云計(jì)算平臺(tái)中內(nèi)存緩存系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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1、ｆ；４擊來ｉｌ＊葦ｆＵＮＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥ專業(yè)學(xué)位碩±學(xué)位論文ＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ咖駐．．．呈．論文題目云計(jì)算平臺(tái)中內(nèi)存緩存系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)專業(yè)學(xué)位類別工程碩±學(xué)號(hào)２０１３２２０６０５２５作者姓名金冉冉指導(dǎo)教師符紅光教授獨(dú)劍性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作＞及取

2、得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加＾１標(biāo)注和致謝的地方夕ｈ論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究巧做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。作者簽名：日期；節(jié)＾年ｒ貞扛日論文使用授權(quán)本學(xué)位論文作者完全了解電子科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)電子科技大學(xué)可將學(xué)位論文的全部或

3、部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可Ｗ采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）作者簽名：導(dǎo)師簽名：＾＾曰期；７＾年ｒ月？。曰分類號(hào)密級(jí)注1UDC學(xué)位論文云計(jì)算平臺(tái)中內(nèi)存緩存系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（題名和副題名）金冉冉（作者姓名）指導(dǎo)教師符紅光教授電子科技大學(xué)成都（姓名、職稱、單位名稱）申請學(xué)位級(jí)別碩士專業(yè)學(xué)位類別工程碩士工程領(lǐng)域名稱計(jì)算機(jī)技術(shù)提交論文日期2016.3.28論文答辯日期2016.5.16學(xué)位授予單位和日期電子科技大學(xué)2016年6月答辯委員

4、會(huì)主席評(píng)閱人注1：注明《國際十進(jìn)分類法UDC》的類號(hào)。DesignandImplementationofMemoryCachingSysteminCloudComputingPlatformAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:RanranJinAdvisor:HongguangFuSchool:SchoolofComputerScience

5、&Engineering摘要摘要在云計(jì)算平臺(tái)中，為了加快云計(jì)算平臺(tái)中應(yīng)用的訪問速度，內(nèi)存緩存技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍了，內(nèi)存緩存的使用將極大地提升用戶使用云應(yīng)用的響應(yīng)速度。大部分云計(jì)算服務(wù)提供商的云計(jì)算平臺(tái)中都開始使用內(nèi)存緩存系統(tǒng)了，如亞馬遜云計(jì)算服務(wù)AWS使用的內(nèi)存緩存系統(tǒng)ElastiCache。本文設(shè)計(jì)的內(nèi)存緩存系統(tǒng)PRCACHE是基于開源memcached并進(jìn)行了一些改進(jìn)而完成的。首先，本文分析了傳統(tǒng)memcached部署中存在的問題，memcached本身是集中式的，memcached的分布式依賴于客戶端

6、。傳統(tǒng)的memcached部署不僅容易出現(xiàn)負(fù)載不均衡的問題，而且容易出現(xiàn)單點(diǎn)失效的問題。在對傳統(tǒng)部署分析的基礎(chǔ)上提出了對本文設(shè)計(jì)的PRCACHE緩存系統(tǒng)的需求，PRCACHE需要滿足高可用性，支持大規(guī)模并發(fā)且做到負(fù)載均衡。根據(jù)這兩點(diǎn)需求，提出PRCACHE緩存系統(tǒng)的總體架構(gòu)：由網(wǎng)絡(luò)接口模塊、請求處理模塊和存儲(chǔ)處理模塊組成，請求處理模塊由負(fù)載均衡子模塊和緩存?zhèn)浞葑幽K組成，存儲(chǔ)處理模塊由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子模塊和緩存同步子模塊組成。緩存系統(tǒng)的高可用性由緩存?zhèn)浞莺途彺嫱阶幽K保證，大規(guī)模并發(fā)的支持及負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)由網(wǎng)絡(luò)接口

7、模塊和負(fù)載均衡子模塊保證。其次，基于對PRCACHE的需求分析，本文對各功能模塊進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)接口模塊采用高性能I/O框架庫libevent作為用戶請求的事件處理機(jī)制，可以支持大并發(fā)訪問需求。請求處理模塊的實(shí)現(xiàn)基于緩存代理magent，其中負(fù)載均衡子模塊設(shè)計(jì)采用一致性hash算法作為負(fù)載均衡算法處理用戶的訪問請求，可將用戶的請求均勻的分?jǐn)傊良褐械姆?wù)器，實(shí)現(xiàn)了PRCACHE的負(fù)載均衡。緩存?zhèn)浞葑幽K設(shè)計(jì)時(shí)將服務(wù)器集群劃分為master集群和backup集群，主備集群之間始終保持相同的緩存數(shù)據(jù)，備集

8、群將在主集群中服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)提供緩存服務(wù)，保證了PRCACHE的高可用性。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)子模塊負(fù)責(zé)用戶數(shù)據(jù)的實(shí)際存儲(chǔ)工作，采用了slaballocator內(nèi)存管理機(jī)制進(jìn)行內(nèi)存的分配和回收。緩存同步子模塊是在memcached的源碼基礎(chǔ)上通過添加改進(jìn)代碼而實(shí)現(xiàn)的，改進(jìn)后的memcached服務(wù)進(jìn)程使原本不進(jìn)行相互通信的memcached做到了同步通信，實(shí)現(xiàn)了集群中服務(wù)器一主一從的master