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原創

ClickHouse 的分布式架構和高可用性

2024-11-29 09:12:02
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ClickHouse 的分布式架構和高可用性具有以下特點：

 

一、分布式架構
  1. 數據分片（Sharding）
    • ClickHouse 可以將數據分布在多個物理服務器上，實現水平擴展。數據被分成多個片段（shard），每個片段可以存儲在不同的服務器上。
    • 數據分片可以根據特定的規則進行，例如按照某個字段的值進行哈希分區，或者按照數據的范圍進行分區。這樣可以確保數據在多個服務器上均勻分布，提高查詢性能和可擴展性。
  2. 分布式表（Distributed Table）
    • ClickHouse 引入了分布式表的概念，用于在分布式環境中查詢數據。分布式表并不實際存儲數據，而是作為一個邏輯視圖，將查詢分發到各個數據片段所在的服務器上進行執行。
    • 當執行查詢時，ClickHouse 會自動將查詢語句轉化為針對各個數據片段的子查詢，并在各個服務器上并行執行。最后，將各個子查詢的結果合并返回給客戶端。
  3. 副本（Replication）
    • 為了提高數據的可靠性和可用性，ClickHouse 支持數據副本。可以在不同的服務器上創建數據的副本，當某個服務器出現故障時，其他服務器上的副本可以繼續提供服務。
    • 副本可以是同步的或異步的。同步副本要求在寫入數據時，所有副本都必須成功寫入才能確認寫入操作成功。異步副本則可以在后臺異步地將數據復制到其他服務器上。
  4. 分布式查詢處理
    • ClickHouse 在分布式環境中能夠高效地處理查詢。它會根據查詢的類型和數據的分布情況，自動選擇最優的查詢執行計劃。
    • 例如，對于涉及多個數據片段的查詢，ClickHouse 會盡可能地將計算下推到各個數據片段所在的服務器上進行，減少數據的傳輸和合并操作，提高查詢性能。

 

二、高可用性
  1. 故障自動恢復
    • ClickHouse 具有一定的故障自動恢復能力。當某個服務器出現故障時，它會自動嘗試重新連接該服務器，并在服務器恢復后重新同步數據。
    • 如果某個數據片段所在的服務器不可用，ClickHouse 會自動將查詢路由到其他擁有該數據片段副本的服務器上進行執行，確保查詢的可用性。
  2. 副本機制
    • 如前所述，副本機制可以提高數據的可靠性和可用性。當某個副本所在的服務器出現故障時，其他副本可以繼續提供服務。
    • ClickHouse 還支持自動副本切換，當主副本出現故障時，會自動將查詢路由到其他副本上進行執行。同時，它會嘗試恢復主副本，確保數據的一致性。
  3. 分布式協調
    • ClickHouse 使用分布式協調服務（如 ZooKeeper）來管理分布式環境中的節點和副本。分布式協調服務可以確保各個節點之間的狀態一致，并在節點出現故障時進行故障檢測和恢復。
    • 通過分布式協調服務，ClickHouse 可以實現自動的副本選舉、故障轉移和數據同步等功能，提高系統的高可用性。
  4. 負載均衡
    • 在分布式環境中，ClickHouse 可以通過負載均衡來優化查詢性能和資源利用率。負載均衡可以將查詢分發到各個服務器上，確保各個服務器的負載均衡，避免某個服務器負載過高而影響性能。
    • ClickHouse 可以根據服務器的性能、負載情況和數據分布等因素，自動選擇最優的服務器進行查詢執行。

 

總之，ClickHouse 的分布式架構和高可用性使其能夠在大規模數據處理和高并發查詢場景下保持穩定和可靠的性能。通過數據分片、副本機制、分布式查詢處理和故障自動恢復等功能，ClickHouse 可以實現水平擴展和高可用性，滿足企業對大數據處理的需求。

版權聲明：本文內容系天翼云實名用戶自發貢獻，版權歸原作者所有，天翼云開發者社區不擁有其著作權，亦不承擔相應法律責任，未經許可，不得轉載。

如有疑問或爭議，請聯系ctyunbbs@chinatelecom.cn刪除。

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一、分布式架構
  1. 數據分片（Sharding）
    • ClickHouse 可以將數據分布在多個物理服務器上，實現水平擴展。數據被分成多個片段（shard），每個片段可以存儲在不同的服務器上。
    • 數據分片可以根據特定的規則進行，例如按照某個字段的值進行哈希分區，或者按照數據的范圍進行分區。這樣可以確保數據在多個服務器上均勻分布，提高查詢性能和可擴展性。
  2. 分布式表（Distributed Table）
    • ClickHouse 引入了分布式表的概念，用于在分布式環境中查詢數據。分布式表并不實際存儲數據，而是作為一個邏輯視圖，將查詢分發到各個數據片段所在的服務器上進行執行。
    • 當執行查詢時，ClickHouse 會自動將查詢語句轉化為針對各個數據片段的子查詢，并在各個服務器上并行執行。最后，將各個子查詢的結果合并返回給客戶端。
  3. 副本（Replication）
    • 為了提高數據的可靠性和可用性，ClickHouse 支持數據副本。可以在不同的服務器上創建數據的副本，當某個服務器出現故障時，其他服務器上的副本可以繼續提供服務。
    • 副本可以是同步的或異步的。同步副本要求在寫入數據時，所有副本都必須成功寫入才能確認寫入操作成功。異步副本則可以在后臺異步地將數據復制到其他服務器上。
  4. 分布式查詢處理
    • ClickHouse 在分布式環境中能夠高效地處理查詢。它會根據查詢的類型和數據的分布情況，自動選擇最優的查詢執行計劃。
    • 例如，對于涉及多個數據片段的查詢，ClickHouse 會盡可能地將計算下推到各個數據片段所在的服務器上進行，減少數據的傳輸和合并操作，提高查詢性能。

 

二、高可用性
  1. 故障自動恢復
    • ClickHouse 具有一定的故障自動恢復能力。當某個服務器出現故障時，它會自動嘗試重新連接該服務器，并在服務器恢復后重新同步數據。
    • 如果某個數據片段所在的服務器不可用，ClickHouse 會自動將查詢路由到其他擁有該數據片段副本的服務器上進行執行，確保查詢的可用性。
  2. 副本機制
    • 如前所述，副本機制可以提高數據的可靠性和可用性。當某個副本所在的服務器出現故障時，其他副本可以繼續提供服務。
    • ClickHouse 還支持自動副本切換，當主副本出現故障時，會自動將查詢路由到其他副本上進行執行。同時，它會嘗試恢復主副本，確保數據的一致性。
  3. 分布式協調
    • ClickHouse 使用分布式協調服務（如 ZooKeeper）來管理分布式環境中的節點和副本。分布式協調服務可以確保各個節點之間的狀態一致，并在節點出現故障時進行故障檢測和恢復。
    • 通過分布式協調服務，ClickHouse 可以實現自動的副本選舉、故障轉移和數據同步等功能，提高系統的高可用性。
  4. 負載均衡
    • 在分布式環境中，ClickHouse 可以通過負載均衡來優化查詢性能和資源利用率。負載均衡可以將查詢分發到各個服務器上，確保各個服務器的負載均衡，避免某個服務器負載過高而影響性能。
    • ClickHouse 可以根據服務器的性能、負載情況和數據分布等因素，自動選擇最優的服務器進行查詢執行。

 

總之，ClickHouse 的分布式架構和高可用性使其能夠在大規模數據處理和高并發查詢場景下保持穩定和可靠的性能。通過數據分片、副本機制、分布式查詢處理和故障自動恢復等功能，ClickHouse 可以實現水平擴展和高可用性，滿足企業對大數據處理的需求。

版權聲明：本文內容系天翼云實名用戶自發貢獻，版權歸原作者所有，天翼云開發者社區不擁有其著作權，亦不承擔相應法律責任，未經許可，不得轉載。

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