分布式环境下的数据一致性问题的方案讨论
分布式环境下的数据一致性问题的方案讨论
由于互联网目前越来越强调分布式架构，如果是交易类系统，面临的将会是分布式事务上的挑战。当然目前有很多开源的分布式事务产品，例如java JTA，但是这种解决方案的成本是非常高的，而且实现起来非常复杂，效率也比较低下。对于极端的情况：例如发布，故障的时候都是没有办法保证强一致性的。
首先，在目前的互联网应用中，我们通过一个比较常见的例子，让大家更深入的了解一下分布式系统设计中关于数据一致性的问题。拿我们经常使用的功能来考虑吧，最近网购比较热门，就以京东为例的，我们来看看京东的一个简单的购物流程
用户在京东上下了一个订单，发现自己在京东的账户里面有余额，然后使用余额支付，支付成功之后，订单状态修改为支付成功，然后通知仓库发货。假设订单系统，支付系统，仓库系统是三个独立的应用，是独立部署的，系统之间通过远程服务调用。
订单的有三个状态：I:初始 P:已支付 W:已出库，订单金额100, 会员帐户余额200
如果整个流程比较顺利，正常情况下，订单的状态会变为I->P->W，会员帐户余额100，订单出库。
但是如果流程不顺利了呢?考虑以下几种情况
1：订单系统调用支付系统支付订单，支付成功，但是返回给订单系统数据超时，订单还是I(初始状态)，但是此时会员帐户余额100,会员肯定会马上找京东骂京东，为啥不给老子发货，我都付钱了
2：订单系统调用支付系统成功，状态也已经更新成功，但是通知仓库发货失败，这个时候订单是P(已支付)状态，此时会员帐户余额是100,但是仓库不会发货。会员也要骂京东。
3：订单系统调用支付系统成功，状态也已经更新成功，然后通知仓库发货，仓库告诉订单系统，没有货了。这个时候数据状态和第二种情况一样。
对于情况一的问题，我们来分析一下解决方案，能想到的解决方案如下
1 假设调用支付系统支付订单的时候先不扣钱，订单状态更新完成之后，在通知支付系统你扣钱
如果采用这种设计方案，那么在同一时刻，这个用户，又支付了另外一笔订单，订单价格200，顺利完成了整个订单支付流程，由于当前订单的状态已经变成了支付成功，但是实际用户已经没有钱支付了，这笔订单的状态就不一致了。即使用户在同一个时刻没有进行另外的订单支付行为，通知支付系统扣钱这个动作也有可能完不成，因为也有可能失败，反而增加了系统的复杂性。
2 订单系统自动发起重试，多重试几次，例如三次，直到扣款成功为止。
这个看起来也是不错的考虑，但是和解决方案一样，解决不了问题，还会带来新的问题，假设订单系统第一次调用支付系统成功，但是没有办法收到应答，订单系统又发起调用，完了，重复支付，一次订单支付了200。
假设支付系统正在发布，你重试多少次都一样，都会失败。这个时候用户在等待，你怎么处理?
3 在第二种方案的基础上，我们先解决订单的重复支付行为，我们需要在支付系统上对订单号进行控制，一笔订单如果已经支付成功，不能在进行支付。返回重复支付标识。那么订单系统根据返回的标识，更新订单状态。
接下来解决重试问题，我们假设应用上重试三次，如果三次都失败，先返回给用户提示支付结果未知。假设这个时候用户重新发起支付，订单系统调用支付系统，发现订单已经支付，那么继续下面的流程。如果会员没有发起支付，系统定时(一分钟一次)去核对订单状态，如果发现已经被支付，则继续后续的流程。
这种方案，用户体验非常差，告诉用户支付结果未知，用户一定会骂你，你丫咋回事情，我明明支付了，你告诉我未知。假设告诉用户支付失败，万一实际是成功的咋办。你告诉用户支付成功，万一支付失败咋办。
4 第三种方案能够解决订单和支付数据的一致性问题，但是用户体验非常差。当然这种情况比较可能是少数，可以牺牲这一部分的用户体验，我们还有没有更好的解决方案，既能照顾用户体验，又能够保证资金的安全性。
我们再回来看看第一种方案，我们先不扣钱，但是有木有办法让这一部分钱不让用户使用，对了，我们先把这一部分钱冻结起来。订单系统先调用支付系统成功的时候，支付系统先不扣钱，而是先把钱冻结起来，不让用户给其他订单支付，然后等订单系统把订单状态更新为支付成功的时候，再通知支付系统，你扣钱吧，这个时候支付系统扣钱，完成后续的操作。
看起来这个方案不错，我们仔细在分析一下流程，这个方案还存在什么问题，假设订单系统在调用支付系统冻结的时候，支付系统冻结成功，但是订单系统超时，这个时候返回给用户，告知用户支付失败，如果用户再次支付这笔订单，那么由于支付系统进行控制，告诉订单系统冻结成功，订单系统更新状态，然后通知支付系统，扣钱吧。如果这个时候通知失败，木有问题，反正钱都已经是冻结的了，用户不能用，我只要定时扫描订单和支付状态，进行扣钱而已。
那么如果变态的用户重新拍下来一笔订单,100块钱，对新的订单进行支付，这个时候由于先前那一笔订单的钱被冻结了，这个时候用户余额剩余100，冻结100，发现可用的余额足够，那就直接在对用户扣钱。这个时候余额剩余0，冻结100。先前那一笔怎么办，一个办法就是定时扫描，发现订单状态是初始的话，就对用户的支付余额进行解冻处理。这个时候用户的余额变成100，订单数据和支付数据又一致了。假设原先用户余额只有100，被冻结了，用户重新下单，支付的时候就失败了啊，的确会发生这一种情况，所以要尽可能的保证在第一次订单结果不明确的情况，尽早解冻用户余额，比如10秒之内。但是不管如何快速，总有数据不一致的时刻，这个是没有办法避免的。
上面分析解决了第一个的问题以及相应的方案，发现在数据分布的环境下，很难绝对的保证数据一致性(任何一段区间)，但是有办法通过一种补偿机制，最终保证数据的一致性。
下面再分析一下第二个问题：订单系统调用支付系统成功，状态也已经更新成功，但是通知仓库发货失败，这个时候订单是P(已支付)状态，此时会员帐户余额是100,但是仓库不会发货。会员也要骂京东。
通过上面的分析，这个相对来说是比较简单的，我可以采取重试机制，如果发现通知仓库发货失败，就一致重试，
这里面有两种方式：
1 异步方式：通过类似MQ(消息通知)的机制，这个是异步的通知
2 同步调用：类似于远程过程调用
对于同步的调用的方式，比较简单，我们能够及时获取结果;对于异步的通知，就必须采用请求，应答的方式进行，这一点在(关于分布式系统的数据一致性问题(一))里面有介绍。这里面就不再阐述。
来看看第三个问题：订单系统调用支付系统成功，状态也已经更新成功，然后通知仓库发货，仓库告诉订单系统，没有货了。这个时候数据状态和第二种情况一样。
我觉得这是一个很有意思的问题，我们还是考虑几种解决的方案
1 在会员下单的时刻，就告诉仓库，我要你把货物留下来，
2 在会员支付订单时候，在支付之前检查仓库有没有货，如果没有货，就告知会员木有货物了
3 如果会员支付成功，这个时候没有货了，就会退款给用户或者等待有货的时候再发货
正常情况，京东的仓库一般都是有货的，所以影响到的会员很少，但是在秒杀和营销的时候，这个时候就不一定了，我们考虑假设仓库有10台iphone
如果采用第一种方案，
1 在会员下单的时候，相当于库存就减1，那么用户恶意拍下来，没有去支付，就影响到了其他用户的购买。京东可以设置一个订单超时时间，如果这段时间内没有支付，就自动取消订单
2 在会员支付之前，检查仓库有货，这种方案了，对于用户体验不好，但是对于京东比较好，至少我东西都卖出去了。那些没有及时付款的用户，只能投诉了京东无故取消订单
3 第三种方案，这个方案体验更不好，而且用户感觉受到京东欺诈，但是对于京东来说，比第二种方案更有益，毕竟我还可以多卖出一点东西。
个人觉得，京东应该会采用第二种或者第三种方式来处理这类情况，我在微博上搜索了“京东无故取消订单”，发现果真和我预料的处理方式。不过至于这里的无故取消是不是技术上的原因我不知道，如果真的是技术上的原因，我觉得京东可以采用不同的处理方案。对于秒杀和促销商品，可以考虑第一种方案，大多数人都会直接付款，毕竟便宜啊，如果用户抢不到便宜的东西，抱怨当然很大了。这样可以照顾大多数用户的体验。对于一般的订单，可以采用第二种或者第三种方式，这种情况下，发生付款之后仓库没有货的情况会比较少，并且就算发生了，用户也会觉得无所谓，大不了退钱吗，这样就可以实现自己的利益最大化而最低程度的减少用户体验。
而铁道部在这个问题上，采用的是第一种方案，为什么和京东不一样，就是因为用户体验，如果用户把票都买了，你告诉我木有票了，旅客会杀人的。哈哈，不过铁道部不担心票卖不出去，第一种方案对他影响没有什么。
说了这么多，就是说分布式环境下(数据分布)要任何时刻保证数据一致性是不可能的，只能采取妥协的方案来保证数据最终一致性。这个也就是著名的CAP定理。
在前面的文章中，介绍了关于分布式系统中数据一致性的问题，这一篇主要介绍CAP定理以及自己对CAP定理的了解。
CAP定理是2000年，由 Eric Brewer 提出来的。Brewer认为在分布式的环境下设计和部署系统时，有3个核心的需求，以一种特殊的关系存在。这里的分布式系统说的是在物理上分布的系统，比如我们常见的web系统。
这3个核心的需求是：Consistency，Availability和Partition Tolerance，赋予了该理论另外一个名字 - CAP。
Consistency：一致性，这个和数据库ACID的一致性类似，但这里关注的所有数据节点上的数据一致性和正确性，而数据库的ACID关注的是在在一个事务内，对数据的一些约束。
Availability：可用性，关注的在某个结点的数据是否可用，可以认为某一个节点的系统是否可用，通信故障除外。
Partition Tolerance：分区容忍性，是否可以对数据进行分区。这是考虑到性能和可伸缩性。
为什么不能完全保证这个三点了，个人觉得主要是因为一旦进行分区了，就说明了必须节点之间必须进行通信，涉及到通信，就无法确保在有限的时间内完成指定的行文，如果要求两个操作之间要完整的进行，因为涉及到通信，肯定存在某一个时刻只完成一部分的业务操作，在通信完成的这一段时间内，数据就是不一致性的。如果要求保证一致性，那么就必须在通信完成这一段时间内保护数据，使得任何访问这些数据的操作不可用。
如果想保证一致性和可用性，那么数据就不能够分区。一个简单的理解就是所有的数据就必须存放在一个数据库里面，不能进行数据库拆分。这个对于大数据量，高并发的互联网应用来说，是不可接受的。
我们可以拿一个简单的例子来说明：假设一个购物系统，卖家A和卖家B
做了一笔交易100元，交易成功了，买家把钱给卖家。
这里面存在两张表的数据：Trade表Account表，涉及到三条数据
Trade(100),Account A ,Account B
假设 trade表和account表在一个数据库，那么只需要使用数据库的事务，就可以保证一致性，同时不会影响可用性。但是随着交易量越来越大，我们可以考虑按照业务分库，把交易库和account库单独分开，这样就涉及到trade库和account库进行通信，也就是存在了分区，那么我们就不可能同时保证可用性和一致性。
我们假设初始状态
trade(buyer,seller,tradeNo,status) = trade(A,B,20121001,I)
account(accountNo,balance) = account(A,300)
account(accountNo,balance) = account(B,10)
在理想情况下，我们期望的状态是
trade(buyer,seller,tradeNo,status) = trade(A,B,20121001,S)
account(accountNo,balance) = account(A,200)
account(accountNo,balance) = account(B,110)
但是考虑到一些异常情况
假设在trade(20121001,S)更新完成之后，帐户A进行扣款之前，帐户A进行了另外一笔300款钱的交易，把钱消费了，那么就存在一个状态
trade(buyer,seller,tradeNo,status) = trade(A,B,20121001,S)
account(accountNo,balance) = account(B,10)
产生了数据不一致的状态
由于这个涉及到资金上的问题，对资金要求比较高，我们必须保证一致性，那么怎么办，只能在进行trade(A,B,20121001)交易的时候，对于任何A的后续交易请求trade(A,X,X)，必须等到A完成之后，才能够进行处理，也就是说在进行trade(A,B,20121001)的时候，Account(A)的数据是不可用的。
任何架构师在设计分布式的系统的时候，都必须在这三者之间进行取舍。首先就是是否选择分区，由于在一个数据分区内，根据数据库的ACID特性，是可以保证一致性的，不会存在可用性和一致性的问题，唯一需要考虑的就是性能问题。对于可用性和一致性，大多数应用就必须保证可用性，毕竟是互联网应用，牺牲了可用性，相当于间接的影响了用户体验，而唯一可以考虑就是一致性了。
牺牲一致性
对于牺牲一致性的情况最多的就是缓存和数据库的数据同步问题，我们把缓存看做一个数据分区节点，数据库看作另外一个节点，这两个节点之间的数据在任何时刻都无法保证一致性的。在web2.0这样的业务，开心网来举例子，访问一个用户的信息的时候，可以先访问缓存的数据，但是如果用户修改了自己的一些信息，首先修改的是数据库，然后在通知缓存进行更新，这段期间内就会导致的数据不一致，用户可能访问的是一个过期的缓存，而不是最新的数据。但是由于这些业务对一致性的要求不太高，不会带来太大的影响。
异常错误检测和补偿
还有一种牺牲一致性的方法就是通过一种错误补偿机制来进行，可以拿上面购物的例子来说，假设我们把业务逻辑顺序调整一下，先扣买家钱，然后更新交易状态，在把钱打给卖家
我们假设初始状态
account(accountNo,balance) = account(A,300)
account(accountNo,balance) = account(B,10)
trade(buyer,seller,tradeNo,status) = trade(A,B,20121001,I)
那么有可能出现
account(accountNo,balance) = account(A,200)
trade(buyer,seller,tradeNo,status) = trade(A,B,20121001,S)
那么就出现了A扣款成功，交易状态也成功了，但是钱没有打给B，这个时候可以通过一个时候的异常恢复机制，把钱打给B，最终的情况保证了一致性，在一定时间内数据可能是不一致的，但是不会影响太大。
上面的异常检测恢复机制(事后补偿)，这种机制其实还是有限制，首先对于分区检测操作，不同的业务涉及到的分区操作可能不一样。所以这只能作为一种思想，不能做一个通用的解决方案。
分布式设计与开发(二)_几种必须了解的分布式算法
分布式设计与开发（二）------几种必须了解的分布式算法 分布式设计与开发中有些疑难问题必须借助一些算法才能解决，比如分布式环境一致性问题，感觉以下分布式算法是必须了解的（随着学习深入有待添加）： ?Paxos算法 ?一致性Hash算法 Paxos算法 1）问题描述 分布式中有这么一个疑难问题，客户端向一个分布式集群的服务端发出一系列更新数据的消息，由于分布式集群中的各个服务端节点是互为同步数据的，所以运行完客户端这系列消息指令后各服务端节点的数据应该是一致的，但由于网络或其他原因，各个服务端节点接收到消息的序列可能不一致，最后导致各节点的数据不一致。举一个实例来说明这个问题，下面是客户端与服务端的结构图： 当client1、client2、client3分别发出消息指令A、B、C时，Server1~4由于网络问题，接收到的消息序列就可能各不相同，这样就可能由于消息序列的不同导致Server1~4上的数据不一致。对于这么一个问题，在分布式环境中很难通过像单机里处理同步问题那么简单，而Paxos算法就是一种处理类似于以上数据不一致问题的方案。 2）算法本身 算法本身我就不进行完整的描述和推导，网上有大量的资料做了这个事情，但我学习以后感觉莱斯利·兰伯特（Leslie Lamport，paxos算法的奠基人，此人现在在微软研究院）的Paxos Made Simple是学习paxos 最好的文档，它并没有像大多数算法文档那样搞一堆公式和数学符号在那里吓唬人，而是用人类语言让你搞清楚Paxos要解决什么问题，是如何解决的。这里也借机抨击一下那些学院派的研究者，要想让别人认可你的成果，首先要学会怎样让大多数人乐于阅读你的成果，而这个描述Paxos算法的文档就是我们学习的榜样。 言归正传，透过Paxos算法的各个步骤和约束，其实它就是一个分布式的选举算法，其目的就是要在一堆消息中通过选举，使得消息的接收者或者执行者能达成一致，按照一致的消息顺序来执行。其实，以最简单的想法来看，为了达到大伙执行相同序列的指令，完全可以通过串行来做，比如在分布式环境前加上一个FIFO 队列来接收所有指令，然后所有服务节点按照队列里的顺序来执行。这个方法当然可以解决一致性问题，但
数据库实时同步技术解决方案
数据库实时同步技术解决方案 一、前言 随着企业的不断发展，企业信息化的不断深入，企业内部存在着各种各样的异构软、硬件平台，形成了分布式异构数据源。当企业各应用系统间需要进行数据交流时，其效率及准确性、及时性必然受到影响。为了便于信息资源的统一管理及综合利用，保障各业务部门的业务需求及协调工作，常常涉及到相关数据库数据实时同步处理。基于数据库的各类应用系统层出不穷，可能涉及到包括ACCESS、SQLSERVER、ORACLE、DB2、MYSQL等数据库。目前国内外几家大型的数据库厂商提出的异构数据库复制方案主要有：Oracle的透明网关技术，IBM的CCD表（一致变化数据表）方案，微软公司的出版者/订阅等方案。但由于上述系统致力于解决异构数据库间复杂的交互操作，过于大而全而且费用较高，并不符合一些中小企业的实际需求。 本文结合企业的实际应用实践经验，根据不同的应用类型，给出了相应的数据库实时同步应用的具体解决方案，主要包括： (1) SQLSERVER 到SQLSERVER 同步方案 (2) ORACLE 到SQLSERVER 同步方案 (3) ACCESS 到SQLSERVER/ORACLE 同步方案
二、异构数据库 异构数据库系统是相关的多个数据库系统的集合，可以实现数据的共享和透明访问，每个数据库系统在加入异构数据库系统之前本身就已经存在，拥有自己的DMBS。异构数据库的各个组成部分具有自身的自治性，实现数据共享的同时，每个数据库系统仍保有自己的应用特性、完整性控制和安全性控制。异构数据库的异构性主要体现在以下几个方面： 1、计算机体系结构的异构 各数据库可以分别运行在大型机、小型机、工作站、PC嵌入式系统中。 2、基础操作系统的异构 各个数据库系统的基础操作系统可以是Unix、Windows NT、Linux等。 3、DMBS本身的异构 可以是同为关系型数据库系统的Oracle、SQL Server等，也可以是不同数据模型的数据库，如关系、模式、层次、网络、面向对象，函数型数据库共同组成一个异构数据库系统。 三、数据库同步技术
分布式数据库系统及其一致性方法研究
２００７年第２４卷第１０期微电子学与计算机 １引言 分布式数据库系统在系统结构上的真正含义是指物理上分布、逻辑上集中的分布式数据库结构。数据在物理上分布后，由系统统一管理，用户看到的似乎不是一个分布式数据库，而是一个数据模式为全局数据模式的集中式数据库［１￣５］。 分布式数据库系统包括两个重要组成部分：分布式数据库和分布式数据库管理系统。分布式数据库系统具有位置透明性和复制透明性，使用户看到的系统如同一个集中式系统。分布式数据库系统分为三类：同构同质型ＤＤＢＳ、同构异质型ＤＤＢＳ和异构ＤＤＢＳ。同构同质型ＤＤＢＳ是指各个场地都采用同一类型的数据模型，并且是同一型号数据库管理系统；同构异质型ＤＤＢＳ是指各个场地都采用同一类型的数据模型，但是数据库管理系统是不同型号的；异构型ＤＤＢＳ是指各个场地的数据模型是不同的类型。 分布式结构是相对于集中式结构而言的。从数据处理的角度来说，典型的集中式结构是数据集中存放和处理，用户通过远程终端或通过网络连接来共享集中存放的数据。分布式结构则是将数据及其处理分散在不同场地，各场地各自管理一部分数据，同时又通过网络系统相互连接。各场地的用户除可以访问和处理本地数据外，也可以访问和处理别的场地的数据。分布式数据库是典型的分布式结构。它包括对数据的分布存储和对事务的分布处理。设计一个分布式数据库系统会遇到许多集中式数据库设计中所没有的问题，一致性是其中必须认真对待和解决的主要问题。 ２ＤＤＢＳ的体系结构 ２．１综合型体系结构 综合型体系结构是指在综合权衡用户需求之后，设计出分布的数据库，然后再设计出一个完整的ＤＢＭＳ，把ＤＢＭＳ的功能按照一定的决策分散配置在一个分布的环境中。每个结点的ＤＢＭＳ均熟知整个网络的情况，也了解其它结点的情况。从整体上，各结点组成一个完整的系统，它们之间是靠进程通讯的手段来维持互访连接，如图１所示。２．２联合型体系结构 联合型体系结构是指每个结点上先有ＤＢＭＳ，以此为基础，再建立分布式环境以实现互访连接。若各个结点的局部ＤＢＭＳ支持同一种数据模式和 分布式数据库系统及其一致性方法研究 刘萍芬，马瑞芳，王军 （西安交通大学电信学院，陕西西安７１００４９） 摘要：分布式数据库系统是数据库领域中的一个主要研究方向，数据一致性维护是分布式数据库系统中的一个非常关键的技术问题。在分析分布式数据库系统体系结构的基础上，讨论了两种一致性方法：两阶段提交和复制服务器，并提出一种具有复制服务器的分布式数据库系统的结构框架，它具有有效性和实用性。 关键词：分布式数据库系统；一致性；两阶段提交；复制服务器 中图分类号：ＴＰ３１文献标识码：Ａ文章编号：１０００－７１８０（２００７）１０－０１３７－０３ ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＤａｔａｂａｓｅＳｙｓｔｅｍａｎｄＤａｔａＣｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ ＬＩＵＰｉｎｇ－ｆｅｎ，ＭＡＲｕｉ－ｆａｎｇ，ＷＡＮＧＪｕｎ （ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｔｉｎｇ，Ｘｉ′ａｎＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ′ａｎ７１００４９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｄａｔａｂａｓｅｓｙｓｔｅｍｉｓａｍａｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｒｅｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｄａｔａｂａｓｅｆｉｅｌｄ．Ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇｔｈｅｄａｔａｃｏｎｓｉｓ－ｔｅｎｃｙｉｓａｃｒｉｔｉｃａｌｔｅｃｈｎｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍｉｎｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｄａｔａｂａｓｅｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｗｏｍｅｔｈｏｄｓｏｆｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇｄａｔａｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙｂａｓｅｄｏｎａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｄａｔａｂａｓｅｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈａｒｅ２ＰＣａｎｄｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｅｒｖ－ｅｒ．Ｔｈｅｎｔｈｅｐａｐｅｒｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄａｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｄａｔａｂａｓｅｆｒａｍｅｗｏｒｋｗｈｉｃｈｈａｖｅｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｅｒｖｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ａｎｄｉｔｉｓｅｆｆｅｃ－ｔｉｖｅａｎｄａｐｐｌｉｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｄａｔａｂａｓｅｓｙｓｔｅｍ；ｄａｔａｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ；２ＰＣ；ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｅｒｖｅｒ 收稿日期：２００６－１０－２７ １３７
能源大数据中心建设方案
大数据实验室建设方案
目录 1概述 (3) 1.1建设背景 (3) 1.2建设现状 (4) 2总体设计 (5) 2.1总体架构 (5) 2.2分步实施方案 (6) 2.2.1一期：实现大数据教学实验入口，建立稳定可靠的大数据实验平台 (6) 2.2.2二期：基于大数据领域的深入拓展研究 (7) 3详细设计 (9) 3.1一期建设内容 (9) 3.1.1机房装修建议方案 (9) 3.1.2云存储平台 (25) 3.1.3大数据实验平台 (29) 3.1.4桌面虚拟化 (96) 3.1.5教学云盘 (98) 3.2二期建设内容 (106) 3.2.1深度学习平台 (106) 3.2.2数据立方大数据库 (111) 3.2.3数据挖掘平台 (117) 3.2.4数据可视化 (122) 3.2.5物联网智能硬件服务平台 (127) 4建设意义 (132) 5规格配置 (134)
1概述 1.1建设背景 随着移动互联网、云计算、物联网的快速发展，特别是智能手机端博客、社交网络、位置服务（LBS）等信息发布方式的不断涌现，数据正以前所未有的速度在不断地增长和累积，全球在2010年正式进入ZB 时代，根据IDC监测，人类自有史以来所有数据量大约每18 个月翻一番，意味着人类在最近18个月产生的数据量相当于之前产生的全部数据量，预计到2020 年，全球将总共拥有35ZB的数据量，是2010年的近30倍，大数据时代已经来到。 在海量数据面前，大数据人才无疑是其中最关键环节之一，然而，不论国内外，大数据人才却紧缺相当稀缺，在未来5-10年，我国大数据市场规模年均增速将超过30%，而大数据人才缺口将突破150万，目前大数据人才平均月薪达1.5万，在BAT发布的招聘职位中，大数据人才超过60%。我校为顺应新形式的发展，着手建立大数据学院，创建大数据实验室、大数据实验平台，开设大数据教学培训，实现我校教学科研一体化流程，将为我校增加学生就业机会和薪资水平，提高师资水平，逐步培养当今互联网时代IT行业的大数据人才起到至关重要的作用。 而大数据学科方向是一门交叉专业方向，与不同专业相结合可以发展成特定方向的专业或研究领域。经济金融学、应用数学、统计学、计算机科学等传统专业方向与大数据学科方向相结合表现出多样化的差异特征，包括专业研究方向与社会需求岗位在内。除了课堂学习，通过实验来加深理解和提高实际应用操作能力也是主要途径。调查表明，当前大数据涉及到很多内容，如大数据实验、数据分析、数据挖掘、数据可视化等，其中的很多实验，都无法在我校现有的实验室中完成。因此，我校建设专门的大数据实验室就显得非常重要。
数据业务的数据一致性管理办法
数据业务的数据一致性管理办法 第一章总则 随着数据业务的迅猛发展，数据不一致问题逐渐显现。数据不一致性产生的成因复杂，由此造成业务、计费及服务等一系列问题。为了进一步规范数据业务的数据一致性管理工作，广东公司数据部特制定本办法。 本管理办法适用范围包括但不限于数据业务涉及的系统、业务、营销活动的数据一致性管理工作。广东省范围数据业务的数据一致性管理工作应遵守本办法，各相关部门及地市公司需致力提高数据业务数据的准确性、完整性、时效性，从而保证各渠道的数据一致性。 第二章概况 数据业务的数据不一致性危害非常大，各相关部门及地市公司务必深刻认识到严重性，重视数据一致性管理工作。 、、数据不一致性的成因 数据业务各个系统平台的建设时间不同、分工不同，整体规划又是在实践中不断得以完善。由于同步数据交互环节的多样性、数据业务开通渠道不统一、数据业务逻辑复杂、数据业务流程和管理制度不完善等原因，导致产生不一致数据。 、、数据不一致性的危害性 首先，资费争议，用户有计费而无享受到服务，易引发客户对计 费不满投诉。然后，收入流失风险，用户享受到服务而无计费，易引发
合作伙伴对结算费用质疑。其次，用户服务争议，可能导致客户业务受理请求无法通过正常渠道受理，引发用户对于服务质量的投诉，影 响业务正常推广。最后，影响深度营销效果，各种营销活动开展涉及的数据不准确，相应营销效果大打折扣。 、、数据一致性的重要意义 数据业务的数据一致性非常重要，此项工作的提升有利于降低客户服务投诉、提高客户满意度、提升企业整体竞争力等，能够促进发现系统中存在的风险与漏洞，及时进行处理避免经济损失。 第三章数据一致性的闭环管理 数据业务的数据涉及维度甚广，包括但不限于系统、业务、营销活动，既有技术问题也有管理问题，任何环节的疏漏和失误都会导致 问题发生，需要对每个环节进行严格把控。各相关部门及地市公司需从事前科学防范、事中监控处理、事后总结提升三个环节开展工作，形成科学的数据业务数据一致性动态闭环管理。 、、事前环节，科学防范 1、建立多方沟通协调的常态化工作体系 由于数据业务的数据涉及环节众多，需要建立一个能够顺利进行 多部门间沟通和协调的常态化工作体系，包括各业务部门、地市公司、网管、业务平台厂家、业务负责人、营销活动负责人等等，明确各主体所承担的工作职责，提高各主体重视数据一致性的意识，以便在开展 数据业务一致性工作中沟通协调，并且保证出现数据不一致问题时及
PaxosRaft 分布式一致性算法原理剖析及其在实战中的应用
基础架构事业群-数据库技术-数据库内核 何登成 Paxos/Raft 分布式一致性算法原理剖析及其在实战中的应用
目录Contents Consensus Problem Basic Paxos Multi-Paxos and Raft 实战分析 参考资料
定义：The consensus problem requires agreement among a number of processes (or agents) for a single data value.
?理解Consensus 问题的关键 ?绝对公平，相互独立：所有参与 者均可提案，均可参与提案的决 策 ?针对某一件事达成完全一致：一 件事，一个结论 ?已经达成一致的结论，不可被推 翻 ?在整个决策的过程中，没有参与 者说谎 ?晚饭吃什么？ 炉鱼食堂同乐会 炉鱼炉鱼 炉鱼 Consensus Algorithm
Consensus Algorithm：Basic Paxos ?Basic Paxos ?一个或多个Servers可以发起提案（Proposers） ?系统必须针对所有提案中的某一个提案，达成一致 ?何谓达成一致？系统中的多数派同时认可该提案?最多只能针对一个确定的提案达成一致 ?Liveness (只要系统中的多数派存活，并且可以相互通信)?整个系统一定能够达成一致状态，选择一个确定的提案
Basic Paxos：Components ?Proposers ?Active：提案发起者（value） ?处理用户发起的请求 ?Acceptors ?Passive：参与决策，回应 Proposers的提案 ?存储accept的提案（value）， 存储决议处理的状态 ?Learners ?Passive：不参与决策，从 Proposers/Acceptors学习最新 达成一致的提案（value）?本文接下来的部分，一个Server同时具有Proposer和Acceptor两种角色，Learner角色逻辑简单，暂时不讨论
分布式数据处理
分布式数据处理 整个70年代中期，流行的思想是利用大型设备采用集中信息服务的方式来争取公司信息服务的全面性和综合性。随着规模的扩大，灵活性就降低了，这就削弱了信息服务部门的响应能力。这种响应能力的减弱是取消集中方式的主要原因；另一个原因是计算机硬件成本的迅速 降低, □分布式数据处理的含义 分散的选择方案就是分布式数据处理（DDP）方案。分布式数据处理不仅是一种技术上的概念 ， 也是一种结构上的概念。分布式数据处理的概念是建立在集中和分散这两种信息服务都能实 现的总则基砒上的" 集中/分散的问题归结起来就是建立综合的信息系统（集中）和对用户服务（分散）这两者结合 的问题，规模的大小已不再是争论点。从理论上来说，分布式数据处理将这两个领域能最好地结合在一起。计算机系统不仅能连接到所有的业务领域，而且能致力于各业务领域的应用。 由于所有的分布式系统都用一个网络联在一起，所以信息系统的综合也就很容易实现了。 公司应诊认识到分布式处理系统会貝右枚高的运行效率，因为其中某个计算机系统的失效并不危及整个公司的工作。事实上，在一个设计周到的分布式数据处理系统中，任何一个计算机子系统都能用来使整个系统正’ □分布式数据处理的范围 在分布式数据处理系统中，计算机组成网络，每台计算机可以与一台或多台其它计算机联结起来。分布式数据处理网络一般按照地理位置或功能来考虑设计，而大多数网络是这两方面的结合° 分布式数据处理也是一个经常使用的术语，它与日常所说的意思不同，很容易被用户和信息 服务工作人员误解。由于缺乏统一的认识，所以经常导致一些问题得不到解决。例如：“分 布的内容是什么？”“分布到什么程度才能最好地满足公司的需要？”下面所列的部分或全部內容部可以用丁分布式罟息朋务系统： 1. 输入/谕Fi 2. 处 II! 3. 4. 5. 3. : 在考虑任一信息服务改革尝试之前，应首先解决哪一方面要分布，以及哪一方面要分布到什 么程度的问題。 □分布式数据处理的控制 卫星计算机系统和分布式数据处理系统的中心能够通过集中的信息服务部门（由业务领域所分派的）或决策组织（其中用户和信息服务分担管理责任）来控制。无论哪一种情况，为了保持公司数据库的兼容性、一致性和信息处理的综合性， 1.评价和选择彼件 2. 3.
能源行业大数据安全系统解决方案设计
能源行业数据安全解决方案 一、能源行业行业背景 能源行业是国家的支柱行业，也是政府大力支持的核心产业之一。办公自动化(OA)、生产管理、机械自动化控制、ERP、财务管理等信息化管理手段已在能源行业广泛应用。 信息技术的发展对于能源行业有着革命性的意义，为了完善企业生产、管理，发展更新更好更为先进的专业应用平台，企业需要累积大量的信息数据。能源行业已从基础的生产自动化逐步向管理信息化发展，以提高自身在国内国际的竞争力，从而提高企业效益。信息化的发展极大推动了电力、水利、石油、煤矿产业的发展，信息技术大幅度提高企业的内部管理效率、降低管理所需成本、提高生产效率及价值链竞争效率。 数据资料在各种系统中起到重要决策依据的能源行业，如何确保数据的安全，完善信息化管理也是目前急需解决的问题。 二、需求分析 能源行业主要的数据为历史积累数据、生产控制系统数据、企业管理数据、办公文档及财务管理数据等。 根据能源行业的自身特点，数据多样化、信息量庞大以及计算机分散是其数据安全管理的难点，各部门、各科室、分支机构地域分散，而如何将分散的数据集中备份、集中管理、防止泄漏是我们解决的重点，下图向您展示了能源行业网络结构图。
根据数据的重要性，需要实现对各服务器数据库、数据进行备份，当服务器数据丢失或损坏时能够以最快速度恢复生产和管理，减少生产中断时间。自动备份企业各部门的办公、管理、财务等数据，有效防止数据丢失或损坏。PYD信息防泄漏系统还能够为企业提供了全面的信息防泄漏保护，有效防止因重要管理数据泄漏造成的不可弥补的损失。 三、软件向能源行业提供的全面数据安全解决方案 在信息化管理中还意味着有以下令人堪忧的隐患： 硬件设备损坏、磁盘逻辑错误、应用程序故障，导致关键数据丢失、业务中断； 人为误操作、破坏，导致数据丢失或系统无法正常运行； 病毒破坏、黑客攻击、操作系统故障导致数据丢失或损坏； 没有预防火灾、天灾等不可抗力灾难对系统构成的威胁； 重要管理数据损坏； 重要生产、管理数据被窃取; 数据信息的安全性、可靠性和私密性影响企业的生存能力。 企业需要信息数据安全的可靠保障，软件为您提供全面的数据安全解决方案。强大的数据安全备份解决方案和信息防泄漏保护方案，为企业信息化发展保驾护航： 数据备份 LAN 备份解决方案 NAS存储备份解决方案
微服务架构下的数据一致性
微服务架构下的数据一致性
写在前面 随着微服务架构的推广，越来越多的公司采用微服务架构来构建自己的业务平台。就像前边的文章说的，微服务架构为业务开发带来了诸多好处的同时，例如单一职责、独立开发部署、功能复用和系统容错等等，也带来一些问题。 例如上手难度变大，运维变得更复杂，模块之间的依赖关系更复杂，数据一致性难以保证，等等。但是办法总是比问题多，本篇文章就来介绍一下我们是如何保障微服务架构的数据一致性的。 微服务架构的数据一致性问题 以电商平台为例，当用户下单并支付后，系统需要修改订单的状态并且增加用户积分。由于系统采用的是微服务架构，分离出了支付服务、订单服务和积分服务，每个服务都有独立数据库做数据存储。当用户支付成功后，无论是修改订单状态失败还是增加积分失败，都会造成数据的不一致。 为了解决例子中的数据一致性问题，一个最直接的办法就是考虑数据的强一致性。那么如何保证数据的强一致性呢？我们从关系型数据库的ACID 理论说起。 ACID 关系型数据库具有解决复杂事务场景的能力，关系型数据库的事务满足ACID 的特性。 ?Atomicity：原子性（要么都做，要么都不做） ?Consistency：一致性（数据库只有一个状态，不存在未确定状态）
?Isolation：隔离性（事务之间互不干扰） ?Durability：永久性（事务一旦提交，数据库记录永久不变） 具有ACID 特性的数据库支持数据的强一致性，保证了数据本身不会出现不一致。 然而微服务架构下，每个微服务都有自己的数据库，导致微服务架构的系统不能简单地满足ACID，我们就需要寻找微服务架构下的数据一致性解决方案。 微服务架构的系统本身是一种分布式系统，而本文讨论的问题其实也就是分布式事务之数据一致性的问题，我们来聊聊分布式系统的CAP 理论和BASE 理论。 CAP CAP 是指在一个分布式系统下，包含三个要素：Consistency（一致性）、Availability（可用性）、Partition tolerance（分区容错性），并且三者不可得兼。 ?C：Consistency，一致性，所有数据变动都是同步的。 ?A：Availability，可用性，即在可以接受的时间范围内正确地响应用户请求。 ?P：Partition tolerance，分区容错性，即某节点或网络分区故障时，系统仍能够提供满足一致性和可用性的服务。 关系型数据库单节点保证了数据强一致性（C）和可用性（A），但是却无法保证分区容错性（P）。 然而在分布式系统下，为了保证模块的分区容错性（P），只能在数据强一致性（C）和可用性（A）之间做平衡。具体表现为在一定时间内，可能模块之间数据是不一致的，但是通过自动或手动补偿后能够达到最终的一致。
分布式数据处理
分布式数据处理 Prepared on 22 November 2020
分布式数据处理 整个70年代中期，流行的思想是利用大型设备采用集中信息服务的方式来争取公司信息服务的全面性和综合性。随着规模的扩大，灵活性就降低了，这就削弱了信息服务部门的响应能力。这种响应能力的减弱是取消集中方式的主要原因；另一个原因是计算机硬件成本的迅速降低，特别是小型计算机系统的降价。 □分布式数据处理的含义 分散的选择方案就是分布式数据处理(DDP)方案。分布式数据处理不仅是一种技术上的概念，也是一种结构上的概念。分布式数据处理的概念是建立在集中和分散这两种信息服务都能实现的原则基础上的。 集中/分散的问题归结起来就是建立综合的信息系统(集中)和对用户服务(分散)这两者结合的问题，规模的大小已不再是争论点。从理论上来说，分布式数据处理将这两个领域能最好地结合在一起。计算机系统不仅能连接到所有的业务领域，而且能致力于各业务领域的应用。由于所有的分布式系统都用一个网络联在一起，所以信息系统的综合也就很容易实现了。 公司应该认识到分布式处理系统会具有较高的运行效率，因为其中某个计算机系统的失效并不危及整个公司的工作。事实上，在一个设计周到的分布式数据处理系统中，任何一个计算机子系统都能用来使整个系统正常工作。 □分布式数据处理的范围 在分布式数据处理系统中，计算机组成网络，每台计算机可以与一台或多台其它计算机联结起来。分布式数据处理网络一般按照地理位置或功能来考虑设计，而大多数网络是这两方面的结合。 分布式数据处理也是一个经常使用的术语，它与日常所说的意思不同，很容易被用户和信息服务工作人员误解。由于缺乏统一的认识，所以经常导致一些问题得不到解决。例如：“分布的内容是什么”“分布到什么程度才能最好地满足公司的需要”下面所列的部分或全部内容都可以用于分布式信息服务系统： 1.输入/输出 2.处理 3.数据存储 4.个人信息或管理部门的信息 5.检查和控制 6.规划 在考虑任一信息服务改革尝试之前，应首先解决哪一方面要分布，以及哪一方面要分布到什么程度的问题。 □分布式数据处理的控制 卫星计算机系统和分布式数据处理系统的中心能够通过集中的信息服务部门(由业务领域所分派的)或决策组织(其中用户和信息服务分担管理责任)来控制。无论哪一种情况，为了保持公司数据库的兼容性、一致性和信息处理的综合性，集中小组通常应负责下列工作： 1.评价和选择硬件 2.制定标准、方法和文件 3.制定近期和长期信息服务规划 4.补充或雇佣信息服务人员 5.运行公司的数据库(包括提供数据库所需的数据)
分布式数据处理(DDP)
分布式数据处理（DDP） 整个70年代中期，流行的思想是利用大型设备采用集中信息服务的方式来争取公司信息服务的全面性和综合性。随着规模的扩大，灵活性就降低了，这就削弱了信息服务部门的响应能力。这种响应能力的减弱是取消集中方式的主要原因；另一个原因是计算机硬件成本的迅速降低，特别是小型计算机系统的降价。 □分布式数据处理的含义 分散的选择方案就是分布式数据处理(DDP)方案。分布式数据处理不仅是一种技术上的概念，也是一种结构上的概念。分布式数据处理的概念是建立在集中和分散这两种信息服务都能实现的原则基础上的。 集中/分散的问题归结起来就是建立综合的信息系统(集中)和对用户服务(分散)这两者结合的问题，规模的大小已不再是争论点。从理论上来说，分布式数据处理将这两个领域能最好地结合在一起。计算机系统不仅能连接到所有的业务领域，而且能致力于各业务领域的应用。由于所有的分布式系统都用一个网络联在一起，所以信息系统的综合也就很容易实现了。 公司应该认识到分布式处理系统会具有较高的运行效率，因为其中某个计算机系统的失效并不危及整个公司的工作。事实上，在一个设计周到的分布式数据处理系统中，任何一个计算机子系统都能用来使整个系统正常工作。 □分布式数据处理的范围 在分布式数据处理系统中，计算机组成网络，每台计算机可以与一台或多台其他计算机联结起来。分布式数据处理网络一般按照地理位置或功能来考虑设计，而大多数网络是这两方面的结合。 分布式数据处理也是一个经常使用的术语，它与日常所说的意思不同，很容易被用户和信息服务工作人员误解。由于缺乏统一的认识，所以经常导致一些问题得不到解决。例如：“分布的内容是什么?”“分布到什么程度才能最好地满足公司的需要?”下面所列的部分或全部内容都可以用于分布式信息服务系统： 1.输入/输出
区块链技术软件开发实践：分布式系统一致性共识原理FLP、Paxos拜占庭Raft算法
分布式系统一致性与共识的原理 1一致性问题 一致性问题是分布式领域最为基础也是最重要的问题。如果分布式系统能实现“一致”，对外就可以呈现为一个完美的、可扩展的“虚拟节点”，相对物理节点具备更优越性能和稳定性。这也是分布式系统希望能实现的最终目标。 1.1定义与重要性 定义一致性（c o n s i s t e n c y），早期也叫a g r ee m e n t，是指对于分布式系统中的多个服务节点，给定一系列操作，在约定协议的保障下，试图使得它们对处理结果达成“某种程度”的认同。 理想情况下，如果各个服务节点严格遵循相同的处理协议，构成相同的处理状态机，给定相同的初始状态和输入序列，则可以保障在处理过程中的每个环节的结果都是相同的。 那么，为什么说一致性问题十分重要呢？举个现实生活中的例子，多个售票处同时出售某线路上的火车票，该线路上存 在多个经停站，怎么才能保证在任意区间都不会出现超售（同一个座位卖给两个人）的情况呢？ 这个问题看起来似乎没那么难，现实生活中经常通过分段分站售票的机制。然而，为了支持海量的用户和避免出现错误，存在很多设计和实现上的挑战。特别在计算机的世界里，为了达到远超普通世界的高性能和高可扩展性需求，问题会变得更为复杂。 注意一致性并不代表结果正确与否，而是系统对外呈现的状态一致与否；
例如，所有节点都达成失败状态也是一种一致。 1.2问题与挑战
看似强大的计算机系统，实际上很多地方都比人类世界要脆弱得多。特别是在分布式计算机集群系统中，如下几个方面很容易出现问题： ·节点之间的网络通信是不可靠的，包括消息延迟、乱序和内容错误等； ·节点的处理时间无法保障，结果可能出现错误，甚至节点自身可能发生宕机； ·同步调用可以简化设计，但会严重降低分布式系统的可扩展性，甚至使其退化为单点系统。 仍以火车票售卖问题为例，愿意动脑筋的读者可能已经想到了一些不错的解决思路，例如： ·要出售任意一张票前，先打电话给其他售票处，确认下当前这张票不冲突。即通过同步调用来避免冲突； ·多个售票处提前约好隔离的售票时间。比如第一家可以在上午8点到9点期间卖票，接下来一个小时是另外一家……即通过令牌机制来避免冲突； ·成立一个第三方的存票机构，票集中存放，每次卖票前找存票机构查询。此时问题退化为中心化单点系统。 当然，还会有更多方案。实际上，这些方案背后的思想，都是将可能引发 不一致的并行操作进行串行 化。这实际上也是现代分布式系统处理一致性问题的基础思路。只是因为现在的计算机系统应对故障往往不够“智能”，而人们又希望系统可以更快更稳定地工作，所以实际可行的方案需要更加全面和更加高效。 注意这些思路都没有考虑请求和答复消息出现失败的情况，同时假设每个售票处的售票机制是正常工作的。 1.3一致性要求
系统分布式情况下最终一致性方案梳理
系统分布式情况下最终一致性方案梳理 本文章来自于阿里云云栖社区 摘要：前言目前的应用系统，不管是企业级应用还是互联网应用，最终数据的一致性是每个应用系统都要面临的问题，随着分布式的逐渐普及，数据一致性更加艰难，但是也很难有银弹的解决方案，也并不是引入特定的中间件或者特定的开源框架能够解决的，更多的还是看业务场景，根据场景来给出解决方案。前言 目前的应用系统，不管是企业级应用还是互联网应用，最终数据的一致性是每个应用系统都要面临的问题，随着分布式的逐渐普及，数据一致性更加艰难，但是也很难有银弹的解决方案，也并不是引入特定的中间件或者特定的开源框架能够解决的，更多的还是看业务场景，根据场景来给出解决方案。根据笔者最近几年的了解，总结了几个点，更多的应用系统在编码的时候，更加关注数据的一致性，这样系统才是健壮的。 基础理论相关 说起事务，目前的几个理论，ACID事务特性，CAP分布式理论，以及BASE 等，ACID在数据库事务中体现，CAP和BASE则是分布式事务的理论，结合业务系统，例如订单管理，例如仓储管理等，可以借鉴这些理论，从而解决问题。 ACID 特性 o A（原子性）事务的原子操作单元，对数据的修改，要么全部执行，要么全部不执行； o C（一致性）在事务开始和完成时，数据必须保持一致状态，相关的数据规则必须应用于事务的修改，以保证数据的完整性，事务结束时，所有的内部数据结构必须正确；
o I（隔离性）保证事务不受外部并发操作的独立环境执行； o D（持久性）事务完成之后，对于数据的修改是永久的，即使系统出现故障也能够保持； ?CAP o C（一致性）一致性是指数据的原子性，在经典的数据库中通过事务来保障，事务完成时，无论成功或回滚，数据都会处于一致的状态，在分布式环境下，一致性是指多个节点数据是否一致； o A（可用性）服务一直保持可用的状态，当用户发出一个请求，服务能在一定的时间内返回结果； o P（分区容忍性）在分布式应用中，可能因为一些分布式的原因导致系统无法运转，好的分区容忍性，使应用虽然是一个分布式系统，但是好像一个可以正常运转的整体 ?BASE o BA: Basic Availability 基本业务可用性； o S: Soft state 柔性状态； o E: Eventual consistency 最终一致性； 最终一致性的几种做法
分布式数据库系统其应用(徐俊刚 第三版)重点课后习题
第一章 1.1 采用分布式数据库系统的主要原因是什么？ 集中式数据库系统的不足：1.数据按实际需要已经在网络上分布存储，如果再采用集中式处理，势必造成附加成本和通信开销，2,。应用程序集中在一台计算机上运行，一旦该计算机发生故障，将会影响整个系统的运行，可靠性不高。3集中式处理导致系统的规模和配置都不够灵活，系统的可扩展性较差。 1.2 分布式数据库系统有哪几种分类方法？这些方法是如何分类的？ 1.按局部数据库管理系统的数据模型的类型分类。 （1）同构型：同构同质型：各个站点上的数据库的数据模型都是同一类型的，而且是同一种DBMS。 同构异质型：各个站点上的数据库的数据模型都是同一类型的，但不是同一种DBMS。 （2）异构型：各个站点上的数据库的数据模型各不相同。 2.按分布式数据库系统全局控制系统类型分类 （1）全局控制集中型DDBS （2）全局控制分散型DDBS （3）全局控制可变型DDBS 1.3 什么是分布式数据库系统？它具有那些主要特点？怎样区分分布式数据库系统与只提供远程数据访问的网络数据库系统？ 分布式数据库系统是物理上分散而逻辑上集中的数据库系统，其可以看成是计算机网络和数据库系统的有机结合。 基本特点：物理分布性、逻辑整体性、站点自治性。 导出特点：数据分布透明性、集中与自治相结合的机制、存在适当的数据冗余度、事务管理的分布性。 区分：分布式数据库的分布性是透明的，用户感觉不到远程与本地结合的接缝的存在。 1.6分布式DBMS具有哪些集中式DBMS不具备的功能？ 数据跟踪，分布式查询处理，分布式事务管理，复制数据管理，安全性，分布式目录管理 1.14分布式数据库系统的主要优点是什么？存在哪些技术问题？ 分布式数据库系统优点：良好地可靠性和可用性；提高系统效率，降低通信成本；较大的灵活性和可伸缩性；经济型和保护投资；适应组织的分布式管理和控制；数据分布式具有透明性和站点具有较好的自治性；提高了资源利用率；实现了数据共享。
数据库同步技术解决方案.doc
数据库同步技术解决方案 ----数据库发布订阅SqlServer数据库同步是项目中常用到的环节，若一个项目中的数据同时存在于不同的数据库服务器中，而这些数据库需要被多个不同的网域调用时，配置SqlServer数据库同步是个比较好的解决方案。SqlServer数据库同步的配置比较烦锁，下面对其配置详细步骤进行介绍： 一、数据复制前提条件 1. 数据库故障还原模型必需为完全还原模型。 2. 所有被同步的数据表都必须要用主键。 3. 发布服务器、分发服务器和订阅服务器必须使用计算机名称来进行SQLSERVER服务器的注册。 4. SQLSERVER必需启动代理服务，且代理服务必需以本地计算机的帐号运行。 二、解决前提条件实施步骤 1. 将数据库故障还原模型调整为完全还原模型。具体步骤如下: 打开SQLSERVER企业管理器>选择对应的数据库>单击右键选择属性.>选择”选项”>恢复模式选‘完整’。 2. 所有被同步的数据表都必须要有主键。（主要指事务复制）如果没有主键的数据表，增加一个字段名称为id,类型为int 型，标识为自增1的字段。 3. 发布服务器、分发服务器和订阅服务器必须使用计算机名称来进行SQLSERVER服务器的注册。 在企业管理器里面注册的服务器，如果需要用作发布服务器、分发服务器和订阅服务器，都必需以服务器名称进行注册。不得使用IP地址以及别名进行注册，比如LOCAL, “.”以及LOCALHOST等。
4.如果非同一网段或者远程服务器，需要将其对应关系加到本地系统网络配置文件中。文件的具体位置在%systemroot%\system32\drivers\etc\hosts 配置方式: 用记事本打开hosts文件，在文件的最下方添加IP地址和主机名的对应关系。如图：
对三种典型分布式任务分配算法的分析
分布式系统几种典型一致性算法概述 姓名：王昌志学院:电子电气工程学号：M020214105 在分布式系统中，我们经常遇到多数据副本保持一致的问题。在这里，我们通俗地把一致性的问题可分解为2个问题： 1、任何一次修改保证数据一致性。 2、多次数据修改的一致性。 在弱一致性的算法，不要求每次修改的内容在修改后多副本的内容是一致的，对问题1的解决比较宽松，更多解决问题2，该类算法追求每次修改的高度并发性，减少多副本之间修改的关联性，以获得更好的并发性能。例如最终一致性，无所谓每次用户修改后的多副本的一致性及格过，只要求在单调的时间方向上，数据最终保持一致，如此获得了修改极大的并发性能。 在强一致性的算法中，强调单次修改后结果的一致，需要保证了对问题1和问题2要求的实现，牺牲了并发性能。本文是讨论对解决问题1实现算法，这些算法往往在强一致性要求的应用中使用。 解决问题1的方法，通常有两阶段提交算法、采用分布式锁服务和采用乐观锁原理实现的同步方式,下面分别介绍这几种算法的实现原理。 一．两阶段提交算法 在两阶段提交协议中，系统一般包含两类机器（或节点）：一类为协调者（coordinator），通常一个系统中只有一个；另一类为事务参与者（participants，cohorts或workers），一般包含多个，在数据存储系统中可以理解为数据副本的个数。两阶段提交协议由两个阶段组成，在正常的执行下，这两个阶段的执行过程如下所述： 阶段1：请求阶段（commit-request phase，或称表决阶段，voting phase）。 在请求阶段，协调者将通知事务参与者准备提交或取消事务，然后进入表决过程。在表决过程中，参与者将告知协调者自己的决策：同意（事务参与者本地作业执行成功）或取消（本地作业执行故障）。 阶段2：提交阶段（commit phase）。 在该阶段，协调者将基于第一个阶段的投票结果进行决策：提交或取消。当且仅当所有的参与者同意提交事务协调者才通知所有的参与者提交事务，否则协
一致性哈希算法及其在分布式系统中的应用
摘要 本文将会从实际应用场景出发，介绍一致性哈希算法（Consistent Hashing）及其在分布式系统中的应用。首先本文会描述一个在日常开发中经常会遇到的问题场景，借此介绍一致性哈希算法以及这个算法如何解决此问题；接下来会对这个算法进行相对详细的描述，并讨论一些如虚拟节点等与此算法应用相关的话题。 分布式缓存问题 假设我们有一个网站，最近发现随着流量增加，服务器压力越来越大，之前直接读写数据库的方式不太给力了，于是我们想引入Memcached作为缓存机制。现在我们一共有三台机器可以作为Memcached服务器，如下图所示。 很显然，最简单的策略是将每一次Memcached请求随机发送到一台Memcached 服务器，但是这种策略可能会带来两个问题：一是同一份数据可能被存在不同的机器上而造成数据冗余，二是有可能某数据已经被缓存但是访问却没有命中，因为无法保证对相同key的所有访问都被发送到相同的服务器。因此，随机策略无论是时间效率还是空间效率都非常不好。 要解决上述问题只需做到如下一点：保证对相同key的访问会被发送到相同的服务器。很多方法可以实现这一点，最常用的方法是计算哈希。例如对于每次访问，可以按如下算法计算其哈希值： h = Hash(key) % 3
其中Hash是一个从字符串到正整数的哈希映射函数。这样，如果我们将Memcached Server分别编号为0、1、2，那么就可以根据上式和key计算出服务器编号h，然后去访问。 这个方法虽然解决了上面提到的两个问题，但是存在一些其它的问题。如果将上述方法抽象，可以认为通过： h = Hash(key) % N 这个算式计算每个key的请求应该被发送到哪台服务器，其中N为服务器的台数，并且服务器按照0 – (N-1)编号。 这个算法的问题在于容错性和扩展性不好。所谓容错性是指当系统中某一个或几个服务器变得不可用时，整个系统是否可以正确高效运行；而扩展性是指当加入新的服务器后，整个系统是否可以正确高效运行。 现假设有一台服务器宕机了，那么为了填补空缺，要将宕机的服务器从编号列表中移除，后面的服务器按顺序前移一位并将其编号值减一，此时每个key就要按h = Hash(key) % (N-1)重新计算；同样，如果新增了一台服务器，虽然原有服务器编号不用改变，但是要按h = Hash(key) % (N+1)重新计算哈希值。因此系统中一旦有服务器变更，大量的key会被重定位到不同的服务器从而造成大量的缓存不命中。而这种情况在分布式系统中是非常糟糕的。 一个设计良好的分布式哈希方案应该具有良好的单调性，即服务节点的增减不会造成大量哈希重定位。一致性哈希算法就是这样一种哈希方案。 一致性哈希算法 算法简述 一致性哈希算法（Consistent Hashing）最早在论文《Consistent Hashing and Random Trees: Distributed Caching Protocols for Relieving Hot Spots on the World Wide Web》中被提出。简单来说，一致性哈希将整个哈希值空间组织成一个虚拟的圆环，如假设某哈希函数H的值空间为0 - 232-1（即哈希值是一个32位无符号整形），整个哈希空间环如下：
数据标准管理平台解决方案
东南融通 行业解决方案 > 商业智能（BI） > 数据治理 数据标准管理平台解决方案 数据标准的定位与作用 数据标准是为了规范系统建设时对业务的统一理解，增强业务部门、技术部门对数据的定义与使用的一致性。新系统建设应遵照（自主开发）或尽可能与数据标准贴近（如外购软件包）；对于现有系统，应贯彻统一的业务定义，通过数据转换来满足统一的技术要求，与数据标准接轨。 数据标准适用于金融业务数据描述、信息管理及应用系统开发，可以作为经营管理中所涉及数据的规范化定义和统一解释，也可作为信息管理的基础，同时也是作为应用系统开发时进行数据定义的依据。 数据标准对系统集成和信息资源共享具有重要意义。 ¤增强业务部门和技术部门对数据定义和使用的一致性 ¤减少数据转换，促进系统集成 ¤促进信息资源共享 ¤促进企业级单一数据视图的形成，支持管理信息能力的发展 数据标准管理平台架构 数据标准制定策略
数据标准的制定要适应业务和技术的发展要求，优先解决普遍的、急需的问题。制定数据标准有以下几个原则： ¤遵循“循序渐进、不断完善”的原则。 ¤制定顺序为公共代码数据标准、通用数据标准、共享数据标准、特定数据标准，以公共代码数据标准为起点。 ¤开发数据标准的同时，建立起相应的数据标准管制架构和维护流程。 ¤在公共代码和通用数据标准的基础上，遵循数据标准管制和维护的相关规定，予以维护管理，不断丰富完善。 ¤与系统建设密切配合，重点服务战略性的系统，确保贯彻执行。 数据分类策略 对数据进行分类是进行数据标准管理的基本手段，它能方便数据标准维护和扩充，同时也是实施数据标准管理和数据治理基础。 ¤数据的业务属性角度分类 数据分为十二大数据类，包括：团体，产品，账户，总账，营销，渠道，申请，事件，风险，模型，人口统计，地址和地理位置。