More about Tair （NoSql）

一、前言

　　关于Tair的相关介绍请参照wiki（http://code.taobao.org/p/tair/wiki/index/）或者之前的博文，不再重复描述。区别于其它主流NoSql数据库，Tair支持多机架多机房管理，提供了一套完整的集群解决方案和安全机制，本文主要介绍了Tair相关的扩展性和可靠性。

二、桶（Bucket）

　　桶是Tair最基本的数据存储单位，可以通过配置指定Cluster中总共桶的数量（桶的个数必须大于等于Data Server的数量），每个DS上至少需要分配一个桶，默认配置为1023个桶，如果部署2台Data Server那么两台DS上分别为512，511个桶，如果3台Data Server则每台DS上为341个桶，当PUT数据的时候，Config Server会对Key计算Hash并按一定的算法将Data分配到具体某个桶，从而实现数据在桶上的分布平衡，这也是Tair数据桶的默认分布策略：负载平衡优先，同时Tair还提供了另外一种更为高级的位置安全优先策略，保证数据在同一个桶的多个duplication分布在不同的机架、机房。

　　

　　以下是实验环境4台Data Server、默认1023个桶的Bucket分配表：

　　 

三、控制节点（ConfigServer）

　　 控制节点Config Server管理Data Server节点、维护Data Server的状态信息，采用一主一备（Master/Slave）的方式保证可靠性，主Config Server下配置文件的修改，会自动同步更新到Slave节点，当主节点不可用时，Slave节点会自动接管成主节点。Client首次连接到Config Server，CS会返回一个带version的路由表信息给Client，之后集群中DS的增减都会修改CS上的路由表version，Client再次连接到CS的时候先比较version，如果不一致则先更新路由表，理论上即使2个Config Server都down掉后，Client依然可以通过缓存的路由表信息直接访问到Data Server。

四、Area、配额（Quota）、LRU

　　Area类似于Namespace，用来将Tair集群中的数据进行区域划分逻辑分区，可以通过在Config Server的group.conf文件中指定多个Area，每个Area设置固定的Quota Size，但所有Area的Quota合计不能超过所有Data Server分配的内存大小总和。每个Area作为独立的管理单元，不同的Area可以包含重名的Key。通过Tair Client向Tair插入的数据超过默认阀值（8192字节）会自动将kv压缩后再存储到DS，当累计put的kv字节超过配额大小的时候，Tair会启用LRU策略（Least Recently Used，每次淘汰最久没有使用的元素），自动移除过期kv。如果put指定的Area在Config中不存在，Tair可以自动生成一个临时Area，当所有数据移除后临时Area会被自动删除。

1 #quota info (1024000=1M)
2 _areaCapacity_list=0,2048000;
3 _areaCapacity_list=1,1024000;
4 _areaCapacity_list=2,1024000;

五、容灾（CopyCount）和负载平衡（Migrate）

　　Tair可以指定CopyCount实现数据进行多次备份，理论上备份越多、Data Server数量越多则数据安全越可靠，备份数据同样会按照一定算法分布到不同的DataS erver的桶上，假设CopyCount=3，Data Server个数为3 ，那么数据分布情况如下图。增加或者减少Data Server，由于存在Heartbeat，Config Server会立即监视到DS的变化，会重新计算一张数据桶的分布表，然后开始进行数据迁移，将到故障Data Server的访问转到别的Data Server上，Migrate的时间和Bucket数量、KV数量有关，迁移过程中可以通过Health命令监视到每台DS的剩余迁移桶数量，当迁移结束后所有DS重新达到数据分布平衡。在迁移过程中，Config Server会保证数据分布表的正确性，使得客户端能够得到数据。

　　关于“增加或者减少data server的时候会发生什么”，wiki中提供了更为原子的细节说明，请先阅读“http://code.taobao.org/p/tair/wiki/intro/”。

　　

　　按下图示意，每台DS上都有3份不同的数据允许的宕机数量为2，只要有1台DS能正常工作，那么就能保证数据的完整性。

　　

六、监控（Monitor）

　　Tair提供相关监控的工具用于监视当前集群中所有Data Server、Area的数据分布情况及查询功能。
　　开源svn地址：http://code.taobao.org/p/tair-monitor/src/trunk/tair_2_3_mon/
　　项目基于servlet，部署后需要修改MonitorArgs文件（Tomcat/webapps/tair_2_3_mon/WEB-INF/classes/com/tair_2_3/statmonitor目录），指定ConfigServer的地址和端口。

configserverA=10.129.221.70:5198
groupname=group_1
interval=10
is_rdb=false
need_support_cplusplus=true
is_test_cluster=false

七、感谢@Clear 张舒鳌童鞋 协助进行的大量验证工作