基于阵列码的Memcached高性能容错

摘要

随着互联网技术的飞速发展，Web应用的访问量和其产生的数据量规模不断增加。现阶段，大多数的Web应用都将数据存放在关系型数据库（RDBMS）中，但是由于RDBMS处理数据效率较低，数据库性能已然成为了当下大型Web应用的瓶颈。为了解决这个问题，近年来一些内存对象缓存系统应运而生，其中Memcached正是典型代表。
　　Memcached利用服务器的内存对数据进行缓存，这样一来，已经处理过的数据可以直接从Memcached服务器读取出来，一定程度上缓解了数据库的访问压力，再加上服务器内存极高的处理效率，使得数据库操作的性能瓶颈从根本上得到了解决。目前Memcached已被广泛应用，由于Memcached承担的数据缓存量较大，分布式Memcached是Memcached主要应用形式。作为分布式系统，分布式Memcached不得不考虑容错问题，即当有服务器节点宕机时，系统应将缓存在该节点中的数据重构出来，避免相应的数据操作压力重新落回到数据库上，遗憾的是传统分布式Memcached并不具备上述容错能力。
　　为了使分布式Memcached具备容错能力，相关研究工作已经逐渐展开并取得了一定成果：如Cocytus将纠删码Reed-Solomon（RS）码技术与分布式协议相结合，使分布式Memcached具备了基本的容错能力。但是RS码本身较为复杂的计算、数据重构时较高的网络传输代价很容易成为制约Memcached数据重构的性能瓶颈。
　　针对以上问题，本文设计并实现了新的分布式Memcached容错框架。该框架简化了数据重构流程，并实现了基于奇偶校验阵列码RDP码双容错，在保证分布式Memcached容错能力的基础上，优化了数据重构的计算性能。同时，为了进一步减少数据重构过程中的网络传输开销，本文还在容错框架中实现了阵列码的重构优化方案RDOR，使分布式Memcached真正具备高性能的容错能力。

目录

声明

第一章 绪论

第一节 课题背景

第二节 本文内容和组织结构

第二章 背景知识

第一节 Memcached概述

第二节 Cocytus概述

第三节 阵列码

第四节 本章小结

第三章 Memcached高性能容错机制的设计与实现

第一节 系统设计

第二节 系统实现

第三节 本章小结

第四章 实验与分析

第一节 实验环境描述

第二节 系统功能试验

第三节 系统性能实验

第四节 本章小结

第五章 总结与展望

第一节 总结

第二节 展望

参考文献

致谢

个人简历