分布式存储的几种架构

1 主备机制

主备机制又称为主从机制，主节点（master）是提供数据的查询和更新服务，备节点（slave）在主节点提供服务期间不提供对外服务。

如图1-1所示，备节点从主节点获取更新消息，或主节点主动广播消息，一旦主节点挂掉，客户端可以通过负载均衡设备切换到备节点继续服务。

图 1-1 主备架构

像redis、mysql等做分布式方案都属于这种设计，通过binlog/oplog同步到备节点。

2 对等机制

集群中每个节点都是一样的对等结构，每一个节点都保存了数据的元信息以及数据，每个节点都提供数据的查询和更新服务，如图2-1：

图 2-1 节点对等机制

在数据容灾方面，集群会对数据进行分片，且分片有多个副本的存在这些节点中，一旦某个节点挂掉，客户端通过某种哈希算法找其它副本即可继续服务。一种更好的表示如图2-2所示：

图 2-2 节点均衡迭代

在针对不同场景的读取和更新的优化上，一般使用QUORUM机制，保证W+R>N即可。

像Cassandra、Dynamo等都属于这种设计

3 数据和集群管理

把集群中数据的元信息以及数据以及集群的管理信息进行分离，数据节点主要根据其元信息管理数据的增删改查，数据节点统一由集群的服务进行管理，集群的管理服务也是分布式，每个管理节点可能是主备，也可能是对等机制。

数据节点启动时，向管理节点汇报服务信息，后续每隔一段心跳时间汇报一下数据节点的状态（包括数据状态、服务健康状态等），若某个数据节点挂掉，心跳不能继续进行，故客户端连接时候，抽取心跳时间间隔内的服务器进行访问即可，如图3-1：

图 3-1 集群管理

针对心跳时间间隔内的服务器突然不可用，客户端可以采取一定优化措施。有些分布式系统为了元数据的统一管理和方便查询，将元数据信息甚至配置信息统一用新的分布式方案进行部署管理。

像Tair、hyperdex等属于这种设计方式。