架构篇26:高可用存储架构-集群和分区

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    • 数据集群
    • 数据分区
    • 小结

架构篇26:高可用存储架构-集群和分区_第1张图片

上一篇我们讨论了高可用存储架构中常见的双机架构,分别为主备复制、主从复制、双机切换和主主复制,并分析了每类架构的优缺点以及适应场景。

今天我们一起来看看另外两种常见的高可用存储架构:数据集群和数据分区。

数据集群

主备、主从、主主架构本质上都有一个隐含的假设:主机能够存储所有数据,但主机本身的存储和处理能力肯定是有极限的。以 PC 为例,Intel 386 时代服务器存储能力只有几百 MB,Intel 奔腾时代服务器存储能力可以有几十 GB,Intel 酷睿多核时代的服务器可以有几个 TB。单纯从硬件发展的角度来看,似乎发展速度还是挺快的,但如果和业务发展速度对比,那就差得远了。早在 2013 年,Facebook 就有 2500 亿张上传照片,当时这些照片的容量就已经达到了 250 PB 字节(250 × 1024TB),平均一天上传的图片有 3 亿 5000 万张。如此大量的数据,单台服务器肯定是无法存储和处理的,我们必须使用多台服务器来存储数据,这就是数据集群架构。

简单来说,集群就是多台机器组合在一起形成一个统一的系统,这里的“多台”,数量上至少是 3 台;相比而言,主备、主从都是 2 台机器。根据集群中机器承担的不同角色来划分,集群可以分为两类:数据集中集群、数据分散集群。

  1. 数据集中集群

数据集中集群与主备、主从这类架构相似,我们也可以称数据集中集群为 1 主多备或者 1 主多从。无论是 1 主 1 从、1 主 1 备,还是 1 主多备、1 主多从,数据都只能往主机中写,而读操作可以参考主备、主从架构进行灵活多变。下图是读写全部到主机的一种架构:

架构篇26:高可用存储架构-集群和分区_第2张图片

虽然架构上是类似的,但由于集群里面的服务器数量更多,导致复杂度整体更高一些,具体体现在:

  • 主机如何将数据复制给备机

主备和主从架构中,只有一条复制通道,而数据集中集群架构中,存在多条复制通道。多条复制通道首先会增大主机复制的压力,某些场景下我们需要考虑如何降低主机复制压力,或者降低主机复制给正常读写带来的压力。

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