云计算环境下分布式缓存技术的现状与挑战资料下载.pdf

1、q i n x i u l e i 0 8 o t c a i x i s c a s a c c nE m a i l：j o s i s c a s a c c nh t t p：w w w j o s o r g c nT e l F a x-+8 6-1 0 6 2 5 6 2 5 6 3摘要：作为云平台提升应用性能的一种重要手段，分布式缓存技术近年来受到了工业界和学术界的广泛关注从云计算与分布式缓存技术的结合入手，分析介绍了分布式缓存的特性、典型应用场景、发展阶段、相关标准规范以及推动缓存技术发展的若干关键要素为系统地了解分布式缓存技术的现状和不足，建立了一个云环境下分布式缓存技术的

2、分析框架一一D c 俄F 该框架从分析云计算的特点和缓存技术的边界出发，涵盖6 个分析维度基于D c t A F 框架，对当前缓存技术进行总结和分析，并对典型系统进行比较在此基础上，深入阐述了云环境下分布式缓存系统面临的挑战；围绕上述挑战，分析和比较了已有的研究工作关键词：分析框架：云计算：分布式缓存中图法分类号：T P 3 1 1文献标识码：A中文引用格式：秦秀磊，张文博，魏峻，王伟，钟华，黄涛云计算环境下分布式缓存技术的现状与挑战软件学报，2 0 1 3，2 4（1）：5 0-6 6 h t t p：w w w j o s o r g c n 1 0 0 0-9 8 2 5 4 2 7 6

3、 h t m英文引用格式：Q i nX L，Z h a n gW B，W e iJ，W a n gw Z h o n gH，H u a n gT P r o g r e s sa n dc h a l l e n g e so fd i s t r i b u t e dc a c h i n gt e c h n i q u e si nc l o u dc o m p u t i n g R u a n j i a nX u e b a o J o u r n a lo fS o f t w a r e，2 0 1 3，2 4（1）：5 0-6 6（i nC h i n e s e）h t

4、 t p：w w w j o s o r g c n 10 0 0 9 8 2 5 4 2 7 6 h t mP r o g r e s sa n dC h a l l e n g e so fD i s t r i b u t e dC a c h i n gT e c h n i q u e si nC l o u dC o m p u t i n gQ r NX i u L e i l，2，一，Z H A N GW e n B 0 1，W E IJ u n l，_，W A N Gw e i l，Z H O N GH u a l，删A N GT a 0 1，21（T e c h n o l

5、 o g yC e n t e ro f S o f l w 甜eE n g i n e e r i n g，I n s t i t u t eo f S o f t w a r e，T h eC h i n e s eA c a d e m yo f S c i e n c e s，B e i j i n g1 0 0 1 9 0，C h i n a）2（S t a t eK e yL a b o r a t o r yo f C o m p u t e rS c i e n c e，I n s t i t u t eo f S o f t w a r e，T h eC h i n e s

6、eA c a d e m yo f S c i e n c e s，B e i j i n g1 0 0 1 9 0，C h i n a）（G r a d u a t eU n i v e r s i t y，T h eC h i n e s eA c a d e m yo f S c i e n c e s，B e o i n g1 0 0 0 4 9，C h i n a）C o r r e s p o n d i n ga u t h o r：Q I NX i u L e i，E-m a i l：q i n x i u l e i 0 8 o t c a i x i s c a s a c

7、 c aA b s t r a c t：A sa l li m p o r t a n ta p p l i c a t i o no fa c c e l e r a t i o ni nt h ec l o u d，t h ed i s t r i b u t e dc a c h i n gt e c h n o l o g yh a sr e c e i v e d c o n s i d e r a b l ea n e n t i o ni ni n d u s t r ya n da c a d e m i a T h i sp a p e rs t a r t sw i t h

8、ad i s c u s s i o no nt h ec o m b i n a t i o no fc l o u dc o m p u t i n ga n dd i s t r i b u t e dc a c h i n gt e c h n o l o g y,g i v i n ga l la n a l y s i so fi t sc h a r a c t e r i s t i c s，t y p i c a la p p l i c a t i o ns c e n a r i o s，s t a g e so fd e v e l o p m e n t，s t a

9、n d a r d s，a n ds e v e r a lk e ye l e m e n t s，w h i c hh a v ep r o m o t e di t sd e v e l o p m e n t I no r d e rt os y s t e m a t i c a l l yk n o wt h es t a t eo fa r tp r o g r e s sa n dw e a kp o i n t so ft h ed i s t r i b u t e dc a c h i n gt e c h n o l o g y,t h ep a p e rb u i

10、l d sam u l t i-d i m e n s i o n a lf r a m e w o r k，D c t A F T h i sf r a m e w o r ki sc o n s t i t u t e do f6d i m e n s i o n st h r o u g ha n a l y z i n gt h ec h a r a c t e r i s t i c so fc l o u dc o m p u t i n ga n db o u n d a r yo ft h ec a c h i n gt e c h n i q u e s B a s e do

11、 nD c t A F,c u r r e n tt e c h n i q u e sh a v eb e e na n a l y z e da n ds u m m a r i z e d；c o m p a r i s o n sa m o n gs e v e r a li n f l u e n t i a lp r o d u c t sh a v ea l s ob e e nm a d e F i n a l l y,t h ep a p e rd e s c r i b e sa n dh i g h l i g h t st h es e v e r a lc h a l

12、 l e n g e st h a tt h ec a c h es y s t e mf a c e sa n de x a m i n e st h ec u r r e n tr e s e a r c ht h r o u g hi n d e p t ha n a l y s i sa n dc o m p a r i s o n 基金项目：国家重点基础研究发展计划（9 7 3）（2 0 0 9 c B 3 2 0 7 0 4）；国家自然科学基金（6 1 1 7 3 0 0 3，6 1 1 0 0 0 6 8）；国家高技术研究发展计划（8 6 3）（2 0 1 2 A A 0 1 1

13、 2 0 4）；国家科技支撑计划（2 0 1 1 B A H l 5 8 0 3）收稿时间：2 0 1 l 一1 1-0 l；修改时间：2 0 1 2 0 2 1 5；定稿时间：2 0 1 2-0 6 2 5；j O S 在线出版时间：2 0 1 2 0 7 2 7C N K I 网络优先出版：2 0 1 2-0 7 2 71 0：5 9，h t t p：w w w c n k i n e t k c m s d e t a i l 1 1 2 5 6 0 T P 2 0 1 2 0 7 2 7，1 0 5 9 0 0 2 h t m l万方数据秦秀磊等：云计算环境下分布式缓存技术的现状与挑战

14、K e yw o r d s：a n a l y s i sf r a m e w o r k；c l o u dc o m p u t i n g；d i s t r i b u t e dc a c h e5 1云计算描述了一种新的基于互联网的I T 服务增值、使用和交付模式川，是数据共享与服务共享计算模式的结合体【2】云计算环境下，为了应对海量数据与用户请求带来的挑战，解决传统数据库面临的大规模数据访问瓶颈问题，分布式缓存技术得以引入，为用户提供高性能、高可用、可伸缩的数据缓存服务分布式缓存将数据分布到多个缓存服务节点，在内存中管理数据，对外提供统一的访问接口，基于冗余备份机制实现高可用

15、支持，又被称为内存数据网格（i n m e m o r yd a t ag r i d）分布式缓存拉近了对象与应用间的距离，是云平台提升应用性能的一种重要手段S e a r c h s o a 认为，对于数据密集型的W e b 应用，如果失去分布式缓存这一关键技术的支撑，云的潜能将是十分有限的【引F o r r e s t e r2 0 1 0 年技术报告【4】中提出了弹性缓存平台（e l a s t i cc a c h i n gp l a t f o r m）的概念，强调弹性缓存的关键特性是动态扩展性与高可用性动态扩展性表达了缓存平台可提供透明的服务扩展的能力，在线为云应用增加或者减少缓存资源，以适应负载的动态变化高可用性则表达了缓存平台可以容忍节点失效，任意单一节点失效均不会导致数据丢失或服务终止图1 给出了一个典型的分布式缓存系统F i g 1D i s t r i b u t e dc a c h es y s t e m图1 分布式缓存系统现有的分布式缓存产品【4】主要包括O r a c l eC