單主復制指的是只有一個主數(shù)據(jù)中心有數(shù)據(jù)寫權(quán)限，完成數(shù)據(jù)的寫入工作，同時向其它數(shù)據(jù)中心同步數(shù)據(jù)，其它數(shù)據(jù)中心只提供只讀服務(wù)。單主復制技術(shù)相當于將主數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)COPY多份，放到其它數(shù)據(jù)中心中，供更多人去訪問，但是這些數(shù)據(jù)只有讀權(quán)限，對于那些交互式的訪問，這種復制技術(shù)行不通。為了不影響主數(shù)據(jù)中心的寫入性能，同步數(shù)據(jù)一般采用異步方式復制，這樣由于時間上的不完全同步，當主數(shù)據(jù)中心失效時，其它數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)會有少量丟失，還有多個數(shù)據(jù)中心只有一個主數(shù)據(jù)中心執(zhí)行寫數(shù)據(jù)操作，工作效率低，寫數(shù)據(jù)量少，同樣也會影響復制到其它數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)量，最終影響的是整個數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的效率。

 

 

既然單主復制技術(shù)的寫數(shù)據(jù)效率太低，于是就出現(xiàn)了多主復制技術(shù)。多主實現(xiàn)了多個數(shù)據(jù)中心都可以寫數(shù)據(jù)，當然也支持讀數(shù)據(jù)。多主復制技術(shù)需要解決寫請求順序的問題，不同數(shù)據(jù)中心所處的位置不同，相同的寫操作在不同的數(shù)據(jù)中心執(zhí)行的效果和時間并不同，這就容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)的差異，導致寫數(shù)據(jù)錯誤或者有延遲，這是數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用所不能容忍的，這樣一般選擇在地理位置上接近的數(shù)據(jù)中心進行同時寫數(shù)據(jù)，時延可以得到保障，所以這類多主復制技術(shù)一般是部署在兩個數(shù)據(jù)中心上，由兩個位置較近的數(shù)據(jù)中心同時完成寫數(shù)據(jù)，同時兩個數(shù)據(jù)中心向其它數(shù)據(jù)中心復制數(shù)據(jù)，其它數(shù)據(jù)中心支持數(shù)據(jù)的讀訪問，如果要實現(xiàn)多于兩個數(shù)據(jù)中心同時寫數(shù)據(jù)，多主復制技術(shù)就不適合了。

 

 

兩階段提交是在分布式系統(tǒng)上實現(xiàn)事務(wù)的一種協(xié)議，分布式系統(tǒng)的一個難點是如何保證架構(gòu)下多個節(jié)點在進行事務(wù)性操作的時候保持一致性。二階段提交技術(shù)首先假設(shè)存在一個節(jié)點作為協(xié)調(diào)者，其他節(jié)點作為參與者，所有節(jié)點之間可以進行網(wǎng)絡(luò)通信。同時所有節(jié)點都采用預寫式日志，即使節(jié)點損壞日志數(shù)據(jù)也不會消失。二階段提交技術(shù)也適用于多數(shù)據(jù)中心之間數(shù)據(jù)復制，在數(shù)據(jù)中心里選出一個協(xié)調(diào)者，其它充當參與者，按照第二階段提交算法來實現(xiàn)多數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)復制。不過，第二階段提交技術(shù)也有很大限制，這種方案雖沒有單點錯誤，但由于額外的協(xié)調(diào)通訊，它會提高延遲，一個寫操作時間就要達到 200 毫秒的級別，大大降低吞吐量和增加延遲，不適用于那些對吞吐量和時延要求比較高的數(shù)據(jù)中心。在協(xié)調(diào)者數(shù)據(jù)中心在執(zhí)行過程中，所有參與節(jié)點都是事務(wù)阻塞型的，當參與者發(fā)生故障，協(xié)調(diào)者需要給每個參與者額外指定超時機制，超時后整個事務(wù)失敗，沒有容錯機制，參與者可能會一直阻塞下去。如果協(xié)調(diào)者在發(fā)出commit消息之后宕機，而唯一接收到這條消息的參與者同時也宕機了，那么即使協(xié)調(diào)者通過選舉協(xié)議產(chǎn)生了新的協(xié)調(diào)者，這條事務(wù)的狀態(tài)也是不確定的，沒人知道事務(wù)是否已經(jīng)被提交。顯然第二階段提交技術(shù)也存在問題，當然還有第三階段提交技術(shù)，相比第二階段提交增加了超時機制，并在第一階段和第二階段之間增加了一個準備階段，保證了在最后提交階段之前各參與節(jié)點的狀態(tài)是一致的。既然第三階段提交比第二階段好，為何是第二提交階段技術(shù)總為人所提及，這是因為第三階段提交會存在數(shù)據(jù)不一致的問題，這大大限制了技術(shù)的應(yīng)用。

 

 

Paxos是萊斯利蘭伯特于1990年提出的一種基于消息傳遞的算法，被認為是一致性算法中最為有效的一種，其解決了一個分布式系統(tǒng)中數(shù)據(jù)一致性問題。Paxos為保證每個節(jié)點執(zhí)行相同的命令序列，需要在每一條指令上執(zhí)行Paxos，以保證每個節(jié)點看到的指令一致。若在多數(shù)據(jù)中心之間部署Paxos，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的完全一致性。將Paxos算法部署到數(shù)據(jù)中心，可以實現(xiàn)所有的跨數(shù)據(jù)中心一切操作，特別用來協(xié)調(diào)狀態(tài)在數(shù)據(jù)中心間轉(zhuǎn)移。如果你的應(yīng)用為一個數(shù)據(jù)中心提供數(shù)據(jù)，當它需要把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到另外一個數(shù)據(jù)中心時，這些協(xié)調(diào)的工作就需要通過 Paxos ，Paxos 還會用來管理 memcache 和離線處理。因為Paxo算法中也有不少的判斷和交互過程，這直接導致的就是數(shù)據(jù)的處理時延高，讀寫效率下降，但數(shù)據(jù)基本不會丟失，并且數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)也完全一致。

 

表1列了幾種復制技術(shù)的對比差異，各有各的優(yōu)缺點，要看數(shù)據(jù)中心最為關(guān)注的是哪個方面，選擇最適合自己的數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)復制技術(shù)。