Cassandra Archi结构与复制因子
大卫卡特
Cassandra 旨在处理 大数据运用. Cassandra的主要特点是将数据存储在多个节点上，没有单点故障。
出现这种现象的原因 Cassandra的架构是硬件故障可能随时发生。任何节点都可能停机。如果发生故障，可以使用存储在另一个节点的数据。因此， Cassandra 采用分布式架构设计。
Cassandra 采用点对点分布式架构将数据存储在不同的节点上。
所有节点使用以下方式相互交换信息 Gossip 协议八卦是一种礼仪 Cassandra 节点可以通过它相互进行通信。
组件 Cassandra Archi质地
有以下组件 Cassandra Archi結構：
Node
节点是存储数据的地方。它是网络的基本组成部分 Cassandra.
数据中心
一组节点的集合称为数据中心。多个节点被归类为一个数据中心。
Cluster
集群是众多数据中心的集合。
提交日志
每个写操作都会写入 Commit Log。Commit Log 用于崩溃恢复。
内存表
数据写入Commit log后，会写入Mem-table，数据是临时写入Mem-table的。
SS表
当Mem-table达到某个阈值时，数据会被刷新到SSTable磁盘文件中。
数据复制在 Cassandra
由于在数据处理过程中，硬件问题或链路随时可能出现故障，因此需要一种解决方案来在问题发生时提供备份。因此，数据被复制以确保没有单点故障。
Cassandra 根据这两个因素将数据副本放置在不同的节点上。
- 下一个副本的放置位置取决于 复制策略.
- 虽然放置在不同节点上的副本总数取决于 复制因子.
一个复制因子意味着只有一个数据副本，而三个复制因子意味着在三个不同的节点上有三个数据副本。
为了确保没有单点故障， 复制因子必须为三。
有两种复制策略 Cassandra.
SimpleStrategy 中 Cassandra
简单策略 适用于只有一个数据中心的情况。SimpleStrategy 将第一个副本放置在分区器选择的节点上。之后，其余副本按顺时针方向放置在节点环中。
以下是 SimpleStrategy 的图形表示：
网络拓扑策略 Cassandra
网络拓扑策略 用于拥有两个以上数据中心的情况。在 NetworkTopologyStrategy 中，每个数据中心分别设置副本。NetworkTopologyStrategy 将副本按环中的顺时针方向放置，直到到达另一个机架中的第一个节点。此策略尝试将副本放置在同一个数据中心的不同机架上。
这是因为有时机架可能会发生故障或问题。然后其他节点上的副本可以提供数据。
以下是网络拓扑策略的图形表示：
填写 Opera在 Cassandra
协调器向副本发送写入请求。如果所有副本都已启动，则无论其一致性级别如何，它们都将收到写入请求。
一致性级别 确定有多少个节点将回复成功确认。
如果数据成功写入提交日志，节点将回复成功确认，并且 内存表。
例如，在单个数据中心中，副本数为 3，则 3 个副本将接收写入请求。如果一致性级别为 1，则只有一个副本将回复成功确认，其余两个副本将保持休眠状态。
假设剩下的两个副本由于节点宕机或其他问题丢失数据， Cassandra 将通过内置修复机制使行保持一致 Cassandra.
这里解释了写入过程是如何发生的 Cassandra,
- 当写入请求到达节点时，首先，它会记录提交日志。
- 然后 Cassandra 将数据写入 mem-table。每次写入请求时写入 mem-table 的数据也会分别写入 commit log。Mem-table 是内存中临时存储的数据，而 Commit log 则记录事务记录以供备份。
- 当mem-table满了的时候，数据就会刷新到SSTable数据文件中。
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协调器向副本发送三种类型的读取请求。
- 直接请求
- 摘要请求
- 读取维修请求
协调器向其中一个副本发送直接请求，之后向一致性级别指定数量的副本发送摘要请求，并检查返回的数据是否为更新的数据。
之后，协调器向所有剩余副本发送摘要请求。如果任何节点给出过期值，后台读取修复请求将更新该数据。此过程称为读取修复机制。
总结
- 本教程讲解了 Cassandra 内部架构，以及如何 Cassandra 在不同阶段复制、写入和读取数据。
- 另外，这里解释了如何 Cassandra 在整个过程中保持一致性。
- 组件 Cassandra Archi结构：节点、数据中心、 Cluster、提交日志、内存表、SSTable
- 一个复制因子意味着只有一个数据副本，而三个复制因子意味着在三个不同的节点上有三个数据副本。
- 当您只有一个数据中心时，使用 SimpleStrategy。
- 当您拥有两个以上的数据中心时，使用 NetworkTopologyStrategy。
