Amazon 的 Dynamo 架构

Amazon Dynamo 这个高可用、可扩展存储体系支撑了Amazon 不少核心服务.

先看一个示意图:

从上图可以看出，Amazon 的架构是完全的分布式，去中心化。存储层也做到了分布式。

Dynamo 概述

Dynamo 的可扩展性和可用性采用的都比较成熟的技术，数据分区并用改进的一致性哈希(consistent hashing)方式进行复制，利用数据对象的版本化实现一致性。复制时因为更新产生的一致性问题的维护采取类似 quorum 的机制以及去中心化的复制同步协议。 Dynamo 是完全去中心化的系统，人工管理工作很小。

强调一下 Dynamo 的"额外"特点：
1) 总是可写
2) 可以根据应用类型优化

关键词

Key: Key 唯一代表一个数据对象，对该数据对象的读写操通过 Key 来完成.
节点(node)：通常是一台自带硬盘的主机。每个节点有三个 Java 写的组件：请求协调器(request coordination)、成员与失败检测、本地持久引擎(local persistence engine)
实例(instance)；每个实例由一组节点组成，从应用的角度看，实例提供 IO 能力。一个实例上的节点可能位于不同的数据中心内, 这样一个数据中心出问题也不会导致数据丢失。

上面提到的本地持久引擎支持不同的存储引擎。Dynamo 上最主要的引擎是 Berkeley Database Transactional Data Store(存储处理数百K的对象更为适合），其他还有 BDB Java Edition、MySQL 以及 一致性内存 Cache 等等。

三个关键参数 (N,R,W)

第一个关键参数是 N，这个 N 指的是数据对象将被复制到 N 台主机上，N 在 Dynamo 实例级别配置，协调器将负责把数据复制到 N-1 个节点上。N 的典型值设置为 3.

复制中的一致性，采用类似于 Quorum 系统的一致性协议实现。这个协议有两个关键值：R 与 W。R 代表一次成功的读取操作中最小参与节点数量，W 代表一次成功的写操作中最小参与节点数量。R + W>N ，则会产生类似 quorum 的效果。该模型中的读(写)延迟由最慢的 R(W)复制决定，为得到比较小的延迟，R 和 W 有的时候的和又设置比 N 小。

(N,R,W) 的值典型设置为 (3, 2 ,2),兼顾性能与可用性。R 和 W 直接影响性能、扩展性、一致性，如果 W 设置 为 1，则一个实例中只要有一个节点可用，也不会影响写操作，如果 R 设置为 1 ，只要有一个节点可用，也不会影响读请求，R 和 W 值过小则影响一致性，过大也不好，这两个值要平衡。对于这套系统的典型的 SLA 要求 99.9% 的读写操作在 300ms 内完成。