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[其他DFS] FastCFS数据一致性模型之基础结构 [复制链接]

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日期:2016-08-15 06:20:00
发表于 2021-01-25 17:24 |显示全部楼层
     最近忙着FastCFS v1.2.0的研发工作,主要对数据恢复和master任命机制做了改进,修复了5个稳定性bug,FastCFS的可靠性和稳定性上了一个新台阶。v1.2.0的改进工作和数据一致性密切相关,本文将介绍FastCFS采用的数据一致性模型及基础结构。

     说到数据一致性,大家会想到分布式系统必须符合CAP理论:一个分布式系统,不可能完全满足CAP,只能做到其中的两个,即 CA、AP或CP。

    FastCFS的目标是支持跑数据库,保证数据一致性是基本要求;保证可用性也是分布式系统的一个基本要求,因此FastCFS选择全力做到 CA,弱化P但不是放弃P。严重的网络分区会破坏数据一致性和系统可用性,通常需要人工介入处理异常数据。FastCFS有数据校验和脑裂修复机制,如果短暂的网络分区没有导致数据不一致的话,FastCFS完全可以自愈。FastCFS的leader和master不是基于中心节点,而是以服务器分组为单元自洽的。由此可见FastCFS在架构和实现机制上采用分而治之的局部化做法,最大程度地规避了发生网络分区的风险。

    FastCFS对数据分组采用master/slave结构,对于服务器分组采用leader/follower结构。细心的朋友会有这样的困惑:FastCFS居然有leader和master两种角色,只要其中一种不就可以了吗?二者都是大家所熟知的概念,我相信业界一定有leader + master的做法,但将二者并存于一组服务器,并且以原生方式实现,也许是FastCFS的独创。

    FastCFS采用的是数据强一致模型,客户端的更新操作只能在master上执行,然后master通过RPC调用将更新操作同步给ACTIVE状态(此状态方可提供在线服务)的slave。因服务重启或网络严重抖动等异常导致slave掉线,slave将进入数据恢复阶段,追上master的数据后,才能切换为ACTIVE状态。

    那么引入 leader/follower目的何在呢?因为一组服务器上通常会包含多个数据分组(为了便于集群扩容会预分配较大的数据分组,比如1024个;一组服务器上配置的数据分组建议不少于64个),每个数据分组的master选举如果按照选举流程来一遍,这个消耗太大。因此FastCFS创新地引入leader角色,由leader直接任命其管辖的若干个数据分组的master。一句话总结leader和master的产生机制:leader通过组内服务器选举产生,而master则由leader直接任命。

    最后小结一下,本文介绍了FastCFS采用的数据一致性模型和基础结构,包括leader/follower和master/slave两种。后续文章将讲述FastCFS保证数据一致性的关键点和核心方案,敬请期待。

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