[發明專利]分布式多副本數據存儲方法及裝置

有效

• 申請號: 201310423284.0
• 申請日: 2013-09-17
• 公開（公告）號: CN104468651B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 陳典強;郭斌;韓銀俊;高洪;黃震江;屠要峰
• 申請（專利權）人: 南京中興新軟件有限責任公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L12/24
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;梁麗超

技術領域

本發明涉及通信領域，具體而言，涉及一種分布式多副本數據存儲方法及裝置。

背景技術

云計算（Cloud?Computing）是網格計算（Grid?Computing）、分布式計算（Distributed?Computing）、并行計算（Parallel?Computing）、效用計算（Utility?Computing）、網絡存儲（Network?Storage?Technologies）、虛擬化（Virtualization）以及負載均衡（Load?Balance）等傳統計算機技術和網絡技術發展融合的產物，其旨在通過網絡將多個成本相對較低的計算實體整合成一個具有強大計算能力的系統。分布式緩存是云計算范疇中的一個領域，其作用在于提供海量數據的分布式存儲服務以及高速讀寫訪問的能力。

分布式緩存系統是由若干個服務器節點與客戶端相互連接構成的。服務器節點負責數據的存儲，客戶端可以對服務器進行數據的寫入、讀取、更新、刪除等操作。通常情況下，寫入的數據不可能只保存在單個服務器節點上，而是在多臺服務器節點上保存同一個數據的副本，以互為備份。最常見的存儲模式為主備模式，即，其中一個節點作為主服務器節點（master）而其他服務器節點作為備服務器節點（slave），主服務器節點的身份可以通過選舉或其他算法獲取。為了簡化流程，數據更新一般發生在主服務器節點上，備服務器節點從主服務器節點獲取數據進行同步，而對數據進行訪問則既可以從主服務器節點中獲取數據也可以從備服務器節點中獲取數據，具體由實際情況中訪問的一致性策略所決定。

在分布式緩存系統中，根據一致性以及可用性的要求通常將該數據存儲方式按照NRW進行分類，其中，N表示數據的副本數量，R表示一次數據訪問請求中獲取的數據副本數量，W表示參與一次數據更新請求的最少服務器節點數量（即多少個服務器節點上的數據更新已經完成）。

目前，在相關技術中，分布式的主備存儲系統通常采用322和111的方式存儲數據。比較而言，前者雖然一致性和可用性都很高但是數據需要額外的兩倍存儲空間且因為數據需要存儲三份數據更新會造成訪問開銷也很高，不僅如此，當系統發生單點故障后系統的可用性達到臨界，如果系統再次發生故障則系統將進入不可服務狀態。而后者的數據只有一個副本雖然空間和存儲的開銷很小但是卻無法容忍單點故障，系統的可用性比較差。此外，211和222的存儲方式很少有系統使用，其原因在于：前者主備服務器節點間的數據同步發生在數據更新請求之后，即數據更新請求只保證單節點上數據更新成功，故在網絡較為繁忙或主備資源不一致情況下主備服務器中存儲的數據差異較大，并且當發生單點故障后會造成大量的有效數據丟失，從而使得整個系統的一致性降低；而采用222的方式存儲數據在單點故障時整個系統將會變得不可用。

由此可見，在相關技術中的分布式緩存系統中，如何在保持一致性和可用性要求的前提下降低資源的使用、提高系統對故障的持續容忍性是亟待解決的難題。

發明內容

本發明提供了一種分布式多副本數據存儲方法及裝置，以至少解決在相關技術中的分布式緩存系統中，無法在保持一致性和可用性要求的前提下降低資源的使用、提高系統對故障的持續容忍性的問題。

根據本發明的一個方面，提供了一種分布式多副本數據存儲方法。

根據本發明的分布式多副本數據存儲方法包括：確定分布式緩存系統中的N個服務器節點中存在O個服務器節點發生故障，其中，每個服務器節點均存儲同一個數據副本，N個服務器節點中的R個服務器節點用于客戶端讀取數據副本，N個服務器節點中的W個服務器節點用于客戶端對數據副本進行更新，O個服務器節點為客戶端無法繼續讀取數據副本和/或對數據副本進行更新的臨界值，N、R、W、O均為正整數且O<W、W+R>N；根據N和O的取值調整R和/或W的取值。

優選地，根據N和O的取值調整R和/或W的取值包括：當R>1且W=1時，如果N-O≥1，則R=N-O，W的取值保持不變；當R=1且W>1時，如果N-O≥1，則W=N-O，R的取值保持不變；當R>1且W>1時，如果N-O≥1且R>N-O，則R=N-O，如果N-O≥1且W>N-O，則W=N-O。

優選地，N個服務器節點包括：1個主服務器節點和N-1個備服務器節點；在根據N和O的取值調整R和/或W的取值之前，還包括：判斷在發生故障的O個服務器節點中是否包括主服務器節點；如果是，則從正常工作的剩余的備服務器節點中選取新的主服務器節點。