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大型分布式服务器架构原理解析

作为技术人员,我们都知道:几乎所有的项目,都是由简单到复杂,从单一服务器到集群服务器进行开发。但又有多少人知道这其中的技术原理呢?其实,这并不是那么深奥难懂。那么,就由码先生给您一一道来~ 第一阶段:初始阶段的网站架构 一般来讲,大型网站都是从小型网站发展而来,一开始的架构都比较简单,随着业务复杂和用户量的激增,才开始做很多架构上的改进。当它还是小型网站的时候,没有太多访客,一般来讲只需要一台服务器就够了,这时应用程序、数据库、文件等所有资源都在一台服务器上,网站架构如下图所示: 📷 第二阶段: 应用服务和

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多租户技术

独立数据库 这是第一种方案,即一个租户一个数据库,这种方案的用户数据隔离级别最高,安全性最好,但成本也高。 优点: 为不同的租户提供独立的数据库,有助于简化数据模型的扩展设计,满足不同租户的独特需求; 如果出现故障,恢复数据比较简单。 缺点: 增大了数据库的安装数量,随之带来维护成本和购置成本的增加。 这种方案与传统的一个客户、一套数据、一套部署类似,差别只在于软件统一部署在运营商那里。如果面对的是银行、医院等需要非常高数据隔离级别的租户,可以选择这种模式,提高租用的定价。如果定价较低,产品走低价路线,这种方案一般对运营商来说是无法承受的。 共享数据库,隔离数据架构 这是第二种方案,即多个或所有租户共享 Database,但是每个租户一个 Schema。 优点: 为安全性要求较高的租户提供了一定程度的逻辑数据隔离,并不是完全隔离;每个数据库可以支持更多的租户数量。 缺点: 如果出现故障,数据恢复比较困难,因为恢复数据库将牵扯到其他租户的数据; 如果需要跨租户统计数据,存在一定困难。 共享数据库,共享数据架构 这是第三种方案,即租户共享同一个 Database、同一个 Schema,但在表中通过 TenantID 区分租户的数 据。这是共享程度最高、隔离级别最低的模式。 优点: 三种方案比较,第三种方案的维护和购置成本最低,允许每个数据库支持的租户数量最多。 缺点: 隔离级别最低,安全性最低,需要在设计开发时加大对安全的开发量; 数据备份和恢复最困难,需要逐表逐条备份和还原。 如果希望以最少的服务器为最多的租户提供服务,并且租户接受以牺牲隔离级别换取降低成本,这种方案最适合。

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MyCat:第四章:Mycat中的概念

Mycat中的概念 数据库中间件 前面讲了Mycat是一个开源的分布式数据库系统,但是由于真正的数据库需要存储引擎,而Mycat并没有存储引擎,所以并不是 完全意义的分布式数据库系统。 那么Mycat是什么?Mycat是数据库中间件,就是介于数据库与应用之间,进行数据处理与交互的中间服务。由于前面讲的对数 据进行分片处理之后,从原有的一个库,被切分为多个分片数据库,所有的分片数据库集群构成了整个完整的数据库存储。 如上图所表示,数据被分到多个分片数据库后,应用如果需要读取数据,就要需要处理多个数据源的数据。如果没有数据库中间 件,那么应用将直接面对分片集群,数据源切换、事务处理、数据聚合都需要应用直接处理,原本该是专注于业务的应用,将会 花大量的工作来处理分片后的问题,最重要的是每个应用处理将是完全的重复造轮子。 所以有了数据库中间件,应用只需要集中与业务处理,大量的通用的数据聚合,事务,数据源切换都由中间件来处理,中间件的 性能与处理能力将直接决定应用的读写性能,所以一款好的数据库中间件至关重要。 逻辑库(schema) 逻辑库(schema) 前面一节讲了数据库中间件,通常对实际应用来说,并不需要知道中间件的存在,业务开发人员只需要知道数据库的概念,所以 数据库中间件可以被看做是一个或多个数据库集群构成的逻辑库。 在云计算时代,数据库中间件可以以多租户的形式给一个或多个应用提供服务,每个应用访问的可能是一个独立或者是共享的物 理库,常见的如阿里云数据库服务器RDS。 逻辑表(table) 逻辑表 既然有逻辑库,那么就会有逻辑表,分布式数据库中,对应用来说,读写数据的表就是逻辑表。逻辑表,可以是数据切分后,分 布在一个或多个分片库中,也可以不做数据切分,不分片,只有一个表构成。 分片表 分片表,是指那些原有的很大数据的表,需要切分到多个数据库的表,这样,每个分片都有一部分数据,所有分片构成了完整的 数据。 例如在mycat配置中的t_node就属于分片表,数据按照规则被分到dn1,dn2两个分片节点(dataNode)上。

非分片表 一个数据库中并不是所有的表都很大,某些表是可以不用进行切分的,非分片是相对分片表来说的,就是那些不需要进行数据切 分的表。 如下配置中t_node,只存在于分片节点(dataNode)dn1上。
ER表 关系型数据库是基于实体关系模型(Entity-Relationship Model)之上,通过其描述了真实世界中事物与关系,Mycat中的ER表 即是来源于此。根据这一思路,提出了基于E-R关系的数据分片策略,子表的记录与所关联的父表记录存放在同一个数据分片 上,即子表依赖于父表,通过表分组(Table Group)保证数据Join不会跨库操作。 表分组(Table Group)是解决跨分片数据join的一种很好的思路,也是数据切分规划的重要一条规则。 全局表 一个真实的业务系统中,往往存在大量的类似字典表的表,这些表基本上很少变动,字典表具有以下几个特性: • 变动不频繁 • 数据量总体变化不大 • `数据规模不大,很少有超过数十万条记录。 对于这类的表,在分片的情况下,当业务表因为规模而进行分片以后,业务表与这些附属的字典表之间的关联,就成了比较棘手 的问题,所以Mycat中通过数据冗余来解决这类表的join,即所有的分片都有一份数据的拷贝,所有将字典表或者符合字典表特 性的一些表定义为全局表。 数据冗余是解决跨分片数据join的一种很好的思路,也是数据切分规划的另外一条重要规则。 分片节点(dataNode) 分片节点(dataNode) 数据切分后,一个大表被分到不同的分片数据库上面,每个表分片所在的数据库就是分片节点(dataNode)。 节点主机(dataHost) 数据切分后,每个分片节点(dataNode)不一定都会独占一台机器,同一机器上面可以有多个分片数据库,这样一个或多个分片 节点(dataNode)所在的机器就是节点主机(dataHost),为了规避单节点主机并发数限制,尽量将读写压力高的分片节点 (dataNode)均衡的放在不同的节点主机(dataHost). 分片规则(rule) 分片规则 前面讲了数据切分,一个大表被分成若干个分片表,就需要一定的规则,这样按照某种业务规则把数据分到某个分片的规则就是 分片规则,数据切分选择合适的分片规则非常重要,将极大的避免后续数据处理的难度。 全局序列号(sequence) 全局序列号(

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