武漢分布式存儲系統開發

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2. 什麼是分布式存儲系統

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。

(2)武漢分布式存儲系統開發擴展閱讀：

分布式存儲，集中管理，在這個方案中，共有三級：

1、上級監控中心：上級監控中心通常只有一個，主要由數字矩陣、認證伺服器和VSTARClerk軟體等。

2、本地監控中心：本地監控中心可以有多個，可依據地理位置設置，或者依據行政隸屬關系設立，主要由數字矩陣、流媒體網關、iSCSI存儲設備、VSTARRecorder軟體等組成；音視頻的數據均主要保存在本地監控中心，這就是分布式存儲的概念。

3、監控前端：主要由攝像頭、網路視頻伺服器組成，其中VE4000系列的網路視頻伺服器可以帶硬碟，該硬碟主要是用於網路不暢時，暫時對音視頻數據進行保存，或者需要在前端保存一些重要數據的情況。

3. 分布式存儲是什麼

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。
分布式和集中式存儲
集中存儲的優缺點是，物理介質集中布放;視頻流上傳到中心對機房環境要求高，要求機房空間大，承重、空調等都是需要考慮的問題。

分布存儲，集中管理的優缺點是，物理介質分布到不同的地理位置;視頻流就近上傳，對骨幹網帶寬沒有什麼要求;可採用多套低端的小容量的存儲設備分布部署，設備價格和維護成本較低;小容量設備分布部署，對機房環境要求低。

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4. Bigtable---分布式的結構化數據存儲系統

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Bigtable 是一個分布式的結構化數據存儲系統，它被設計用來處理海量數據：通常是分布在數千台普通伺服器上的PB 級的數據。Google 的很多項目使用Bigtable 存儲升唯數據，包括Web 索引、GoogleEarth、Google Finance。這些應用對Bigtable 提出的要求差異非常大，無論是在數據量上（從URL到網頁到衛星圖像）還是在響應速度上（從後端的批量處理到實時數據服務）。
Bigtable 已經實現了下面的幾個目標：適用性廣泛、可擴展、高性能和高可用性,Bigtable 是一個稀疏的、分布式的、持久化存儲的多維度排序Map。

圖一：一個存儲Web 網頁的例子的表的片斷。行名是一個反向URL。contents 列族存放的是網頁的內容，anchor 列族存放引用該網頁的錨鏈接文本（alex 註：如果不知道HTML 的Anchor，請Google一把）。CNN 的主頁被Sports Illustrater和MY-look 的主頁引用，因此該行包含了名為「anchor:cnnsi.com」和「anchhor:my.look.ca」的列。每個錨鏈接只有一拿缺個版本（alex 註：注意時間戳標識了列的版本，t9 和t8 分別標識了兩個錨鏈接的版本）；而contents 列則有三個版本，分別由時間戳t3，t5，和t6 標識。

行
Bigtable 通過行關鍵字的字典順序來組織數據。表中的每個行都可以動態分區。每個分區叫做一個」Tablet」，Tablet 是數據分布和負載均衡調整的最小單位。

列族
Webtable 有個列族language，language 列族用來存放撰寫網頁的語言。
我們在language 列族中只使用一個列關鍵字，用來存放每個網頁的語言標識ID。Webtable 中另一個有用的列族是anchor；這個列族的每一個列關鍵字代表一個錨鏈接，如圖一所示。Anchor 列族的限定詞是引用該網頁的站點名；Anchor 列族每列的數據項存放的是鏈接文本。訪問控制、磁碟和內存的使用統計都是在列族層面進行的。

時間戳
不同版本的數據通過時間戳來索引。Bigtable 時間戳的類型是64 位整型。
Bigtable 可以給時間戳賦值，用來表示精確到毫秒的「實時」時間；用戶程序也可以給時間戳賦值。如果應用程序需要避免數據版本沖突，那麼它必須自己生成具有唯一性的時間戳。數據項中，不同版本的數據按照時間戳倒序排序，即最新的數據排在最前面。為了減輕多個版本數據的管理負擔，我們對每一個列族配有兩個設置參數， Bigtable 通過這兩個參數可以對廢棄版本的數據自動進行垃圾收集。用戶可以指定只保存最後n 個版本的數據，或者只保存「足夠新」的版本的數據（比如，只保存最近7 天的內容寫入的數據）。

Bigtable支持的其他特性
1、Bigtable 支持單行上的事務處理，利用這個功能，用戶可以對存儲在一個行關鍵字下的數據進行原子性的讀-更新-寫操作。
2、Bigtable 允許把數據項用做整數計數器。
3、Bigtable 允許用戶在伺服器的地址空間內執行腳本程序
4、Bigtable 可以和MapRece一起使用，MapRece 是Google 開發的大規模並行計算框架。我們已經開發了一些Wrapper 類，通過使用這些Wrapper 類，Bigtable 可以作為MapRece 框架的輸入和輸出。

Bigtable依賴於google的幾項技術。用GFS來存儲日誌和數據文件；按SSTable文件格式存儲數據；用Chubby管理元數據：
Bigtable是建立在其它的幾個Google基礎構件上的。BigTable 使用Google 的分布式文件系統(GFS)存儲日誌文件和數據文件。BigTable 集群通常運行在一個共享的機器池中，池中的機器還會運行其它的各種各樣的分布式應用程序，BigTable 的進程經消笑辯常要和其它應用的進程共享機器。BigTable 依賴集群管理系統來調度任務、管理共享的機器上的資源、處理機器的故障、以及監視機器的狀態。
BigTable 內部存儲數據的文件是Google SSTable 格式的。SSTable 是一個持久化的、排序的、不可更改的Map 結構，而Map 是一個key-value 映射的數據結構，key 和value 的值都是任意的Byte串，從內部看，SSTable 是一系列的數據塊（通常每個塊的大小是64KB，這個大小是可以配置的）。。SSTable 使用塊索引（通常存儲在SSTable 的最後）來定位數據塊；在打開SSTable的時候，索引被載入到內存。每次查找都可以通過一次磁碟搜索完成：首先使用二分查找法在內存中的索引里找到數據塊的位置，然後再從硬碟讀取相應的數據塊。也可以選擇把整個SSTable 都放在內存中，這樣就不必訪問硬碟了。

BigTable 還依賴一個高可用的、序列化的分布式鎖服務組件，叫做Chubby。Chubby有五個活躍副本，同時只有一個主副本提供服務，副本之間用Paxos演算法維持一致性，Chubby提供了一個命名空間（包括一些目錄和文件），每個目錄和文件就是一個鎖，Chubby的客戶端必須和Chubby保持會話，客戶端的會話若過期則會丟失所有的鎖。

Bigtable 包括了三個主要的組件：鏈接到客戶程序中的庫、一個Master主伺服器和多個Tablet片 伺服器。
Bigtable會將表（table）進行分片，片（tablet）的大小維持在100-200MB范圍，一旦超出范圍就將分裂成更小的片，或者合並成更大的片。每個片伺服器負責一定量的片，處理對其片的讀寫請求，以及片的分裂或合並。片伺服器可以根據負載隨時添加和刪除。這里片伺服器並不真實存儲數據，而相當於一個連接Bigtable和GFS的代理，客戶端的一些數據操作都通過片伺服器代理間接訪問GFS。主伺服器負責將片分配給片伺服器，監控片伺服器的添加和刪除，平衡片伺服器的負載，處理表和列族的創建等。注意，主伺服器不存儲任何片，不提供任何數據服務，也不提供片的定位信息。

客戶端需要讀寫數據時，直接與片伺服器聯系。因為客戶端並不需要從主伺服器獲取片的位置信息，所以大多數客戶端從來不需要訪問主伺服器，主伺服器的負載一般很輕。

Master 伺服器主要負責以下工作：為Tablet 伺服器分配Tablets、檢測新加入的或者過期失效的Table 伺服器、對Tablet 伺服器進行負載均衡、以及對保存在GFS 上的文件進行垃圾收集。除此之外，它還處理對模式的相關修改操作，例如建立表和列族。

我們使用一個三層的、類似B+樹的結構存儲Tablet 的位置信息。

第一層是一個存儲在Chubby 中的文件，它包含了Root Tablet 的位置信息。這個Chubby文件屬於Chubby服務的一部分，一旦Chubby不可用，就意味著丟失了root tablet的位置，整個Bigtable也就不可用了。
第二層是root tablet。root tablet其實是元數據表（METADATA table）的第一個分片，它保存著元數據表其它片的位置。root tablet很特別，為了保證樹的深度不變，root tablet從不分裂。
第三層是其它的元數據片，它們和root tablet一起組成完整的元數據表。每個元數據片都包含了許多用戶片的位置信息。

片的數據最終還是寫到GFS里的，片在GFS里的物理形態就是若干個SSTable文件。下圖展示了讀寫操作基本情況。

BigTable和GFS的關系
集群包括主伺服器和片伺服器，主伺服器負責將片分配給片伺服器，而具體的數據服務則全權由片伺服器負責。但是不要誤以為片伺服器真的存儲了數據（除了內存中memtable的數據），數據的真實位置只有GFS才知道，主伺服器將片分配給片伺服器的意思應該是，片伺服器獲取了片的所有SSTable文件名，片伺服器通過一些索引機制可以知道所需要的數據在哪個SSTable文件，然後從GFS中讀取SSTable文件的數據，這個SSTable文件可能分布在好幾台chunkserver上。
一個簡化的Bigtable結構圖：

結構圖以Webtable表為例，表中存儲了網易、網路和豆瓣的幾個網頁。當我們想查找網路貼吧昨天的網頁內容，可以向Bigtable發出查詢Webtable表的(com..tieba, contents:, yesterday)。

假設客戶端沒有該緩存，那麼Bigtable訪問root tablet的片伺服器，希望得到該網頁所屬的片的位置信息在哪個元數據片中。使用 METADATA.Webtable.com..tieba 為行鍵在root tablet中查找，定位到最後一個比它大的是 METADATA.Webtable.com..www ，於是確定需要的就是元數據表的片A。訪問片A的片伺服器，繼續查找 Webtable.com..tieba ，定位到 Webtable.com..www 是比它大的，確定需要的是Webtable表的片B。訪問片B的片伺服器，獲得數據。

這里需要注意的是，每個片實際都由若干SSTable文件和memtable組成，而且這些SSTable和memtable都是已排序的。這就導致查找片B時，可能需要將所有SSTable和memtable都查找一遍；另外客戶端應該不會直接從元數據表獲得SSTable的文件名，而只是獲得片屬於片伺服器的信息，通過片伺服器為代理訪問SSTable。

5. 分布式開發主要用到什麼

在談分布式系統架構前，我們先來看看，什麼是分布式系統？
假設原來我們有一個系統，代碼量30多萬行。現在拆分成20個小系統，每個小系統1萬多行代碼。
原本代碼之間都是直接基於Spring框架走JVM內存調用，現在拆開來，將20個小系統部署在不同的機器上，然後基於分布式服務框架（比如bbo）搞一個rpc調用，介面與介面之間通過網路通信來進行請求和響應。
所以分布式系統很重要的特點就是服務間要跨網路進行調用。
此外，分布式系統可以大概可以分成兩類。
（一）、底層的分布式系統
比如hadoop hdfs（分布式存儲系統）、spark（分布式計算系統）、storm（分布式流式計算系統）、elasticsearch（分布式搜索系統）、kafka（分布式發布訂閱消息系統）等。
（二）、分布式業務系統
分布式業務系統，把原來用java開發的一個大塊系統，給拆分成多個子系統，多個子系統之間互相調用，形成一個大系統的整體。
舉個例子，假設原來你做了一個OA系統，裡麵包含了許可權模塊、員工模塊、請假模塊、財務模塊，一個工程，裡麵包含了一堆模塊，模塊與模塊之間會互相去調用，1台機器部署。
現在如果你把他這個系統給拆開，許可權系統，員工系統，請假系統，財務系統，4個系統，4個工程，分別在4台機器上部署。
然後一個請求過來，完成這個請求，員工系統去調用許可權系統，調用請假系統，調用財務系統，4個系統分別完成了一部分的事情。
最後4個系統都幹完了以後，才認為是這個請求已經完成了。這就是所謂的分布式業務系統。

6. 分布式存儲是什麼

什麼是分布式存儲系統？
就是將數據分散存儲在多 *** 立的設備上
分布式存儲是什麼？選擇什麼樣的分布式存儲更好？
分布式存儲系統，是將數據分散存儲在多 *** 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。

聯想超融合ThinkCloud AIO超融合雲一體機是聯想針對企業級用戶推出的核心產品。ThinkCloud AIO超融合雲一體機實現了對雲管理平台、計算、網路和存儲系統的無縫集成，構建了雲計算基礎設施即服務的一站式解決方案，為用戶提供了一個高度簡化的一站式基礎設施雲平台。這不僅使得業務部署上線從周縮短到天，而且與企業應用軟體、中間件及資料庫軟體完全解耦，能夠有效提升企業IT基礎設施運維管理的效率和關鍵應用的性能
什麼是分布式數據存儲
定義：

分布式資料庫是指利用高速計算機網路將物理上分散的多個數據存儲單元連接起來組成一個邏輯上統一的資料庫。分布式資料庫的基本思想是將原來集中式資料庫中的數據分散存儲到多個通過網路連接的數據存儲節點上，以獲取更大的存儲容量和更高的並發訪問量。近年來，隨著數據量的高速增長，分布式資料庫技術也得到了快速的發展，傳統的關系型資料庫開始從集中式模型向分布式架構發展，基於關系型的分布式資料庫在保留了傳統資料庫的數據模型和基本特徵下，從集中式存儲走向分布式存儲，從集中式計算走向分布式計算。

特點：

1.高可擴展性：分布式資料庫必須具有高可擴展性，能夠動態地增添存儲節點以實現存儲容量的線性擴展。

2 高並發性：分布式資料庫必須及時響應大規模用戶的讀/寫請求，能對海量數據進行隨機讀/寫。

3. 高可用性：分布式資料庫必須提供容錯機制，能夠實現對數據的冗餘備份，保證數據和服務的高度可靠性。
分布式塊存儲和 分布式文件存儲有是什麼區別
分布式文件系統（dfs）和分布式資料庫都支持存入，取出和刪除。但是分布式文件系統比較暴力，可以當做key/value的存取。分布式資料庫涉及精煉的數據，傳統的分布式關系型資料庫會定義數據元組的schema，存入取出刪除的粒度較小。

分布式文件系統現在比較出名的有GFS（未開源），HDFS（Hadoop distributed file system）。分布式資料庫現在出名的有Hbase，oceanbase。其中Hbase是基於HDFS，而oceanbase是自己內部實現的分布式文件系統，在此也可以說分布式資料庫以分布式文件系統做基礎存儲。
統一存儲和融合存儲以及分布式存儲的區別
統一存儲具體概念：

統一存儲，實質上是一個可以支持基於文件的網路附加存儲（NAS）以及基於數據塊的SAN的網路化的存儲架構。由於其支持不同的存儲協議為主機系統提供數據存儲，因此也被稱為多協議存儲。

基本簡介：

統一存儲（有時也稱網路統一存儲或者NUS）是一個能在單一設備上運行和管理文件和應用程序的存儲系統。為此，統一存儲系統在一個單一存儲平台上整合基於文件和基於塊的訪問，支持基於光纖通道的SAN、基於IP的SAN（iSCSI）和NAS（網路附加存儲）。

工作方式：

既然是一個集中化的磁碟陣列，那麼就支持主機系統通過IP網路進行文件級別的數據訪問，或通過光纖協議在SAN網路進行塊級別的數據訪問。同樣，iSCSI亦是一種非常通用的IP協議，只是其提供塊級別的數據訪問。這種磁碟陣列配置多埠的存儲控制器和一個管理介面，允許存儲管理員按需創建存儲池或空間，並將其提供給不同訪問類型的主機系統。最通常的協議一般都包括了NAS和FC，或iSCSI和FC。當然，也可以同時支持上述三種協議的，不過一般的存儲管理員都會選FC或iSCSI中的一種，它們都提供塊級別的訪問方式，和文件級別的訪問方式（NAS方式）組成統一存儲。
分布式存儲支持多節點，節點是什麼，一個磁碟還是一個主控？
一個節點是存儲節點的簡稱，存儲節點一般是一個存儲伺服器（必然帶控制器），伺服器之間通過高速網路互連。

現在越來越多的存儲伺服器使用arm CPU+磁碟陣列節省能耗，提高「容量能耗比」。
分布式文件系統有哪些主要的類別？
分布式存儲在大數據、雲計算、虛擬化場景都有勇武之地，在大部分場景還至關重要。munity.emc/message/655951 下面簡要介紹*nix平台下分布式文件系統的發展歷史：

1、單機文件系統

用於操作系統和應用程序的本地存儲。

2、網路文件系統（簡稱：NAS）

基於現有乙太網架構，實現不同伺服器之間傳統文件系統數據共享。

3、集群文件系統

在共享存儲基礎上，通過集群鎖，實現不同伺服器能夠共用一個傳統文件系統。

4、分布式文件系統

在傳統文件系統上，通過額外模塊實現數據跨伺服器分布，並且自身集成raid保護功能，可以保證多台伺服器同時訪問、修改同一個文件系統。性能優越，擴展性很好，成本低廉。
分布式存儲都有哪些，並闡述其基本實現原理
神州雲科 DCN NCS DFS2000（簡稱DFS2000）系列是面向大數據的存儲系統，採用分布式架構，真正的分布式、全對稱群集體系結構，將模塊化存儲節點與數據和存儲管理軟體相結合，跨節點的客戶端連接負載均衡，自動平衡容量和性能，優化集群資源，3-144節點無縫擴展，容量、性能歲節點增加而線性增長，在 60 秒鍾內添加一個節點以擴展性能和容量。
什麼是Hadoop分布式文件系統 10分
分布式文件系統（Distributed File System）是指文件系統管理的物理存儲資源不一定直接連接在本地節點上，而是通浮計算機網路與節點相連。

Hadoop是Apache軟體基金會所研發的開放源碼並行運算編程工具和分散式檔案系統，與MapRece和Google檔案系統的概念類似。

HDFS（Hadoop 分布式文件系統）是其中的一部分。
分布式文件存儲系統採用什麼方式
一。分布式Session的幾種實現方式1.基於資料庫的Session共享2.基於NFS共享文件系統3.基於memcached 的session，如何保證 memcached 本身的高可用性？4. 基於resin/tomcat web容器本身的session復制機制5. 基於TT/Redis 或 jbosscache 進行 session 共享。6. 基於cookie 進行session共享或者是：一、Session Replication 方式管理 (即session復制) 簡介：將一台機器上的Session數據廣播復制到集群中其餘機器上 使用場景：機器較少，網路流量較小 優點：實現簡單、配置較少、當網路中有機器Down掉時不影響用戶訪問 缺點：廣播式復制到其餘機器有一定廷時，帶來一定網路開銷二、Session Sticky 方式管理 簡介：即粘性Session、當用戶訪問集群中某台機器後，強制指定後續所有請求均落到此機器上 使用場景：機器數適中、對穩定性要求不是非常苛刻 優點：實現簡單、配置方便、沒有額外網路開銷 缺點：網路中有機器Down掉時、用戶Session會丟失、容易造成單點故障三、緩存集中式管理 簡介：將Session存入分布式緩存集群中的某台機器上，當用戶訪問不同節點時先從緩存中拿Session信息 使用場景：集群中機器數多、網路環境復雜優點：可靠性好 缺點：實現復雜、穩定性依賴於緩存的穩定性、Session信息放入緩存時要有合理的策略寫入二。Session和Cookie的區別和聯系以及Session的實現原理1、session保存在伺服器，客戶端不知道其中的信息；cookie保存在客戶端，伺服器能夠知道其中的信息。 2、session中保存的是對象，cookie中保存的是字元串。 3、session不能區分路徑，同一個用戶在訪問一個網站期間，所有的session在任何一個地方都可以訪問到。而cookie中如果設置了路徑參數，那麼同一個網站中不同路徑下的cookie互相是訪問不到的。 4、session需要藉助cookie才能正常 工作 。如果客戶端完全禁止cookie，session將失效。是無狀態的協議，客戶每次讀取web頁面時，伺服器都打開新的會話......