隨著互聯(lián)網(wǎng)流量的不斷增長,CDN的規(guī)模也日漸龐大。如何建設一個高效綠色的CDN緩存節(jié)點系統(tǒng)已成為各大CDN系統(tǒng)運營者必須面對的問題。綠色的概念代表著"高效、節(jié)能、經(jīng)濟與穩(wěn)定可靠",文章闡述如何實現(xiàn)CDN緩存節(jié)點系統(tǒng)的綠色理念。 

【文章來源】：信息通信. 2020,(06)

【文章頁數(shù)】：2 頁

【部分圖文】：

綠色CDN緩存節(jié)點系統(tǒng)架構(gòu)

采用訪問速度快的存儲介質(zhì)可有效提高I/O效率，但以SSD為代表的高速存儲介質(zhì)成本較高，因此，將根據(jù)用戶訪問模式判斷熱點數(shù)據(jù)，并綜合訪問頻率、遷移開銷等因素將熱點數(shù)據(jù)從普通存儲磁盤遷移到高速存儲介質(zhì)進行存儲，而訪問頻率較低的數(shù)據(jù)則放入SATA等成本較低的磁盤中。具體的遷移判定準則為freq/size。freq為數(shù)據(jù)的訪問頻度，記錄在對象文件系統(tǒng)的存儲索引中，根據(jù)數(shù)據(jù)的訪問次數(shù)進行更新，存儲索引在系統(tǒng)運行時被全部導入內(nèi)存，以便快速檢索到哪些數(shù)據(jù)是熱度變高或降低。freq越高，數(shù)據(jù)就越應該往高級別的磁盤上遷移。為文件的大小，決定了遷移一個文件的開銷。為權(quán)重，決定遷移開銷所占的比重，一般來說，緩存系統(tǒng)認為數(shù)據(jù)訪問頻度的重要性大過文件大小，按照經(jīng)驗，將改值設定為0.8。圖2給出了一個簡單的SATA/SSD兩級存儲的遷移示例，分別為每種存儲介質(zhì)定義了到上一級（或到下一級）的遷移閥值。如，當發(fā)現(xiàn)SATA硬盤某數(shù)據(jù)的freq/size值大于遷移到SSD硬盤的閥值，則寫入SSD的memory中。stripe是寫磁盤的一個基本單位，待一個stripe被填滿時，再進行磁盤I/O，寫入SSD硬盤。該方式的優(yōu)點是可以盡量減少磁盤I/O次數(shù)，避免磁盤I/O過于頻繁而造成的壽命降低。當數(shù)據(jù)熱度降低時，數(shù)據(jù)又會從高級別的SSD硬盤寫入低級別的SATA硬盤。2.2 基于一致性hash的熱點擴展

目前，七層負載均衡主要通過一致性hash的調(diào)度策略[3]，將接收到的請求調(diào)度到后端各緩存系統(tǒng)上，原理如圖3所示。七層負載均衡代理維持一個一致性hash環(huán)，后端服務器都會映射到環(huán)上的若干個節(jié)點，當接收到請求時，七層代理通過相同的hash算法基于url計算生成一個hash值。這個hash值一定落在HASH環(huán)上，然后按照順時針的方向可以找到最近的一個緩存系統(tǒng)。這樣，任何緩存系統(tǒng)的加入或者退出都只會影響hash環(huán)上臨近的節(jié)點。同時，選擇合適的hash算法來保證不同的url會計算出不同的hash值。只要選擇得當，大多數(shù)情況下可以保證負載均衡地落入不同的緩存系統(tǒng)節(jié)點。根據(jù)一致性hash的調(diào)度策略，每個經(jīng)過七層負載均衡的請求都會被固定調(diào)度到相應的緩存系統(tǒng)上。由于數(shù)據(jù)訪問存在熱點，各個緩存系統(tǒng)的負載將會不均勻，甚至導致某些緩存系統(tǒng)無法承受。節(jié)點系統(tǒng)將對這種結(jié)構(gòu)進行熱點擴展，當某存儲節(jié)點的請求負載高到一定程度時，將把負載動態(tài)遷移到hash環(huán)的下一個節(jié)點，同時進行數(shù)據(jù)的動態(tài)復制，以分擔壓力。當熱點轉(zhuǎn)移時，再把所有請求回退到原有緩存系統(tǒng)，并刪除數(shù)據(jù)副本，這樣，高請求負載壓力被分攤的同時最小化了存儲負載。


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