进程通信机制,使得任何一个进程都能与其他进程通信,并且不区分本地通信与远程通信。同时,还应当有全局的保护机制。系统中所有机器上有统一的系统调用集合,它们必须适应分布式的环境。在所有CPU上运行同样的内核,使协调工作更加容易。

5、分布式系统更加的开放,具有相同的接口规范使得集群计算机能够方便的进行数据操作,系统协同度更高;

对外:体现在统一的接口描述上,用统一的接口描述语言描述一套所有服务器都知道的规则,这样各服务器的交互问题上没什么问题了。具体的接口实现根据各个服务器的情况具体实现,从而把实现和声明进行了有效的解耦。对内:各台服务器内部的策略和实现也需要解耦,以免整个服务器是按照实现和声明逻辑实现的,但是服务器内部确实一个整体的,对于分布式的开放性将会大打折扣。

⑤ IPFS分布式存储服务器是什么意思Filecion矿机又是什么呢

目前的ipfs、Filecion矿机越来越火热,对于很多人来说,不理解IPFS分布式存储是什么,也不知道Filecion矿机到底是什么意思,那让我们来聊一聊!

Ipfs是一个全球性的、P2P点多点分布式存储协议,它可以将所有的相同的文件系统连接起来,传统的互联网协议HTTP主要是搜索域名地址,而ipfs则是搜索内容地址,ipfs的出现超越了http协议,未来的互联网可能会是ipfs趋势。

关于存储:

存储其实就是数据的存储,互联网的发展很迅速,5G时代的到来,无非带来了更多的考验,5G技术、大数据,的人工智能及物联网的到来,它们的运行,时时都是数据, 历史 数据与实时数据的积累,展示庞大的数据,这些数据的储存就成了大问题,原始的储存已经不能满足当下数据的需求,这些数据需要存储和流通。所以,像阿里云在10年前就开始研发数据云,因为马云看到了未来数据存储的量级,这种数据的量级会随着技术的进一步不断增长,目前一些全世界知名的数据云比如亚马逊云、阿里云、华为云、腾讯云等也无法满足世界增长的需求。所以世界,需要更大更好的更有保障的存储云。

储存分有DAS(直接储存)、集中储存、分布式储存三种。

DAS:主要是储存与计算连接,有扩展性、灵活性比较差。集中储存:它的设备类型丰富,主要是通过外部P/FC网络进行互连,具有扩展性;受控制器能力限制,扩展能力有限,属于PB级;设备到生命周期时需要更换,在数据迁移耗时需要耗力。分布式储存:分布式存储主要大规模应用于互联网,它追求扩展性和低成本,在进入传统企业市场后,开始构建了企业级存储能力,分布式存储的扩展性强,比较容易运维,上线快。

分布式储存指代的是一种的独特的系统框架类型,它是由一组通过互联网进行通信、为了完成共同任务而协调工作的计算机节点组成,它的存在是为了解决廉价的、普通机器完成单个计算机无法完成的计算和储存问题。它主要是为了利用更多的机器完成更多的数据计算和存储。简单的来说就像 汽车 拉货,比如 汽车 是机器,货物是数据,以前一个 汽车 运输货物的数量有限,需要换更大的货车,而现在想拉更多的货物就可以直接用火车,拉更多的货就直接加车厢,每个车厢都有动力,就不用担忧拉不动货物。分布式的存储原理就跟这个一样。存储经过几十年的发展,衍生出各种各样的存储产品,满足了企业应用的各种不同需求。在这个数字化的时代,存储的核心必须以客户为本、以数据为核心,倡导数据按需求服务的理念。

ipfs的“分布式存储”有两个非常重要的两个基石:存储和分布式。Ipfs分布式储存的特性主要是永久的、去中心化保存和共享文件 (区块链模式下的存储)。点对点分布式:P2P 点对点地保存着各种各样不同的数据。版本化:可追溯文件进行修改 历史 。内容寻址:通过文件内容生成独立哈希值来标识文件,而不是通过文件保存位置来标识,举个例子,就像我们找个人,没有电话的那个时代,我们是通过这人位置来找,需要找这个人所有可能存在的地方。而现在,我们是通过内容寻找位置的方式,只需搜索这个人的名字就可以找到这个人,节约了时间还有通过位置查找是遇见恶意的信息、遇到危险而导致自身的信息、网络、资金等受到威胁。它会把相同内容的文件在系统中备份唯一,节约了系统的存储空间 (区块链模式)。ipfs分布式存储简单地来说,就是将数据分散存储到多个数据存储服务器上。

关于Filecion矿机:

相信现在很多人都对虚拟货币并不陌生,很多人都在玩比特币,比特币是一种虚拟货币,这些虚拟货币的获取都需要用矿机来挖矿。而挖矿的方式有显卡挖矿、CPU挖矿等,知道了挖矿的方式,挖矿的原理,才能更好地挖取虚拟货币。那么Filecoin挖矿是什么意思呢?

为了保障IPFS项目的实施,还有防止所有的IPFS节点不会因为运营商恶意进行数据删改或者关停节点,导致存储用户无法获取数据数显的弊端。因此出现了Filecoin,Filecoin运用奖惩机制,通过保障节点的正常运行,来获得Filecoin的奖励,如果出现恶意的删改数据和关停节点Filecoin。Filecoin的出现保障了IPFS网络的正常运行,维持了网络秩序,那些违反了IPFS网络正常的将会罚款,收没所有的Filecoin奖励。一般正常情况下,不会出现这种情况,通过正常的节点运行就可以获得Filecoin奖励,只要有相应的奖励,几乎所有人都会遵守网络秩序。

在Filecoin 的初期,就跟比特币一样,大家都积极参加 Filecoin 挖矿工,希望在最早期成为环节中的一员,大家的想法都一样,想着越早进,挖得越多,就赚得更多,像早期滴滴的司机,大家都有赚到,因为设有有很多的奖励,而Filecoin也有很多的奖励政策。所以,IPFS硬盘矿机在市场上流行还不算多,早期选择一个好的矿机很关键。

⑥ 分布式存储技术有哪些

中央存储技术现已发展非常成熟。但是同时,新的问题也出现了,中心化的网络很容易拥挤,数据很容易被滥用。传统的数据传输方式是由客户端向云服务器传输,由服务器向客户端下载。而分布式存储系统QKFile是从客户端传送到 N个节点,然后从这些节点就近下载到客户端内部,因此传输速度非常快。对比中心协议的特点是上传、下载速度快,能够有效地聚集空闲存储资源,并能大大降低存储成本。

在节点数量不断增加的情况下,QKFile市场趋势开始突出,未来用户数量将呈指数增长。分布式存储在未来会有很多应用场景,如数据存储,文件传输,网络视频,社会媒体和去中心化交易等。因特网的控制权越来越集中在少数几个大型技术公司的手中,它的网络被去中心化,就像分布式存储一样,总是以社区为中心,面向用户,而分布式存储就是实现信息技术和未来因特网功能的远景。有了分布式存储,我们可以创造出更加自由、创新和民主的网络体验。是时候把因特网推向新阶段了。

作为今年非常受欢迎的明星项目,关于QKFile的未来发展会推动互联网的进步,给整个市场带来巨大好处。分布式存储是基于因特网的基础结构产生的,区块链分布式存储与人工智能、大数据等有叠加作用。对今天的中心存储是一个巨大的补充,分布式时代的到来并不是要取代现在的中心互联网,而是要使未来的数据存储发展得更好,给整个市场生态带来不可想象的活力。先看共识,后看应用,QKFile创建了一个基础设施平台,就像阿里云,阿里云上面是做游戏的做电商的视频网站,这就叫应用层,现阶段,在性能上,坦白说,与传统的云存储相比,没有什么竞争力。不过另一方面来说,一个新型的去中心化存储的信任环境式非常重要的,在此环境下,自然可以衍生出许多相关应用,市场潜力非常大。

虽然QKFile离真正的商用还有很大的距离,首先QKFile的经济模型还没有定论,其次QKFile需要集中精力发展分布式存储、商业逻辑和 web3.0,只有打通分布式存储赛道,才有实力引领整个行业发展,人们认识到了中心化存储的弊端,还有许多企业开始接受分布式存储模式,即分布式存储 DAPP应用触达用户。所以QKFile将来肯定会有更多的商业应用。创建超本地高效存储方式的能力。当用户希望将数据存储在QKFile网络上时,他们就可以摆脱巨大的集中存储和地理位置的限制,用户可以看到在线存储的矿工及其市场价格,矿工之间相互竞争以赢得存储合约。使用者挑选有竞争力的矿工,交易完成,用户发送数据,然后矿工存储数据,矿工必须证明数据的正确存储才能得到QKFile奖励。在网络中,通过密码证明来验证数据的存储安全性。采矿者通过新区块链向网络提交其储存证明。通过网络发布的新区块链验证,只有正确的区块链才能被接受,经过一段时间,矿工们就可以获得交易存储费用,并有机会得到区块链奖励。数据就在更需要它的地方传播了,旋转数据就在地球范围内流动了,数据的获取就不断优化了,从小的矿机到大的数据中心,所有人都可以通过共同努力,为人类信息社会的建设奠定新的基础,并从中获益。

⑦ 什么是灵动的分布式存储系统

什么是分布式系统

分布式系统是由一组通过网络进行通信、为了完成共同的任务而协调工作的计算机节点组成的系统。

分布式系统的出现是为了用廉价的、普通的机器完成单个计算机无法完成的计算、存储任务。其目的是利用更多的机器,处理更多的数据。

首先需要明确的是,只有当单个节点的处理能力无法满足日益增长的计算、存储任务的时候,且硬件的提升(加内存、加磁盘、使用更好的CPU)高昂到得不偿失的时候,应用程序也不能进一步优化的时候,我们才需要考虑分布式系统。

因为,分布式系统要解决的问题本身就是和单机系统一样的,而由于分布式系统多节点、通过网络通信的拓扑结构,会引入很多单机系统没有的问题,为了解决这些问题又会引入更多的机制、协议,带来更多的问题。

在很多文章中,主要讲分布式系统分为分布式计算(computation)与分布式存储(storage)。

计算与存储是相辅相成的,计算需要数据,要么来自实时数据(流数据),要么来自存储的数据;而计算的结果也是需要存储的。

在操作系统中,对计算与存储有非常详尽的讨论,分布式系统只不过将这些理论推广到多个节点罢了。

那么分布式系统怎么将任务分发到这些计算机节点呢,很简单的思想,分而治之,即分片(partition)。

对于计算,那么就是对计算任务进行切换,每个节点算一些,最终汇总就行了,这就是MapRece的思想;对于存储,更好理解一下,每个节点存一部分数据就行了。当数据规模变大的时候,Partition是唯一的选择,同时也会带来一些好处:

(1)提升性能和并发,操作被分发到不同的分片,相互独立

(2)提升系统的可用性,即使部分分片不能用,其他分片不会受到影响

理想的情况下,有分片就行了,但事实的情况却不大理想。原因在于,分布式系统中有大量的节点,且通过网络通信。

单个节点的故障(进程crash、断电、磁盘损坏)是个小概率事件,但整个系统的故障率会随节点的增加而指数级增加,网络通信也可能出现断网、高延迟的情况。

在这种一定会出现的“异常”情况下,分布式系统还是需要继续稳定的对外提供服务,即需要较强的容错性。

⑧ 华为突破分布式数据库和存储技术,打通数字化转型“雄关漫道”

2019年,我们将进入数字化转型的攻关期。所谓“攻关期”即数字化转型2.0阶段,需要攻坚企业关键业务上云和数字化转型改造的课题。在一份市场调查公司IDC的报告中指出:IDC自2014年提出数字化转型以来,看到企业在数字化转型层面已经投入了大量人力物力,但是效果并不理想,有一些企业已经成功屹立在潮头,有一些企业在向上游进发,还有一些企业只能在浪潮的挟裹中被动前行。

对于企业来说,数字化转型是“雄关漫道”。IDC认为,目前阶段来看,企业亟待解决的是数字化能力提升,包括:与业务的深入结合能力;数据处理和挖掘能力;以及IT技术运营和管理能力。特别是数据处理和挖掘能力,因为数字化转型推进企业从以流程为核心向以数据为核心转型,对海量、异构、多类型的数据处理和挖掘能力是释放数据价值的前提,对数据全生命周期的管控治理是释放数据价值的保障。而随着数字化转型引入大量新技术而导致IT复杂度变高,企业IT技术运营和管理能力是提升企业“IT生产力”的关键。

攻关数字化转型的“雄关漫道”,需要一个具备融合、智能、可传承三大特性的数字平台。这是2019年3月华为与IDC联合推出的《拥抱变化,智胜未来—数字平台破局企业数字化转型》白皮书所提出的观点。融合主要指把传统技术和创新技术相结合;智能主要指平台智能化和智能化能力输出;可传承主要指解耦、功能复用、可配置等理念打造的架构。而承载这三大观点的,就是新一代分布式企业级技术。

2019年5月15日,华为发布了业界首款支持ARM架构的新一代智能分布式数据库GaussDB以及分布式存储FusionStorage 8.0,作为新一代数据基础设施,诠释了具备融合、智能、可传承三大特性的数字平台。华为常务董事、ICT战略与Marketing总裁汪涛在发布会上表示,千行百业正在加速智能化进程,越来越多的企业已经意识到数据基础设施是智能化成功的关键。华为围绕计算、存储和数据处理三个领域重定义数据基础设施,加速迈向智能时代。

今天所讨论云和工业互联网等概念的背后是一个新时代的到来,这就是体系架构大迁徙。传统企业级技术是在单体应用和单机环境中,保证数据存储、调用等操作的高可靠、高可用、高稳定,特别是满足金融级事物处理的ACID(原子性、一致性、隔离性和耐久性)要求,为企业关键业务提供数据管理支撑。随着企业技术向云架构迁移,数据库技术也面临转型。

2018年,基于云计算技术的分布式数据库成为了业界的热点。简单理解,云计算技术就是把“单机”环境替换为由X86服务器机群所组成的分布式计算环境。原先由几台小型机完成的计算任务,要分散到上百甚至上千台X86服务器上,而且还可能跨数据中心操作,挑战可想而之。特别是在线支付等金融级业务,不能在断网或网络连接有问题时出错,也不能因响应速度慢而影响用户体验。

2018年8月,中国支付清算协会与中国信息通信研究院联合举办了“金融分布式事务数据库研讨会”,与业界厂商和用户共商核心数据库分布式转型之路,同时发布了《金融分布式事务数据库》白皮书。金融分布式事务数据库的工作推进,为分布式数据库进入企业关键业务系统,提供了产业化支撑。而华为作为企业ICT解决方案供应商,早在2012年就开始研发面向大数据分析的数据仓库,在基于传统关系型数据库SQL引擎和事务强一致性等基础上,进行了分布式、并行计算的改造,历时6年打造了面向PB级海量数据分析的分布式数据库。

在OLAP数据仓库之外,华为与行业用户合作了面向OLTP的分布式事务型数据库研发。2017年,华为与招商银行合作成立了分布式数据库联合创新实验室,研发具有高性能企业级内核、完整支持分布式事物、满足金融行业对数据强一致要求、单机事物处理能力要达到每分钟百万级别等的OLTP分布式数据库。

本次发布的GaussDB数据库新品包括:联机事务处理OLTP数据库、联机分析处理OLAP数据库、事务和分析混合处理HTAP数据库。而华为GaussDB数据库将AI技术融入数据库设计、开发、验证、调优、运维等环节,可实现基于AI的自调优、自诊断自愈、自运维,让数据库更高效、更智能,引领数据库架构的发展。

更进一步,本次发布的GaussDB系列数据库是业界首款支持ARM芯片的分布式数据库。华为推动计算架构从以X86+GPU为主的单一计算架构到以X86+GPU+ARM64+NPU为主的异构计算架构快速发展。基于X86架构,华为引入AI管理和智能加速能力,率先推出了智能服务器FusionServer Pro;基于ARM64打造了业界性能最强的TaiShan服务器;基于Ascend芯片的Atlas智能计算,实现了业界首个端边云协同的人工智能平台。而GaussDB可充分利用并融合ARM、X86、GPU、NPU等多种异构算力组合,大幅提升数据库性能。

汪涛强调,作为全球首款AI-Native数据库,GaussDB有两大革命性突破:第一,首次将人工智能技术引入数据库的全生命周期流程,实现自运维、自管理、自调优和故障自诊断。在交易、分析和混合负载场景下,基于最优化理论,首创深度强化学习自调优算法,把业界平均性能提升60%。第二,支持异构计算,充分发挥X86/ARM/GPU/NPU多样性算力优势,最大化数据库性能,在权威标准测试集TPC-DS上,华为GaussDB排名第一。GaussDB还支持本地部署、私有云、公有云等多种场景。

在以云计算为代表的分布式计算环境中,数据管理解决方案除了需要分布式数据库外,为了更好的扩缩容以及满足多样化数据存储需求,计算与存储分离已经成为分布式数据库设计的主要架构。分布式云化架构,就是要支持计算、存储分离和多租户等架构设计要求。

GaussDB已经从数据库层面实现了高可用、高可靠、高稳定的分布式数据库,本次发布的FusionStorage 8.0则是分布式存储架构,创新地实现一套系统同时支持块、文件、对象、HDFS协议,1套存储支持4类存储能力,适用于全业务场景混合负载,最终让“一个数据中心一套存储”成为可能。

IDC发布的《中国软件定义存储(SDS)及超融合存储(HCI)系统市场季度跟踪报告,2018年第四季度》显示,2018年,软件定义存储市场达到了54.9%的同比增长。软件定义存储在中国整体存储市场的占有率稳步上升,分别达到了22.1%的市场占有率。华为凭借文件解决方案在政府、广电和电信等行业得到认可,在2018年中国软件定义存储市场排名第一。

FusionStorage 8.0采用华为ARM-based处理器鲲鹏920加速,使IOPS提升 20%,结合华为AI Fabric无损网络,时延进一步降低15%。基于华为在计算、网络和存储领域多年的芯片和算法积累,FusionStorage 8.0在SPC-1的性能测试中,单节点性能达到了16.8万IOPS以及1ms以内时延,成为承载企业关键应用的新选择。

此外,通过华为云的云上训练及本地AI芯片,FusionStorage 8.0将智能管理贯穿业务使用的全生命周期,如业务上线前对存储资源的规划,使用过程中的风险预判及故障定位,大幅提升存储效率,帮助行业客户应对智能时代的数据新挑战。

汪涛在发布会上强调,新一代智能分布式存储FusionStorage 8.0通过重定义存储架构,从“Storage for AI”和“AI in Storage”两个维度实现效率大幅提升,引领存储智能化。首先,“Storage for AI”通过融合共享,让AI分析更高效。其次,“AI in Storage”率先将AI融入存储全生命周期管理,从资源规划、业务发放、系统调优、风险预测、故障定位等方面实现智能运维。

辽宁移动就采用了华为FusionStorage。作为辽宁省内最大的移动通信运营商,辽宁移动一直在 探索 先进的存储方案在自身IT系统的应用。由于5G的快速发展,辽宁移动关键数据库的应用也向云化方向发展,分布式存储也要满足其可靠性和高性能要求。华为在深入分析辽宁移动需求后,首先在边缘开发测试业务小规模试点分布式存储,进行了大量的实验和测试后性能和可靠性都达到了预期,最终决定将全部业务迁移至FusionStorage。该方案通过采用双活、可写快照、端到端DIF等特性,顺利完成Billing、经营分析、B2B等系统从老旧存储至FusionStorage的搬迁工作,助力辽宁移动的存储架构迈入新的 历史 阶段。

值得一提的是,华为分布式数据库与华为分布式存储深度结合,把数据库的操作下沉到存储节点,极大提升了分布式数据库的性能。利用新的网络技术和人工智能技术,华为帮助用户提升数据中心的吞吐量,提升网络应用的可伸缩性,并且能自动调优。

除了推出新一代突破性的分布式数据库和存储技术外,华为也积极与客户、伙伴在数据库与存储领域,从行业应用、平台工具、标准组织和社区等多个层面共建开放、合作、共赢的产业生态。在行业应用层面,华为与软通智慧、神州信息、东华软件、易华录、用友政务、亚信国际等独立软件开发商长期合作;在平台和工具层面,华为与Tableau、帆软、ARM、Veritas等合作伙伴联合创新;在标准组织和社区层面,华为深度参与OpenSDS、中国人工智能产业联盟、OCP、OpenStack、CNCF基金会等组织和社区的建设。

总结来说,华为全线分布式数据库和分布式存储产品的发布,是华为具备融合、智能、可传承三大特性数字平台的最新成果。华为分布式数据库与分布式存储结合,能消除企业各业务系统数据孤岛,构建面向行业场景的数据建模、分析和价值挖掘能力,对多源异构的数据进行汇聚、整合和分析,形成统一的全量数据和数据底座,实现数据价值挖掘和共享。而基于AI的智能化,可对基础设施进行高效的管理,为行业应用开发和迭代赋能,全面帮助企业突破关键应用上云的“雄关漫道”。(文/宁川)