谈谈 KV 存储集群的设计要点

Key-value存储系统,是非常普遍的需求,几乎每个在线的互联网后台服务都需要KV存储,我们团队在KV存储方面,经历过几个时期,我自己深感要做好不容易。

这里扯远一点,展开说一下:

第一个时期,很早期的时候,我们的数据存储在mysql表里,按照用户账号简单的分库分表,为了保证访问高并发,利用每个mysql服务器的内存做数据缓存;主备两套分布在不同IDC,业务逻辑自己做副本同步。当时主要的问题是:内存的数据结构扩展困难、运维工作琐碎、数据同步机制本身的缺陷导致不能做异地IDC部署,这些缺点对于业务飞速发展、一地机房已经不够用的局面非常被动

第二个时期,我们设计了新的KV存储系统,其用户数据结构容易扩展、具备可以多地部署的数据同步机制,很好的应对了新时期业务发展的需要。为了设备成本考虑,我们把数据做冷热分离,访问频繁的数据会加载到专门的cache层,且对于不同的访问模型,挂载不同架构的cache,另外一个file层专门做数据持久化。这样的设计,使得架构太复杂,bug收敛速度慢,运维工作相比以前甚至更复杂了。

第三个时期,为了应对普遍的KV存储需求,我们以公共组件的形式重新设计了KV存储,作为团队标准的组件之一,得到了大规模的应用。结合同期抽象出来的逻辑层框架、路由管理等其他组件,团队的公共基础组件和运维设施建设的比较完备了,整个业务的开发和运维实现了标准化。但这个阶段就用了我们团队足足2年多时间。

不同于无数据的逻辑层框架,KV存储系统的架构设计会更复杂、运维工作更繁琐、运营过程中可能出现的状况更多、bug收敛时间会更长。一句话:团队自己做一个KV存储系统是成本很高的,而且也有比较高的技术门槛。

设计一个KV存储,需要考虑至少这些方面:

  1. 如何组织机器的存储介质,通常是内存、磁盘文件;例如用hash的方式组织内存
  2. 如何设计用户的数据结构,使得通用、易于扩展、存储利用率高;例如PB序列化、Json、XML方式
  3. 友好的访问接口,而不只是get / set一整个value
  4. 如何做集群分布、如何sharding、如何做到方便的扩缩容;例如一致性hash算法
  5. 如何做数据冗余、副本间如何同步、一致性问题;副本间如何选举master
  6. 备份与恢复、数据校验与容错
  7. 读写性能
  8. 其他可能的特殊需求:例如我们设计过一个KV存储,用于存储一些公众号的个数不受限粉丝列表

上面八点,业内的KV存储组件一般都会考虑到,或者各有特色,各自优势在伯仲之间。但是综合过去的经验教训,我们觉得有一点很容易被忽视:可运维性、运维自动化、黑盒化运维。

举一个例子,前面提到的我们第二个时期的KV存储系统,刚开始应用的时候,一次扩容过程会有10多步的运维操作,包括load数据、做增量同步、多次修改机器状态、数据比对等等,需要运维同事以高度的责任心来完成。另外就是运维同事必须如该KV存储架构设计者一样深刻理解系统背后的原理和细节,否则就不能很好的执行运维操作,这个要求也非常高,新老交接周期长,还容易出运维事故。

基于上面的考虑,同事为了让用户更容易学习和接受,毫秒服务引擎在redis cluster的基础上,实现了运维web化,并加上了集群的监控。

毫秒服务引擎(msec, 取英文名Mass Service Engine in Cluster的首字母组合)是腾讯一个开源框架,其创作冲动和构建经验,来自QQ后台团队超过10年的运营思考。官网:

毫秒引擎可以通过web界面方便的进行:

  1. 集群概要状态查看
  1. 可以在web上方便的完成日常的运维操作:新搭集群、扩缩容、故障机器的恢复:
  1. 请求量、内存使用、cpu等各种状态信息可直观监控,也可以按IP粒度查看

限于篇幅和时间限制,详细的可见腾讯云服务市场毫秒服务引擎官网,或者微信公众号:msec-engine

原创声明,本文系作者授权云+社区-专栏发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 yunjia_community@tencent.com 删除。

编辑于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏BestSDK

听清华大学教授讲闪存的前世今生:磁盘、硬盘、固态

磁盘自从2000年以来,带宽100兆左右,没有太大的变化,延时也没有太大的变化,往后我觉得即使有优化也不会很大。 另外一个,IBM 2020年要构建一个大的存...

3246
来自专栏IT技术精选文摘

见证微信强大后台架构从0到1的演进历程

1284
来自专栏Java技术

一篇故事告诉你什么是微服务架构!

看到最近“微服务架构”这个概念这么火,作为一个积极上进的程序猿,成小胖忍不住想要学习学习。而架构师老王(不是隔壁老王)最近刚好在做公司基础服务的微服务化研究和落...

743
来自专栏架构师小秘圈

垂直电商架构进化之路

作者:张增、邓良驹,分别为乐视云计算电商云团队负责人,乐视云计算高级开发工程师 来自:高效运维 1. 电商系统发展过程 电商网站在不同时期的架构复杂度有所不同:...

3519
来自专栏腾讯云数据库(TencentDB)

Redis云端架构深入浅出

作者介绍:邹鹏,腾讯云数据库Redis产品负责人,多年数据库、网络安全研发经验。在网络、计算、存储、安全等领域有深入的研究和丰富的产品化经验。 在Redis、M...

9.8K15
来自专栏java技术学习之道

分布式架构的演进过程

1053
来自专栏云计算D1net

混合云的性能管理状态

混合云的性能管理 如今,IT管理员在如何运行关键业务的工作负载方面比以往任何时候都有着更多的选择。其中包括物理,虚拟,本地,云计算,或一些组合。这就是为什么找...

3125
来自专栏Java架构

Java分布式架构的演进过程

1946年,世界上第一台电子计算机在美国的宾夕法尼亚大学诞生,它的名字是:ENICAC ,这台计算机的体重比较大,计算速度也不快,但是而代表了计算机时代的到来,...

1266
来自专栏原创

亿级高并发系统的监控与报警

什么是系统监控 对于功能简单,用户量较少的软件系统,大部分公司不需要额外的监控系统来保证公司业务的正常运行。而当公司发展到一定程度,系统越来越多元化,单一系统也...

3297
来自专栏云计算D1net

私有存储云如何构建?

构建内部的云存储必须考虑到弹性、选择正确的平台、支持工作流,以及批量部署和跟公有云的集成。 随着时间的推移,存储即服务的交付进展惊人。如今,公有云,如Amazo...

2985

扫码关注云+社区