本文關(guān)鍵詞：分布式緩存系統(tǒng)動態(tài)擴(kuò)展策略的研究

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【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的用戶數(shù)量呈爆炸性增長,同時用戶對應(yīng)用數(shù)據(jù)交互及服務(wù)快速響應(yīng)的要求也日漸增高,應(yīng)用需要處理的數(shù)據(jù)已由PB級上升到EB級,經(jīng)常引發(fā)特大規(guī)模的數(shù)據(jù)訪問,數(shù)據(jù)庫的高并發(fā)訪問問題亟待解決。分布式緩存拋棄原始的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫,采用Key-Value鍵值對的形式來管理數(shù)據(jù),同時配以高速內(nèi)存作為存儲介質(zhì),可以有效解決后臺數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用服務(wù)器之間的I/O瓶頸問題,大幅提高數(shù)據(jù)的訪問速度。本文首先分析了當(dāng)前分布式緩存技術(shù)的研究現(xiàn)狀,并對比了典型的分布式緩存產(chǎn)品,介紹了分布式緩存的特性、應(yīng)用場景和發(fā)展歷程。其次,對分布式緩存系統(tǒng)的動態(tài)擴(kuò)展性方面展開研究,在一致性哈希算法的基礎(chǔ)上,提出一種基于虛擬節(jié)點(diǎn)的雙映射策略來加快動態(tài)擴(kuò)展的過程。該策略通過將虛擬節(jié)點(diǎn)同時映射給新舊兩個物理節(jié)點(diǎn)的方式,保證了數(shù)據(jù)請求的命中率,同時系統(tǒng)空間得到了擴(kuò)展,性能得到提升。第三,針對分布式系統(tǒng)較容易出現(xiàn)的熱點(diǎn)數(shù)據(jù)問題,提出一種重均衡策略來實(shí)現(xiàn)負(fù)載的重均衡。該策略通過改變虛擬節(jié)點(diǎn)在哈希環(huán)上的位置分布,縮短負(fù)載較為嚴(yán)重的虛擬節(jié)點(diǎn)在環(huán)上所占的長度,加長負(fù)載較輕的虛擬節(jié)點(diǎn)的長度,從而使緩解系統(tǒng)的負(fù)載不均問題。最后,利用Memcached搭建了一個分布式緩存系統(tǒng)來為一個網(wǎng)上書店提供緩存服務(wù)。通過LoadRunner模擬用戶請求對本文的兩種策略進(jìn)行測試分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明雙映射策略(VDM)具有良好的動態(tài)擴(kuò)展能力,可以快速地完成擴(kuò)展任務(wù),虛擬節(jié)點(diǎn)的位移策略(VLA)可以有效解決熱點(diǎn)問題,均衡服務(wù)器的壓力。
【關(guān)鍵詞】：分布式緩存 一致性哈希 虛擬節(jié)點(diǎn) 負(fù)載均衡 動態(tài)擴(kuò)展
【學(xué)位授予單位】：廣西民族大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP333
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 研究背景與意義8-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本文工作14-16
• 2 分布式緩存技術(shù)研究16-27
• 2.1 常見的分布式緩存系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)16-19
• 2.2 分布式緩存解決方案19-21
• 2.3 典型的分布式緩存系統(tǒng)21-24
• 2.3.1 Oracle Coherence21
• 2.3.2 Terracotta21-22
• 2.3.3 Memcached22-23
• 2.3.4 EhCache23-24
• 2.3.5 Jboss Cache24
• 2.4 分布式緩存的特性24-25
• 2.5 典型應(yīng)用場景25
• 2.6 分布式緩存的發(fā)展25-26
• 2.7 本章小結(jié)26-27
• 3 彈性分布式緩存動態(tài)擴(kuò)展策略27-36
• 3.1 一致性哈希算法27-30
• 3.1.1 一致性哈希算法概述27-29
• 3.1.2 基于虛擬節(jié)點(diǎn)策略的一致性哈希算法29-30
• 3.2 基于一致性哈希算法的動態(tài)擴(kuò)展的改進(jìn)30-35
• 3.2.1 動態(tài)擴(kuò)展后虛擬節(jié)點(diǎn)映射策略31
• 3.2.2 算法實(shí)現(xiàn)31-35
• 3.3 本章小結(jié)35-36
• 4 熱點(diǎn)數(shù)據(jù)的重均衡問題的研究36-40
• 4.1 虛擬節(jié)點(diǎn)位移策略36
• 4.2 算法實(shí)現(xiàn)36-39
• 4.3 本章小結(jié)39-40
• 5 性能仿真分析40-45
• 5.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境40
• 5.2 基本參數(shù)配置40-41
• 5.3 測試結(jié)果分析41-45
• 6 總結(jié)與展望45-46
• 參考文獻(xiàn)46-50
• 致謝50-51
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目51-52
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文52

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本文編號：1063443