系统设计5：Google三剑客

补充材料：

三剑客：

http://blog.csdn.net/koder2009/article/details/3964878

http://blog.csdn.net/koder2009/article/details/3985329

http://blog.csdn.net/koder2009/article/details/3991938

http://blog.csdn.net/wangxiaoqin00007/article/details/7091686

http://www.mitbbs.com/article_t/JobHunting/32058103.html

https://static.googleusercontent.com/media/research.google.com/zh-CN//archive/gfs-sosp2003.pdf

https://static.googleusercontent.com/media/research.google.com/zh-CN//archive/bigtable-osdi06.pdf

https://static.googleusercontent.com/media/research.google.com/zh-CN//archive/mapreduce-osdi04.pdf

GFS：

https://www.slideshare.net/romain_jacotin/the-google-file-system-gfs

https://www.slideshare.net/mansu/gfs

http://os.51cto.com/art/201008/218364_all.htm

数据备份

https://www.slideshare.net/spf13/replication-durability-and-disaster-recovery

BigTable：

https://www.slideshare.net/romain_jacotin/undestand-google-bigtable-is-as-easy-as-playing-lego-bricks-lecture-by-romain-jacotin

https://www.slideshare.net/vanjakom/google-bigtable-paper-presentation-5078506

https://www.cs.rutgers.edu/~pxk/417/notes/content/bigtable.html

http://blog.jobbole.com/1344/

Bloom filter：

https://llimllib.github.io/bloomfilter-tutorial/

https://en.wikipedia.org/wiki/Bloom_filter

https://medium.com/the-story/what-are-bloom-filters-1ec2a50c68ff

key-value：

https://www.slideshare.net/kingherc/bigtable-and-dynamo

MapReduce：

https://www.slideshare.net/romain_jacotin/the-google-mapreduce

https://www.zhihu.com/question/26045727

倒排索引：

http://blog.jobbole.com/82607/

同字母异形字：

http://www.lintcode.com/en/problem/anagrams/

https://adhoop.wordpress.com/2012/02/14/generate-a-list-of-anagrams-round-1/

海量数据处理：

http://blog.csdn.net/v_july_v/article/details/6279498

http://blog.csdn.net/v_july_v/article/details/7382693

问题：

• 如何设计一个分布式数据库/文件系统
• Word Count，倒排索引，Anagrams

如何设计一个GFS？

• 场景是什么？
• 如何写文件？
  • Linux/Windows：metadata + Index -> blocks（1024Byte）
  • 文件大怎么办：在Blocks上面装一层Chunks（64MB）->减少metadata，减少traffic，对于小文件有浪费
  • 继续变大呢：分布式，master-slave，master知道某个数据在哪个机器上，但不知道chunk具体的位置
• 如何发现一个chunk数据损坏：checksum in each block
• 如何恢复数据：
  • 3个备份
  • 如何选择chunk server
    • 空间剩余多的优先
    • 新数据分散
    • 2+1策略：两个在同一个机房，一个在另外的机房
  • 如何恢复
    • 发现checksum错
    • 找master
    • master告诉slave最近的数据在哪里
    • slave找到数据备份，拷贝过来
• 如何发现一个chunk server跪了：心跳
• 如何恢复Chunk Server的数据
  • chunk server heartbeat table
  • data location table
  • repairing table
  • chunk server再上线，认为所有数据都过期了
• 如何避免热点问题
  • chunk freq table
  • server stats
  • 将热数据复制到更多的机器上
• 如何读数据
  • client向master询问chunk在哪里，master返回按距离排序的server list
  • client像最近的chunk server读数据
• 如何写数据
  • client向master请求三个chunkserver，一个主机，两个备份
  • 写到主机的内存
  • 主机将数据发给一个备份机
  • 备份机发给另一个备份机
  • 三个备份都完成了，告诉client
  • client告诉主机，可以写入了
  • 主机告诉备份机写入
  • 主机告诉client，已经全部写入磁盘

如何设计BigTable？

• 如何支持单点查询和范围查询？
  • 按key排序
• 怎么存一个大表？
  • Metadata of table
  • tablet
• 如何存一个更大的表？
  • 大表拆成小表
  • 小表拆成更小的
• 如何向表写数据？
  • 内存存index，磁盘存小表
  • 小表不可修改，只能append或者加新表
  • 小表内部有序，之间无序
  • 先写到内存，在回写到硬盘
• 内存表太大，回写硬盘
• 如何避免系统失败：事务和log
• 如何读数据
  • 每个表（内存、硬盘）都找（之间无序）
  • 硬盘查找，慢
• 如何改进
  • 每个小表建立索引（block级别），放内存
  • 先查索引，再查磁盘
• 如何改进2
  • bloomfilter
  • 不在一定准
  • 在可能准
• Bloom filter
• 如何把表存到GFS
  • mem table-》存log
  • 小小table-》GFS chunk
• 表的逻辑是什么
  • 列族
  • 时间戳
• 逻辑表如何转换为物理表
  • key：row + column + timestamp
• big table 架构

如何设计MapReduce

如何计算一个1TB的k-v的数据？

Input Split Map Shuffle Reduce Finalize