• 聊聊分布式存储系统的Decommission和Maintenance模式


    前言


    在分布式存储系统中,我们经常会遇到节点坏了挂掉的情况。这个时候我们通常的做法是将其进行送修处理。节点出现问题挂了这个现象本身不严重,这里的重点是我们如何依然保证其上数据对于用户的高可用性。这就是我们常说的存储节点的Decommission过程。本文笔者来聊聊Decommission过程以及它的扩展模式Maintenance模式。

    Decommission模式


    Decommission过程并不是指简单的存储节点停服务下线的操作,而是在节点允许停止服务前的一系列过程,以此保证系统的数据服务免受节点下线所带来的影响。这里的“一系列过程”包括有以下两个方面:

    • 让中心控制节点获知当前节点为即将下线节点,使其从服务节点列表中剔除出去,不让数据读写请求转发到此节点来。
    • 复制当前下线节点中的所有副本数据到其它节点中,保持数据的冗余度。

    在上述2个步骤过程中,第二步是主要的过程,也将会耗费最多的时间。等这2个步骤都完成了,我们就可以放心地把节点进行停服务,然后送修处理了。

    用一句话来概括Decommission过程的一个核心点:当前节点数据将不可用了,我们需要将此节点数据的副本数重新达到期望的数据副本数。

    在Decommission过程中,我们需要将节点上所有的数据进行replication出去的操作,如果节点存储数据的量比较多,这个过程的开销还是比较高的。但有些时候,我们送修的机器可能只需要花少量时间进行修复,然后随后又可以恢复服务状态了,此时这个Decommission的操作显然代价有点高了。如果我们能够在保证数据又至少一个副本的可用情况下,允许节点有短暂的维护态,是否是更好的一种使用方式呢?

    上面的这种模式是Decommission模式的一种扩展模式,叫做Maintenance模式,Maintenance就是维护中、保养中的意思。

    Maintenance模式


    如上面所提到的,Maintenance模式与Decommission模式最大的不同点在于它允许短暂的数据冗余度的降低。但这个前提在于集群数据至少是单副本可用的情况。这么说可能大家感知不到Maintenance的实际使用场景

    假设1个集群30台存储节点,3个副本的冗余度设置,假设现在我们要打算对其中10台节点进行短暂的下线维修操作,

    第一种,用Decommission的方式处理,就会出现10台节点上的数据同时进行大量数据replication的操作,而且过程也会比较漫长。大量数据副本的复制也会影响系统正常数据的读写操作。

    第二种,用Maintenance的方式处理,假设数据是绝对均匀分布的,我下线了10台节点,另外20台节点应保存这10台节点上的其它2个副本数据。此时我可以将这10台节点进入Maintenance模式,让系统知道这些节点只是临时进入维护状态,不需要触发数据复制的操作。等Maintenance时间一过,重新进入服务状态。

    上述的两种方案,显然Maintenance模式对于系统的影响更小。
    相比较于Decommission模式,Maintenance中需要考虑的环节会更多一些,这里包括:

    • 在进入Maintenance之前,需要检查待Maintenance节点上的数据在系统只能至少保证单副本可用的情况,这个阶段我们称之为Entering Maintenance Mode过程。
    • 需要有Maintenance维护时间的设置,维护时间一到,节点重新恢复到In Service状态,因为这里没有涉及到实际数据的拷贝,所以服务的恢复将会十分迅速。

    但是这里并不是说Maintenance绝对比Decommission好用,从更深层面来谈论二者的差别,还是本身二者使用场景的差异:

    Decommission适用于节点长时间不可用、下线的情况,如果是节点长时间会处于不可用的情况,降低其上数据的冗余度不会是一个好的做法。而Maintenance适用于短期不可服务状态,通过短时间内降低数据的冗余度来降低对于系统服务的影响。

    Decommission/Maintenance过程中的限流处理


    在Decommission或者Maintenance过程中,会存在为了保证数据期望冗余度的要求,造成大量数据复制的情况。这个时候,我们需要做进一步地限流处理。比如在带宽速率上做throttle处理或其它指标上做处理(这个可参考HDFS Balancer的流控处理)。一个总的原则是,我们宁可让数据复制的速度变慢一些,也尽量别让这个过程对于系统服务造成影响。

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