簡單比較兩種分散式運算環境的拓撲管理方法（Chubby & P2P Overlay）

簡單比較兩種分散式運算環境的拓撲管理方式（
Chubby &
P2P Overlay
）

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Adam

 

在分散式運算環境中，網路拓撲的動態管理是一項基本的功能；系統的穩定運行，需要一個高效穩定的拓撲管理層，為上層提供節點（或應用程式層執行個體）的狀態資訊，事件廣播等功能。以
Google
和
Amazon
（
Dynamo
）為代表的雲端運算系統，分別採用了兩種不同的拓撲管理方式：集中式管理方式和
P2P
重疊網方式。其中：

 

集中式管理方式：

以
Chubby
的形式為代表，它為分布式環境提供一個
Chubby
叢集（通常是
5
台或
7
台伺服器節點組成），
Chubby
節點之間採用
Paxos
演算法，同步所有的狀態和事件，當主節點失效後，
Paxos
會選舉出新的主節點，提供服務。因此基於
Chubby
的集中式管理方式的可靠性是由
Chubby
叢集和
Paxos
演算法保證的。由於
Chubby
在分布式環境中，以“公告板”模式存在，對外提供讀寫介面，所有的應用程式層執行個體可以通過這個“公告板”，發布事件，同時“公告板”也可以向所有註冊了該事件的節點發布資訊。例如，節點離開和加入；
Chubby
都會把相應的事件廣播到所有“關心”該事件的節點。分布式環境中的所有節點，通過
Chubby
可以得到全部的拓撲資訊和拓撲動態變化的即時資訊。

 

P2P

重疊網模式：

Amazon
Dynamo
的拓撲管理依靠
Dynamo
的重疊網管理層實現，分布式環境中所有節點實現
Gossip
協議等，通過
P2P
的方式交換拓撲資訊，形成重疊網路；網路中的拓撲更新事件，也可以通過該重疊網廣播出去。
P2P
重疊網的拓撲管理方式在很多
P2P
應用中使用。

 

在分散式運算環境中，這兩種方式都能比較好的解決網路拓撲管理，在實際系統中，具體採用哪種模式比較好，需要根據不同的情境決定。作者從以下幾個方面對兩種方式做個對比：

 

1， 



可靠性

Chubby
由於是一個功能單點，所以系統依賴這個
Chubby
“單點”；雖然
Chubby
是以叢集的形式存在（往往是
5
台，或
7
台節點）；

P2P Overlay
是一個自愈網路，沒有單點故障，網路自愈能力比較強；

Chubby
由於一般採用叢集模式存在，在
IDC
的部署方式中，其可靠性在一定程度應該是能滿足要求的，在
Google
的雲端運算中心也得到了驗證；

P2P Overlay
的方式，需要考慮孤島問題；在網路偏大的情況下，如果
P2P Overlay
分裂為多個孤島，需要在應用程式層應付這種問題。

 

2， 



效率

Chubby
的集中管理員模式，節點動態監測和廣播的速度一般較快；但隨著節點數目增加，節點動態性增強，會對
Chubby
形成一定的壓力；

P2P Overlay
的模式，節點動態訊息，如果需要廣播道全網的話，需要有一個傳播過程，時間相對較長。但是通常在
IDC
部署環境中，節點數目有限，每個重疊網節點，可以儲存全網的節點資訊，以提高資訊傳播速度；而且在很多應用情境，節點的動態性事件不需要全網廣播。

 

3， 



功能

Chubby
除了實現拓撲管理的功能，由於它是整個環境中預設最可靠的子系統，還可以作為小規模可靠儲存子系統，提供可靠儲存功能；
Chubby
的低粒度鎖，在
IDC
層級的動態環境中也可以得到比較理想的應用；

  

P2P Overlay
主要承擔拓撲管理工作，不承擔其它功能

 

4

，規模

  

Chubby
本身是一個叢集，因此比較適用規模大一些的分布式環境；而且由於它是獨立的子系統，可以同時為許多雲端運算子系統提供拓撲管理，低粒度鎖，小檔案儲存體服務；

  

P2P Overlay
比較適合規模較小的雲端運算環境，另外由於
P2P overlay
都是整合在一個系統的拓撲管理層，一般不作為一個獨立的子系統存在，沒有額外的部署任務，因此適合功能比較單純的應用。